Este documento describe en detalle los antecedentes del desarrollo de ISO15118, la información de la versión, la interfaz CCS, el contenido de los protocolos de comunicación, las funciones de carga inteligente, demostrando el progreso de la tecnología de carga de vehículos eléctricos y la evolución del estándar.
Tabla de contenido
I. Introducción de la norma ISO 15118
1、Introducción
La Organización Internacional de Normalización (IX-ISO) publica la norma ISO 15118-20. Esta norma es una extensión de la norma ISO 15118-2 para la transferencia inalámbrica de energía (WPT). Todos estos servicios pueden proporcionarse mediante transferencia bidireccional de energía (BPT) y dispositivos conectados automáticamente (ACD).
2. Introducción de información de la versión
(1) Versión ISO 15118-1.0
15118-1 es el requisito general
Escenarios de aplicación basados en la norma ISO 15118 para realizar el proceso de cobro y facturación, y describe los dispositivos en cada escenario de aplicación y la interacción de información entre los dispositivos.
15118-2 trata sobre los protocolos de la capa de aplicación.
Define mensajes, secuencias de mensajes y máquinas de estados, así como los requisitos técnicos necesarios para implementar estos escenarios de aplicación. Define los protocolos desde la capa de red hasta la capa de aplicación.
15118-3 Aspectos de la capa de enlace, utilizando portadoras de potencia.
15118-4 relacionado con la prueba
15118-5 Relacionado con la capa física
15118-8 Aspectos inalámbricos
15118-9 Aspectos de la capa física inalámbrica
(2) Versión ISO 15118-20
La norma ISO 15118-20 tiene funcionalidad plug-and-play, además de soporte para transferencia de energía inalámbrica (WPT), y cada uno de estos servicios puede proporcionarse mediante transferencia de energía bidireccional (BPT) y dispositivos conectados automáticamente (ACD).
Introducción a la interfaz CCS
La aparición de diferentes estándares de carga en los mercados de vehículos eléctricos de Europa, Norteamérica y Asia ha generado problemas de interoperabilidad y facilidad de carga para el desarrollo de vehículos eléctricos a escala global. Para abordar este problema, la Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles (ACEA) ha presentado una propuesta para un estándar de carga CCS, cuyo objetivo es integrar la carga de CA y CC en un sistema unificado. La interfaz física del conector está diseñada como una toma combinada con puertos de CA y CC integrados, compatible con tres modos de carga: carga de CA monofásica, carga de CA trifásica y carga de CC. Esto ofrece opciones de carga más flexibles para los vehículos eléctricos.
Ⅱ. Introducción a la interfaz
Protocolos de interfaz de carga de vehículos eléctricos (VE)
Conectores utilizados para cargar vehículos eléctricos en las principales regiones del mundo
1、Conector CCS1
Las redes eléctricas domésticas de Estados Unidos y Japón solo admiten la carga de CA monofásica, por lo que los enchufes y puertos tipo 1 dominan en estos dos mercados.
2. Introducción del puerto CCS2
El puerto Tipo 2 admite carga monofásica y trifásica, y la carga de CA trifásica puede acortar el tiempo de carga de los vehículos eléctricos.
A la izquierda se encuentra el puerto de carga CCS Tipo 2 para vehículos, y a la derecha, el enchufe de la pistola de carga de CC. El puerto de carga del vehículo integra una sección de CA (superior) y una sección de CC (inferior, con dos conectores gruesos). Durante la carga de CA y CC, la comunicación entre el vehículo eléctrico (VE) y la estación de carga (VESE) se realiza a través de la interfaz de Control Pilot (CP).
CP – La interfaz de control piloto transmite una señal PWM analógica y una señal digital ISO 15118 o DIN 70121 basada en modulación PLC (Power Line Carrier) en una señal analógica.
PP – La interfaz de Piloto de Proximidad (también llamada Presencia de Enchufe) transmite una señal que permite al vehículo (VE) verificar que el enchufe de la pistola de carga esté conectado. Se utiliza para cumplir una importante función de seguridad: el vehículo no puede moverse mientras la pistola de carga esté conectada.
PE – Tierra Productiva, es el cable de conexión a tierra del dispositivo.
Se utilizan otras conexiones para transferir energía: cable neutro (N), L1 (CA monofásica), L2, L3 (CA trifásica); CC+, CC- (corriente continua).
III. Introducción del contenido del protocolo ISO15118
El protocolo de comunicación ISO 15118 se basa en el modelo cliente-servidor, en el que el EVCC envía mensajes de solicitud (con el sufijo "Req") y el SECC devuelve los mensajes de respuesta correspondientes (con el sufijo "Res"). El EVCC debe recibir el mensaje de respuesta del SECC dentro de un plazo específico (generalmente entre 2 y 5 segundos) desde el mensaje de solicitud correspondiente; de lo contrario, la sesión se cerrará y, según la implementación de los diferentes fabricantes, el EVCC puede reiniciar una nueva sesión.
(1) Diagrama de flujo de carga
(2) Proceso de carga de CA
(3) Proceso de carga de CC
La norma ISO 15118 mejora el mecanismo de comunicación entre la estación de carga y el vehículo eléctrico con protocolos digitales de alto nivel para proporcionar información más completa, incluyendo principalmente: comunicación bidireccional, cifrado de canal, autenticación, autorización, estado de carga, hora de salida, etc. Cuando se mide una señal PWM con un ciclo de trabajo del 5 % en el pin CP del cable de carga, el control de la carga entre la estación de carga y el vehículo se transfiere inmediatamente a la norma ISO 15118.
4. Funciones principales
(1) Carga inteligente
La carga inteligente de vehículos eléctricos (VE) permite controlar, gestionar y ajustar de forma inteligente todos los aspectos de la carga. Esto se logra mediante la comunicación de datos en tiempo real entre el VE, el cargador, el operador de carga y el proveedor de electricidad o la compañía eléctrica. En la carga inteligente, todas las partes involucradas se comunican constantemente y utilizan soluciones de carga avanzadas para optimizar la carga. En el corazón de este ecosistema se encuentra la solución de Carga Inteligente de Vehículos Eléctricos (VE), que procesa estos datos y permite a los operadores y usuarios de carga gestionar todos los aspectos de la carga.
1) Smart Energy Tube; gestiona el impacto de la carga de vehículos eléctricos en la red y el suministro eléctrico.
2) Optimización de los vehículos eléctricos: la carga ayuda a los conductores de vehículos eléctricos y a los proveedores de servicios de carga a optimizar la carga en términos de costo y eficiencia.
3) Gestión y análisis remotos: permite a los usuarios y operadores controlar y ajustar la carga a través de plataformas basadas en web o aplicaciones móviles.
4) Tecnología avanzada de carga de vehículos eléctricos Muchas tecnologías nuevas, como V2G, requieren funciones de carga inteligentes para funcionar correctamente.
La norma ISO 15118 introduce otra fuente de información que puede utilizarse como herramienta de carga inteligente: el propio vehículo eléctrico (VE). Uno de los datos más importantes al planificar el proceso de carga es la cantidad de energía que el vehículo desea consumir. Existen diversas opciones para proporcionar esta información al CSMS:
Los usuarios pueden ingresar la energía solicitada mediante una aplicación móvil (proporcionada por eMSP) y enviarla al CSMS del CPO a través de una integración de back-end a back-end, y las estaciones de carga pueden usar una API personalizada para enviar estos datos directamente al CSMS.
(2) Carga inteligente y red inteligente
La carga inteligente de vehículos eléctricos forma parte de este sistema, ya que puede afectar considerablemente el consumo energético de una vivienda, edificio o espacio público. La capacidad de la red eléctrica es limitada en cuanto a la cantidad de energía que puede gestionar en un punto determinado.
3) Conectar y cargar
Principales características de la norma ISO 15118.
La industria de los vehículos eléctricos es relativamente nueva y aún está en evolución. Se están desarrollando nuevos estándares, lo que genera desafíos de compatibilidad e interoperabilidad para los fabricantes de vehículos eléctricos y sistemas de suministro de vehículos eléctricos (VE). Sin embargo, la norma ISO 15118-20 facilita funciones de carga como la facturación "plug & charge", la comunicación cifrada, el flujo de energía bidireccional, la gestión de la carga y la potencia de carga variable. Estas características hacen que la carga sea más cómoda, segura y eficiente, y contribuirán a una mayor adopción de los vehículos eléctricos.
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Hora de publicación: 18 de octubre de 2024