Este artículo describe en detalle los antecedentes de desarrollo de ISO15118, la información de la versión, la interfaz CCS, el contenido de los protocolos de comunicación, las funciones de carga inteligente, lo que demuestra el progreso de la tecnología de carga de vehículos eléctricos y la evolución del estándar.
I. Introducción de ISO15118
1 、 Introducción
La Organización Internacional de Normalización (IX-ISO) publica ISO 15118-20. ISO 15118-20 es una extensión de ISO 15118-2 para admitir la transferencia de energía inalámbrica (WPT). Cada uno de estos servicios se puede proporcionar mediante transferencia de energía bidireccional (BPT) y dispositivos conectados automáticamente (ACD).
2. Introducción de información de versión.
(1) Versión ISO 15118-1.0
15118-1 es el requisito general
Escenarios de aplicación basados en ISO 15118 para realizar el proceso de carga 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 estado y los requisitos técnicos que deben definirse para realizar 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 energía.
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
ISO 15118-20 tiene funcionalidad plug-and-play, además de soporte para transferencia de energía inalámbrica (WPT), y cada uno de estos servicios se puede proporcionar 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, América del Norte y Asia ha creado problemas de interoperabilidad y conveniencia 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 un enchufe combinado con puertos de CA y CC integrados, que es compatible con tres modos de carga: carga de CA monofásica, carga de CA trifásica y carga de CC. Esto proporciona opciones de carga más flexibles para vehículos eléctricos.
1 、 Introducción a la interfaz
Protocolos de interfaz de carga de vehículos eléctricos (EV)
Conectores utilizados para cargar vehículos eléctricos en las principales regiones del mundo
2. Conector CCS1
Las redes eléctricas domésticas de EE. UU. y Japón solo admiten carga de CA monofásica, por lo que los enchufes y puertos Tipo 1 dominan en estos dos mercados.
3、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 está el puerto de carga para automóvil CCS tipo 2 y a la derecha está el enchufe de la pistola de carga de CC. El puerto de carga del automóvil integra una parte de CA (parte superior) y un puerto de CC (parte inferior con dos conectores gruesos). Durante el proceso de carga de CA y CC, la comunicación entre el vehículo eléctrico (EV) y la estación de carga (EVSE) se realiza a través de la interfaz Control Pilot (CP).
CP: la interfaz Control Pilot transmite una señal PWM analógica y una señal digital ISO 15118 o DIN 70121 basada en la modulación Power Line Carrier (PLC) en una señal analógica.
PP: la interfaz Proxmity Pilot (también llamada Presencia de enchufe) transmite una señal que permite al vehículo (EV) monitorear que el enchufe de la pistola de carga esté conectado. Se utiliza para cumplir una característica de seguridad importante: el automóvil no puede moverse mientras la pistola de carga está conectada.
PE – Tierra Productiva, es el cable de tierra del dispositivo.
Se utilizan varias 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 (estos mensajes tienen el sufijo “Req”) y el SECC devuelve los mensajes de respuesta correspondientes (con el sufijo “Res”). El EVCC necesita recibir el mensaje de respuesta del SECC dentro de un rango de tiempo de espera específico (generalmente entre 2 y 5 segundos) del mensaje de solicitud correspondiente; de lo contrario, la sesión finalizará y, dependiendo de la implementación de diferentes fabricantes, el EVCC puede volver a recibir el mensaje de respuesta del SECC. -iniciar una nueva sesión.
(1) Diagrama de flujo de carga
(2) Proceso de carga de CA
(3) proceso de carga de CC
ISO 15118 mejora el mecanismo de comunicación entre la estación de carga y el vehículo eléctrico con protocolos digitales de mayor nivel para proporcionar información más rica, que incluye principalmente: comunicación bidireccional, cifrado de canales, 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 carga entre la estación de carga y el vehículo se transfiere inmediatamente a ISO 15118.
3 、 Funciones principales
(1) Carga inteligente
La carga inteligente de vehículos eléctricos es la capacidad de controlar, gestionar y ajustar de forma inteligente todos los aspectos de la carga de vehículos eléctricos. Lo hace basándose en la comunicación de datos en tiempo real entre el vehículo eléctrico, el cargador, el operador de carga y el proveedor de electricidad o la empresa de servicios públicos. 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 Smart Charging EV, que procesa estos datos y permite a los operadores y usuarios de carga gestionar todos los aspectos de la carga.
1) Tubo de energía inteligente; Gestiona el impacto de la carga de vehículos eléctricos en la red y el suministro de energía.
2) Optimización de los vehículos eléctricos; cargarlo ayuda a los conductores de vehículos eléctricos y a los proveedores de servicios de carga a optimizar la carga en términos de coste 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 carga inteligente: el propio vehículo eléctrico (VE). Uno de los datos más importantes a la hora de planificar el proceso de carga es la cantidad de energía que quiere consumir el vehículo. Hay muchas opciones para proporcionar esta información al CSMS:
Los usuarios pueden ingresar la energía solicitada usando una aplicación móvil (proporcionada por eMSP) y enviarla al CSMS del CPO a través de la 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 porque la carga de vehículos eléctricos puede afectar en gran medida al consumo de energía de una casa, un edificio o un área pública. La capacidad de la red está limitada en términos de cuánta energía se puede manejar en un punto determinado.
3) Conectar y cargar
Características principales de ISO 15118.
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La industria de los vehículos eléctricos es relativamente nueva y aún está en evolución. Se están desarrollando nuevos estándares. Esto crea desafíos de compatibilidad e interoperabilidad para los fabricantes de vehículos eléctricos y EVSE. Sin embargo, el estándar ISO 15118-20 facilita funciones de carga como facturación plug & charge, comunicación cifrada, flujo de energía bidireccional, gestión de carga y 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