Allt du behöver veta om ISO/IEC 15118

Den officiella nomenklaturen för ISO 15118 är ”Vägfordon – Kommunikationsgränssnitt mellan fordon och nät”. Det kan vara en av de viktigaste och mest framtidssäkra standarderna som finns tillgängliga idag.

Den smarta laddningsmekanismen som är inbyggd i ISO 15118 gör det möjligt att perfekt matcha elnätets kapacitet med energibehovet för det växande antalet elbilar som ansluts till elnätet. ISO 15118 möjliggör också dubbelriktad energiöverföring för att förverkligafordon-till-nättillämpningar genom att mata tillbaka energi från elbilen till elnätet vid behov. ISO 15118 möjliggör mer elnätsvänlig, säker och bekväm laddning av elbilar.

ISO 15118:s historia

År 2010 gick Internationella standardiseringsorganisationen (ISO) och Internationella elektrotekniska kommissionen (IEC) samman för att skapa den gemensamma arbetsgruppen ISO/IEC 15118. För första gången arbetade experter från bilindustrin och energibranschen tillsammans för att utveckla en internationell kommunikationsstandard för laddning av elbilar. Den gemensamma arbetsgruppen lyckades skapa en allmänt använd lösning som nu är den ledande standarden i stora regioner över hela världen som Europa, USA, Central-/Sydamerika och Sydkorea. ISO 15118 blir också snabbt alltmer populärt i Indien och Australien. En anmärkning om formatet: ISO tog över publiceringen av standarden och den är nu känd som helt enkelt ISO 15118.

Fordon-till-nätet – integrering av elbilar i elnätet

ISO 15118 möjliggör integration av elbilar ismarta nät(även känd som fordon-2-rutnät ellerfordon-till-nätEtt smart elnät är ett elnät som sammankopplar energiproducenter, konsumenter och nätkomponenter som transformatorer med hjälp av informations- och kommunikationsteknik, som illustreras i bilden nedan.

ISO 15118 tillåter elbilar och laddstationer att dynamiskt utbyta information baserat på vilket ett korrekt laddningsschema kan (om)förhandlas. Det är viktigt att säkerställa att elfordon fungerar på ett nätvänligt sätt. I det här fallet betyder "nätvänlig" att enheten stöder laddning av flera fordon samtidigt samtidigt som nätet förhindras från överbelastning. Smarta laddningsapplikationer beräknar ett individuellt laddningsschema för varje elbil genom att använda tillgänglig information om elnätets tillstånd, energibehovet för varje elbil och varje förares mobilitetsbehov (avgångstid och räckvidd).

På så sätt kommer varje laddningssession perfekt att matcha elnätets kapacitet med elbehovet från samtidigt laddande elbilar. Laddning i tider med hög tillgänglighet av förnybar energi och/eller i tider då den totala elanvändningen är låg är ett av de viktigaste användningsområdena som kan realiseras med ISO 15118.

Säker kommunikation med Plug & Charge

Elnätet är en kritisk infrastruktur som behöver försvaras mot potentiella attacker och föraren måste faktureras korrekt för den energi som levererades till elbilen. Utan säker kommunikation mellan elbilar och laddstationer kan illvilliga tredje parter fånga upp och modifiera meddelanden och manipulera faktureringsinformation. Det är därför ISO 15118 har en funktion som kallasAnslut och laddaPlug & Charge använder flera kryptografiska mekanismer för att säkra denna kommunikation och garantera sekretessen, integriteten och äktheten hos all utbytt data.

Användarvänlighet som en nyckel till en sömlös laddningsupplevelse

ISO 15118Anslut och laddaFunktionen gör det också möjligt för elbilen att automatiskt identifiera sig mot laddstationen och få behörig åtkomst till den energi den behöver för att ladda batteriet. Allt detta baseras på de digitala certifikat och publika nyckelinfrastrukturer som görs tillgängliga via Plug & Charge-funktionen. Det bästa? Föraren behöver inte göra något annat än att ansluta laddningskabeln till fordonet och laddstationen (vid trådbunden laddning) eller parkera ovanför en markplatta (vid trådlös laddning). Att bara ange ett kreditkort, öppna en app för att skanna en QR-kod eller hitta det där lätttappade RFID-kortet är ett minne blott med den här tekniken.

ISO 15118 kommer att påverka framtiden för global laddning av elfordon avsevärt på grund av dessa tre nyckelfaktorer:

1. Bekvämlighet för kunden med Plug & Charge
2. Den förbättrade datasäkerheten som följer med de kryptografiska mekanismer som definieras i ISO 15118
3. Nätvänlig smart laddning

Med dessa grundläggande element i åtanke, låt oss gå in på standardens grunder.

ISO 15118-dokumentfamiljen

Själva standarden, kallad ”Vägfordon – Kommunikationsgränssnitt mellan fordon och nät”, består av åtta delar. Ett bindestreck eller streck och en siffra anger respektive del. ISO 15118-1 hänvisar till del ett och så vidare.

I bilden nedan kan du se hur varje del av ISO 15118 är relaterad till ett eller flera av de sju kommunikationslager som definierar hur information bearbetas i ett telekommunikationsnätverk. När elbilen ansluts till en laddstation upprättar elbilens kommunikationsstyrenhet (kallad EVCC) och laddstationens kommunikationsstyrenhet (SECC) ett kommunikationsnätverk. Målet med detta nätverk är att utbyta meddelanden och initiera en laddningssession. Både EVCC och SECC måste tillhandahålla dessa sju funktionella lager (enligt den väletablerade standarden).ISO/OSI-kommunikationsstack) för att bearbeta informationen de både skickar och tar emot. Varje lager bygger vidare på funktionaliteten som tillhandahålls av det underliggande lagret, med början i applikationslagret högst upp och hela vägen ner till det fysiska lagret.

Till exempel: Det fysiska lagret och datalänklagret anger hur elbilen och laddstationen kan utbyta meddelanden med antingen en laddningskabel (strömledningskommunikation via ett Home Plug Green PHY-modem enligt beskrivningen i ISO 15118-3) eller en Wi-Fi-anslutning (IEEE 802.11n enligt ISO 15118-8) som fysiskt medium. När datalänken är korrekt konfigurerad kan nätverks- och transportlagret ovan förlita sig på den för att upprätta det som kallas en TCP/IP-anslutning för att korrekt dirigera meddelandena från EVCC till SECC (och tillbaka). Applikationslagret ovanpå använder den etablerade kommunikationsvägen för att utbyta alla användningsfallsrelaterade meddelanden, vare sig det gäller växelströmsladdning, likströmsladdning eller trådlös laddning.

‍

När man diskuterar ISO 15118 som helhet omfattar detta en uppsättning standarder inom denna övergripande titel. Standarderna själva är uppdelade i delar. Varje del genomgår en uppsättning fördefinierade steg innan den publiceras som en internationell standard (IS). Det är därför du kan hitta information om varje dels individuella "status" i avsnitten nedan. Statusen återspeglar publiceringsdatumet för IS, vilket är det sista steget i tidslinjen för ISO-standardiseringsprojekt.

Låt oss gå in på varje del av dokumentet individuellt.

Processen och tidslinjen för publicering av ISO-standarder

Figuren ovan beskriver tidslinjen för en standardiseringsprocess inom ISO. Processen inleds med ett nytt arbetsförslag (NWIP eller NP) som går in i fasen av ett kommittéutkast (CD) efter en tidsperiod på 12 månader. Så snart CD:n är tillgänglig (endast för de tekniska experter som är medlemmar i standardiseringsorganet) startar en omröstningsfas på tre månader under vilken dessa experter kan ge redaktionella och tekniska kommentarer. Så snart kommentarsfasen är avslutad behandlas de insamlade kommentarerna i webbkonferenser och personliga möten.

Som ett resultat av detta gemensamma arbete utarbetas och publiceras sedan ett utkast till internationell standard (DIS). Den gemensamma arbetsgruppen kan besluta att utarbeta ett andra utkast till internationell standard (CD) om experterna anser att dokumentet ännu inte är redo att betraktas som ett DIS. Ett DIS är det första dokumentet som görs allmänt tillgängligt och kan köpas online. Ytterligare en kommentars- och omröstningsfas kommer att genomföras efter att DIS har släppts, liknande processen för CD-fasen.

Det sista steget före den internationella standarden (IS) är det slutgiltiga utkastet till internationell standard (FDIS). Detta är ett valfritt steg som kan hoppas över om expertgruppen som arbetar med standarden anser att dokumentet har uppnått en tillräcklig kvalitetsnivå. FDIS är ett dokument som inte tillåter några ytterligare tekniska ändringar. Därför är endast redaktionella kommentarer tillåtna under denna kommentarsfas. Som ni kan se i figuren kan en ISO-standardiseringsprocess variera från 24 upp till 48 månader totalt.

När det gäller ISO 15118-2 har standarden tagit form under fyra år och kommer att fortsätta att förfinas vid behov (se ISO 15118-20). Denna process säkerställer att den förblir aktuell och anpassar sig till de många unika användningsfallen runt om i världen.