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 idag.

Den smarta laddningsmekanismen inbyggd i ISO 15118 gör det möjligt att perfekt matcha nätets kapacitet med energibehovet för det växande antalet elbilar som ansluter till elnätet. ISO 15118 möjliggör också dubbelriktad energiöverföring för att realiserafordon-till-nätapplikationer genom att mata energi från elbilen tillbaka till nätet vid behov. ISO 15118 möjliggör mer nätvänlig, säker och bekväm laddning av elbilar.

Historik för ISO 15118

2010 gick den internationella standardiseringsorganisationen (ISO) och den internationella elektrotekniska kommissionen (IEC) samman för att skapa ISO/IEC 15118 Joint Working Group. För första gången arbetade experter från bilindustrin och allmännyttan tillsammans för att utveckla en internationell kommunikationsstandard för laddning av elbilar. Joint Working Group lyckades skapa en allmänt antagen lösning som nu är den ledande standarden i större regioner över hela världen som Europa, USA, Central-/Sydamerika och Sydkorea. ISO 15118 börjar också snabbt tas i bruk i Indien och Australien. En notering om formatet: ISO tog över publiceringen av standarden och den är nu känd som bara ISO 15118.

Vehicle-to-grid — integrera elbilar i nätet

ISO 15118 möjliggör integrering av elbilar ismart nät(alias fordon-2-rutnät ellerfordon-till-nät). Ett smart nät är ett elnät som kopplar samman energiproducenter, konsumenter och nätkomponenter som transformatorer med hjälp av informations- och kommunikationsteknik, som illustreras i bilden nedan.

ISO 15118 tillåter EV och laddstationen att dynamiskt utbyta information baserat på vilket ett korrekt laddningsschema kan (om)förhandlas. Det är viktigt att se till att elfordon fungerar på ett nätvänligt sätt. I det här fallet betyder "grid friendly" att enheten stöder laddning av flera fordon samtidigt samtidigt som den förhindrar att nätet överbelastas. Smarta laddningsapplikationer kommer att beräkna ett individuellt laddningsschema för varje elbil genom att använda den information som finns tillgänglig om elnätets tillstånd, energibehovet för varje elbil och varje förares mobilitetsbehov (avgångstid och körräckvidd).

På så sätt kommer varje laddningssession perfekt att matcha nätets kapacitet till elbehovet för att samtidigt ladda elbilar. Laddning i tider med hög tillgänglighet av förnybar energi och/eller i tider där den totala elanvändningen är låg är ett av de huvudsakliga användningsfallen som kan realiseras med ISO 15118.

Säker kommunikation som drivs av Plug & Charge

Elnätet är en kritisk infrastruktur som måste försvaras mot potentiella attacker och föraren måste faktureras korrekt för energin som levererades till elbilen. Utan säker kommunikation mellan elbilar och laddstationer kan illvilliga tredje parter fånga upp och ändra meddelanden och manipulera faktureringsinformation. Det är därför ISO 15118 kommer med en funktion som kallasPlug & Charge. Plug & Charge använder flera kryptografiska mekanismer för att säkra denna kommunikation och garantera konfidentialitet, integritet och autenticitet för all utbytt data

Användarbekvämlighet som nyckel till en sömlös laddningsupplevelse

ISO 15118Plug & Chargefunktionen gör det också möjligt för elbilen att automatiskt identifiera sig för laddstationen och få auktoriserad tillgång till den energi den behöver för att ladda batteriet. Allt detta är baserat på de digitala certifikaten och infrastrukturer med offentliga nyckel som görs tillgängliga via Plug & Charge-funktionen. Den bästa delen? Föraren behöver inte göra något utöver att ansluta laddningskabeln till fordonet och laddstationen (under trådbunden laddning) eller parkera ovanför en markplatta (under trådlös laddning). Handlingen att ange ett kreditkort, öppna en app för att skanna en QR-kod eller hitta det RFID-kortet som är lätt att tappa är ett minne blott med denna teknik.

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

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

Med dessa grundläggande element i åtanke, låt oss gå in på standardens muttrar och bultar.

ISO 15118 dokumentfamiljen

Själva standarden, kallad "Road vehicles – Vehicle to grid communication interface", består av åtta delar. Ett bindestreck eller bindestreck och ett nummer 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 kommunikationsskikten som definierar hur information behandlas i ett telenät. När elbilen är ansluten till en laddstation upprättar kommunikationsstyrenheten för elbilen (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 (som beskrivs i den väletableradeISO/OSI kommunikationsstack) för att bearbeta informationen de både skickar och tar emot. Varje lager bygger på den funktionalitet som tillhandahålls av det underliggande lagret, med början med appliceringsskiktet överst och hela vägen ner till det fysiska lagret.

Till exempel: Det fysiska och datalänkslagret anger hur elbilen och laddstationen kan utbyta meddelanden med antingen en laddningskabel (nätkommunikation via ett Home Plug Green PHY-modem som beskrivs i ISO 15118-3) eller en Wi-Fi-anslutning ( IEEE 802.11n enligt ISO 15118-8) som ett fysiskt medium. När datalänken väl har ställts in på rätt sätt kan nätverket och transportskiktet ovan förlita sig på att det upprättar en så kallad TCP/IP-anslutning för att korrekt dirigera meddelanden från EVCC till SECC (och tillbaka). Applikationsskiktet på toppen använder den etablerade kommunikationsvägen för att utbyta alla användningsrelaterade meddelanden, oavsett om det är för AC-laddning, DC-laddning eller trådlös laddning.

‍

När man diskuterar ISO 15118 som helhet, omfattar detta en uppsättning standarder inom denna enda övergripande titel. Själva standarderna är uppdelade i delar. Varje del genomgår en uppsättning fördefinierade stadier innan de 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 på tidslinjen för ISO-standardiseringsprojekt.

Låt oss dyka in i var och en av dokumentdelarna individuellt.

Processen och tidslinjen för publicering av ISO-standarder

Figuren ovan visar tidslinjen för en standardiseringsprocess inom ISO. Processen initieras med ett förslag till nytt arbetsobjekt (NWIP eller NP) som går in i stadiet av ett kommittéutkast (CD) efter en tidsperiod på 12 månader. Så snart CD-skivan är tillgänglig (endast för de tekniska experter som är medlemmar i standardiseringsorganet) startar en omröstningsfas på tre månader under vilken dessa experter kan lämna redaktionella och tekniska kommentarer. Så snart kommenteringsfasen är avslutad löses de insamlade kommentarerna i webbkonferenser online och ansikte mot ansikte.

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

Det sista steget före den internationella standarden (IS) är Final Draft for International Standard (FDIS). Detta är ett valfritt steg som kan hoppas över om expertgruppen som arbetar med denna standard anser att dokumentet har nått en tillräcklig kvalitetsnivå. FDIS är ett dokument som inte tillåter några ytterligare tekniska ändringar. Därför är endast redaktionella kommentarer tillåtna under denna kommenteringsfas. Som du 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 uppdaterad och anpassar sig till de många unika användningsfallen runt om i världen.