Vše, co potřebujete vědět o normě ISO/IEC 15118

Oficiální názvosloví normy ISO 15118 je „Silniční vozidla – Komunikační rozhraní mezi vozidlem a sítí“. Může se jednat o jednu z nejdůležitějších a zároveň nejmodernější norem, které jsou dnes k dispozici.

Inteligentní nabíjecí mechanismus zabudovaný do normy ISO 15118 umožňuje dokonale přizpůsobit kapacitu sítě poptávce po energii pro rostoucí počet elektromobilů, které se připojují k elektrické síti. Norma ISO 15118 také umožňuje obousměrný přenos energie za účelem realizace...vozidlo-síťaplikace dodáváním energie z elektromobilu zpět do sítě v případě potřeby. Norma ISO 15118 umožňuje nabíjení elektromobilů šetrnější k síti, bezpečnější a pohodlnější.

Historie normy ISO 15118

V roce 2010 spojily Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) a Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) síly a vytvořily společnou pracovní skupinu ISO/IEC 15118. Odborníci z automobilového průmyslu a energetického průmyslu poprvé společně pracovali na vývoji mezinárodní komunikační normy pro nabíjení elektromobilů. Společné pracovní skupině se podařilo vytvořit široce přijímané řešení, které je nyní předním standardem v hlavních regionech po celém světě, jako je Evropa, USA, Střední a Jižní Amerika a Jižní Korea. Norma ISO 15118 se také rychle rozšiřuje v Indii a Austrálii. Poznámka k formátu: ISO převzala vydávání normy a nyní je známá jednoduše jako ISO 15118.

Vehicle-to-grid – integrace elektromobilů do sítě

Norma ISO 15118 umožňuje integraci elektromobilů dointeligentní síť(aka mřížka vozidel-2 nebovozidlo-síť). Inteligentní síť je elektrická síť, která propojuje výrobce energie, spotřebitele a komponenty sítě, jako jsou transformátory, pomocí informačních a komunikačních technologií, jak je znázorněno na obrázku níže.

Norma ISO 15118 umožňuje elektromobilu a nabíjecí stanici dynamickou výměnu informací, na základě kterých lze (znovu) vyjednat vhodný harmonogram nabíjení. Je důležité zajistit, aby elektromobily fungovaly způsobem šetrným k síti. V tomto případě „šetrné k síti“ znamená, že zařízení podporuje nabíjení více vozidel najednou a zároveň zabraňuje přetížení sítě. Chytré nabíjecí aplikace vypočítají individuální harmonogram nabíjení pro každý elektromobil s využitím dostupných informací o stavu elektrické sítě, energetické náročnosti každého elektromobilu a potřebách mobility každého řidiče (čas odjezdu a dojezd).

Tímto způsobem bude každá nabíjecí relace dokonale přizpůsobovat kapacitu sítě poptávce po elektřině pro současně nabíjená elektromobily. Nabíjení v době vysoké dostupnosti obnovitelných zdrojů energie a/nebo v době, kdy je celková spotřeba elektřiny nízká, je jedním z hlavních případů použití, které lze realizovat s normou ISO 15118.

Bezpečná komunikace s technologií Plug & Charge

Elektrická síť je kritická infrastruktura, kterou je třeba chránit před potenciálními útoky, a řidič musí být řádně fakturován za energii dodanou do elektromobilu. Bez zabezpečené komunikace mezi elektromobily a nabíjecími stanicemi mohou škodlivé třetí strany zachycovat a upravovat zprávy a manipulovat s fakturačními informacemi. Proto norma ISO 15118 obsahuje funkci zvanouZapojte a nabijtePlug & Charge využívá několik kryptografických mechanismů k zabezpečení této komunikace a zaručení důvěrnosti, integrity a autenticity všech vyměňovaných dat.

Uživatelské pohodlí jako klíč k bezproblémovému nabíjení

Normy ISO 15118Zapojte a nabijteFunkce také umožňuje elektromobilu automaticky se identifikovat na nabíjecí stanici a získat autorizovaný přístup k energii potřebné k dobití baterie. To vše je založeno na digitálních certifikátech a infrastruktuře veřejných klíčů, které jsou k dispozici prostřednictvím funkce Plug & Charge. A co je nejlepší? Řidič nemusí dělat nic jiného než zapojit nabíjecí kabel do vozidla a nabíjecí stanice (během kabelového nabíjení) nebo zaparkovat nad pozemní plošinou (během bezdrátového nabíjení). Zadání kreditní karty, otevření aplikace pro skenování QR kódu nebo nalezení snadno ztratitelné RFID karty je s touto technologií minulostí.

Norma ISO 15118 významně ovlivní budoucnost globálního nabíjení elektromobilů z důvodu těchto tří klíčových faktorů:

1. Pohodlí pro zákazníka, které přináší funkce Plug & Charge
2. Vylepšené zabezpečení dat, které je součástí kryptografických mechanismů definovaných v normě ISO 15118
3. Chytré nabíjení šetrné k síti

S těmito základními prvky na paměti se pojďme podívat na podstatu standardu.

Rodina dokumentů ISO 15118

Samotná norma s názvem „Silniční vozidla – Komunikační rozhraní mezi vozidlem a sítí“ se skládá z osmi částí. Pomlčka a číslo označují příslušnou část. Norma ISO 15118-1 odkazuje na první část a tak dále.

Na obrázku níže můžete vidět, jak každá část normy ISO 15118 souvisí s jednou nebo více ze sedmi komunikačních vrstev, které definují, jak se informace zpracovávají v telekomunikační síti. Když je elektromobil připojen k nabíjecí stanici, komunikační řadič elektromobilu (nazývaný EVCC) a komunikační řadič nabíjecí stanice (SECC) vytvoří komunikační síť. Cílem této sítě je výměna zpráv a zahájení nabíjecí relace. EVCC i SECC musí poskytovat těchto sedm funkčních vrstev (jak je uvedeno v zavedené...Komunikační stack ISO/OSI) aby zpracovaly informace, které odesílají i přijímají. Každá vrstva staví na funkcionalitě poskytované podkladovou vrstvou, počínaje aplikační vrstvou nahoře a až po fyzickou vrstvu.

Například: Fyzická a datová vrstva specifikují, jak si elektromobil a nabíjecí stanice mohou vyměňovat zprávy buď pomocí nabíjecího kabelu (komunikace po elektrické síti přes modem Home Plug Green PHY, jak je popsáno v normě ISO 15118-3), nebo připojení Wi-Fi (IEEE 802.11n, jak je popsáno v normě ISO 15118-8) jako fyzického média. Jakmile je datové spojení správně nastaveno, může se na něj výše uvedená síťová a transportní vrstva spolehnout, aby navázala takzvané připojení TCP/IP pro správné směrování zpráv z EVCC do SECC (a zpět). Aplikační vrstva nahoře používá zavedenou komunikační cestu k výměně jakýchkoli zpráv souvisejících s případy užití, ať už se jedná o nabíjení střídavým proudem, nabíjení stejnosměrným proudem nebo bezdrátové nabíjení.

‍

Pokud hovoříme o normě ISO 15118 jako celku, zahrnuje tato norma soubor norem v rámci jednoho zastřešujícího názvu. Samotné normy jsou rozděleny do částí. Každá část prochází předem definovanými fázemi, než je publikována jako mezinárodní norma (IS). Proto v níže uvedených částech naleznete informace o jejím individuálním „stavu“. Stav odráží datum vydání IS, což je poslední fáze na časové ose normalizačních projektů ISO.

Pojďme se ponořit do každé části dokumentu jednotlivě.

Proces a časový harmonogram pro publikování norem ISO

Výše uvedený obrázek znázorňuje časovou osu standardizačního procesu v rámci ISO. Proces je zahájen návrhem nové pracovní položky (NWIP nebo NP), který po 12 měsících vstupuje do fáze návrhu výboru (CD). Jakmile je CD k dispozici (pouze technickým expertům, kteří jsou členy standardizačního orgánu), začíná tříměsíční fáze hlasování, během níž mohou tito experti poskytovat redakční a technické komentáře. Jakmile je fáze připomínek ukončena, shromážděné komentáře se řeší na online webových konferencích a osobních setkáních.

Výsledkem této společné práce je následně vypracování a zveřejnění návrhu mezinárodní normy (DIS). Společná pracovní skupina se může rozhodnout vypracovat druhý návrh CD v případě, že se odborníci domnívají, že dokument ještě není připraven k tomu, aby byl považován za DIS. DIS je prvním dokumentem, který je veřejně dostupný a lze jej zakoupit online. Další fáze připomínek a hlasování proběhne po zveřejnění DIS, podobně jako ve fázi CD.

Poslední fází předcházející mezinárodní normě (IS) je konečný návrh mezinárodní normy (FDIS). Jedná se o volitelnou fázi, kterou lze přeskočit, pokud má skupina odborníků pracujících na této normě pocit, že dokument dosáhl dostatečné úrovně kvality. FDIS je dokument, který neumožňuje žádné další technické změny. Během této fáze připomínek jsou proto povoleny pouze redakční komentáře. Jak je vidět z obrázku, proces normalizace ISO může trvat celkem 24 až 48 měsíců.

V případě normy ISO 15118-2 se tato norma formovala po dobu čtyř let a bude se podle potřeby dále zdokonalovat (viz ISO 15118-20). Tento proces zajišťuje, že zůstává aktuální a přizpůsobuje se mnoha jedinečným případům použití po celém světě.