מאמר זה מתאר בפירוט את רקע הפיתוח של תקן ISO15118, מידע על הגרסה, ממשק CCS, תוכן פרוטוקולי התקשורת, פונקציות טעינה חכמות, הדגמת התקדמות טכנולוגיית טעינת רכבים חשמליים והתפתחות התקן.
א. מבוא ל-ISO15118
1. מבוא
ארגון התקינה הבינלאומי (IX-ISO) מפרסם את תקן ISO 15118-20. תקן ISO 15118-20 הוא הרחבה של תקן ISO 15118-2 לתמיכה בהעברת חשמל אלחוטית (WPT). כל אחד מהשירותים הללו יכול להינתן באמצעות העברת חשמל דו-כיוונית (BPT) והתקנים המחוברים אוטומטית (ACD).
2. הצגת מידע על הגרסה
(1) גרסת ISO 15118-1.0
15118-1 היא הדרישה הכללית
תרחישי יישום המבוססים על ISO 15118 למימוש תהליך הטעינה והחיוב, ומתארים את המכשירים בכל תרחיש יישום ואת האינטראקציה בין המכשירים.
15118-2 עוסק בפרוטוקולים של שכבת היישומים.
מגדיר הודעות, רצפי הודעות ומכונות מצב ואת הדרישות הטכניות שיש להגדיר כדי לממש תרחישי יישום אלה. מגדיר את הפרוטוקולים משכבת הרשת ועד לשכבת היישום.
15118-3 היבטי שכבת קישור, באמצעות נושאי הספק.
15118-4 קשור לבדיקה
15118-5 קשור לשכבה הפיזית
15118-8 היבטים אלחוטיים
15118-9 היבטים של שכבה פיזית אלחוטית
(2) גרסת ISO 15118-20
לתקן ISO 15118-20 פונקציונליות של "הכנס והפעל", בנוסף לתמיכה בהעברת חשמל אלחוטית (WPT), וכל אחד מהשירותים הללו יכול להינתן באמצעות העברת חשמל דו-כיוונית (BPT) והתקנים המחוברים אוטומטית (ACD).
מבוא לממשק CCS
הופעתם של סטנדרטים שונים של טעינה בשווקי הרכבים החשמליים באירופה, בצפון אמריקה ובאסיה יצרה בעיות של יכולת פעולה הדדית ונוחות טעינה לפיתוח רכבים חשמליים בקנה מידה עולמי. כדי לטפל בבעיה זו, איגוד יצרני הרכב האירופי (ACEA) הציג הצעה לתקן טעינה CCS, שמטרתו לשלב טעינת AC ו-DC למערכת מאוחדת. הממשק הפיזי של המחבר מתוכנן כשקע משולב עם יציאות AC ו-DC משולבות, התואם לשלושה מצבי טעינה: טעינת AC חד-פאזית, טעינת AC תלת-פאזית וטעינת DC. זה מספק אפשרויות טעינה גמישות יותר עבור כלי רכב חשמליים.
1. מבוא לממשק
פרוטוקולי ממשק טעינה של רכב חשמלי (EV)
מחברים המשמשים לטעינת רכבים חשמליים באזורים מרכזיים בעולם
2. מחבר CCS1
רשתות החשמל הביתיות בארה"ב וביפן תומכות רק בטעינת AC חד פאזית, כך שתקעים ויציאות מסוג 1 שולטים בשני שווקים אלה.
3、הקדמה של יציאת CCS2
יציאת Type 2 תומכת בטעינה חד פאזית ותלת פאזית, וטעינת AC תלת פאזית יכולה לקצר את זמן הטעינה של כלי רכב חשמליים.
משמאל נמצא שקע טעינת הרכב Type-2 CCS, ומימין נמצא תקע אקדח טעינת DC. שקע הטעינה של הרכב משלב חלק AC (החלק העליון) ושקע DC (החלק התחתון עם שני מחברים עבים). במהלך תהליך טעינת AC ו-DC, התקשורת בין הרכב החשמלי (EV) לתחנת הטעינה (EVSE) מתבצעת דרך ממשק Control Pilot (CP).
CP – ממשק פיילוט הבקרה משדר אות PWM אנלוגי ואות דיגיטלי ISO 15118 או DIN 70121 המבוסס על אפנון Power Line Carrier (PLC) על אות אנלוגי.
PP – ממשק Proxmity Pilot (נקרא גם Plug Presence) משדר אות המאפשר לרכב (EV) לנטר האם תקע הטעינה מחובר. משמש למילוי מאפיין בטיחות חשוב – המכונית אינה יכולה לזוז בזמן שתקע הטעינה מחובר.
PE – Productive Earth, הוא חוט ההארקה של המכשיר.
מספר חיבורים נוספים משמשים להעברת חשמל: חוט ניטרלי (N), L1 (זרם חילופין חד פאזי), L2, L3 (זרם חילופין תלת פאזי); DC+, DC- (זרם ישר).
ג. מבוא לתוכן פרוטוקול ISO15118
פרוטוקול התקשורת ISO 15118 מבוסס על מודל לקוח-שרת, שבו ה-EVCC שולח הודעות בקשה (להודעות אלו הסיומת "Req"), וה-SECC מחזיר את הודעות התגובה המתאימות (עם הסיומת "Res"). ה-EVCC צריך לקבל את הודעת התגובה מה-SECC בתוך טווח זמן מוגדר (בדרך כלל בין 2 ל-5 שניות) של הודעת הבקשה המתאימה, אחרת הסשן יסתיים, ובהתאם למימוש של יצרנים שונים, ה-EVCC יכול ליזום מחדש סשן חדש.
(1) תרשים זרימה של טעינה
(2) תהליך טעינת AC
(3) תהליך טעינת זרם ישר
תקן ISO 15118 משפר את מנגנון התקשורת בין תחנת הטעינה לרכב החשמלי באמצעות פרוטוקולים דיגיטליים ברמה גבוהה יותר כדי לספק מידע עשיר יותר, הכולל בעיקר: תקשורת דו-כיוונית, הצפנת ערוצים, אימות, אישור, סטטוס טעינה, שעת יציאה וכן הלאה. כאשר נמדד אות PWM עם מחזור עבודה של 5% על פין CP של כבל הטעינה, בקרת הטעינה בין תחנת הטעינה לרכב מועברת באופן מיידי לתקן ISO 15118.
3、פונקציות ליבה
(1) טעינה חכמה
טעינה חכמה של רכב חשמלי היא היכולת לשלוט, לנהל ולהתאים באופן חכם את כל היבטי טעינת הרכב החשמלי. היא עושה זאת על סמך תקשורת נתונים בזמן אמת בין הרכב החשמלי, המטען, מפעיל הטעינה וספק החשמל או חברת החשמל. בטעינה חכמה, כל הצדדים המעורבים מתקשרים כל הזמן ומשתמשים בפתרונות טעינה מתקדמים כדי לייעל את הטעינה. בלב המערכת האקולוגית הזו נמצא פתרון Smart Charging EV, המעבד נתונים אלה ומאפשר למפעילי טעינה ולמשתמשים לנהל את כל היבטי הטעינה.
1) צינור אנרגיה חכם; הוא מנהל את ההשפעה של טעינת רכבים חשמליים על רשת החשמל ואספקת החשמל.
2) אופטימיזציה של רכבים חשמליים; טעינתם מסייעת לנהגי רכבים חשמליים ולספקי שירותי טעינה לייעל את הטעינה מבחינת עלות ויעילות.
3) ניהול וניתוח מרחוק; זה מאפשר למשתמשים ולמפעילים לשלוט ולהתאים את הטעינה באמצעות פלטפורמות מבוססות אינטרנט או אפליקציות מובייל.
4) טכנולוגיית טעינה מתקדמת לרכבים חשמליים טכנולוגיות חדשות רבות, כמו V2G, דורשות תכונות טעינה חכמות כדי לתפקד כראוי.
תקן ISO 15118 מציג מקור מידע נוסף שניתן להשתמש בו לטעינה חכמה: הרכב החשמלי עצמו (EV). אחד מפריטי המידע החשובים ביותר בעת תכנון תהליך הטעינה הוא כמות האנרגיה שהרכב רוצה לצרוך. ישנן אפשרויות רבות לספק מידע זה ל-CSMS:
משתמשים יכולים להזין את כמות האנרגיה המבוקשת באמצעות אפליקציה סלולרית (מסופקת על ידי eMSP) ולשלוח אותה למערכת ה-CSMS של ה-CPO דרך אינטגרציה בין מערכות הפעלה (back-end-to-back-end), ותחנות טעינה יכולות להשתמש ב-API מותאם אישית כדי לשלוח נתונים אלה ישירות ל-CSMS.
(2) טעינה חכמה ורשת חכמה
טעינה חכמה של רכבים חשמליים היא חלק ממערכת זו מכיוון שטעינת רכבים חשמליים יכולה להשפיע רבות על צריכת האנרגיה של בית, בניין או שטח ציבורי. קיבולת הרשת מוגבלת מבחינת כמות החשמל שניתן לטפל בה בנקודה נתונה.
3) חבר וטען
התכונות המובילות של ISO 15118.
לינקפאוור יכולה להבטיח עמדות טעינה לרכבים חשמליים תואמות לתקן ISO 15118 עם מחברים מתאימים
תעשיית הרכבים החשמליים היא חדשה יחסית ועדיין מתפתחת. סטנדרטים חדשים נמצאים בפיתוח. זה יוצר אתגרים של תאימות ויכולת פעולה הדדית עבור יצרני רכבים חשמליים ורכבי שטח חשמליים. עם זאת, תקן ISO 15118-20 מאפשר תכונות טעינה כגון חיוב "חבר וטען", תקשורת מוצפנת, זרימת אנרגיה דו-כיוונית, ניהול עומס ועוצמת טעינה משתנה. תכונות אלו הופכות את הטעינה לנוחה, בטוחה ויעילה יותר, והן יתרום לאימוץ גובר של רכבים חשמליים.
עמדות הטעינה החדשות של linkpower עומדות בתקן ISO 15118-20. בנוסף, linkpower יכולה לספק הדרכה ולהתאים אישית את עמדות הטעינה שלה עם כל מחבר טעינה זמין. תנו ל-linkpower לעזור לנווט בדרישות הדינמיות של תעשיית הרכבים החשמליים ולבנות עמדות טעינה מותאמות אישית לכל דרישות הלקוח. למדו עוד על מטענים ויכולות מסחריות של linkpower לרכבים חשמליים.
זמן פרסום: 18 באוקטובר 2024