כל מה שצריך לדעת על תקן ISO/IEC 15118

המינוח הרשמי של תקן ISO 15118 הוא "רכבי כביש - ממשק תקשורת בין רכב לרשת". ייתכן שזהו אחד התקנים החשובים והמתקדמים ביותר הקיימים כיום.

מנגנון הטעינה החכם המובנה בתקן ISO 15118 מאפשר התאמה מושלמת של קיבולת הרשת לביקוש האנרגיה עבור המספר ההולך וגדל של כלי רכב חשמליים המחוברים לרשת החשמל. ISO 15118 מאפשר גם העברת אנרגיה דו-כיוונית על מנת לממשרכב לרשתיישומים על ידי הזנת אנרגיה מהרכב החשמלי בחזרה לרשת בעת הצורך. תקן ISO 15118 מאפשר טעינה ידידותית יותר לרשת, מאובטחת ונוחה יותר של רכבים חשמליים.

היסטוריה של תקן ISO 15118

בשנת 2010, ארגון התקינה הבינלאומי (ISO) והוועדה האלקטרוטכנית הבינלאומית (IEC) חברו יחד כדי ליצור את קבוצת העבודה המשותפת ISO/IEC 15118. לראשונה, מומחים מתעשיית הרכב ומתעשיית השירותים עבדו יחד כדי לפתח תקן תקשורת בינלאומי לטעינת רכבים חשמליים. קבוצת העבודה המשותפת הצליחה ליצור פתרון שאומץ באופן נרחב, והוא כיום התקן המוביל באזורים מרכזיים ברחבי העולם כמו אירופה, ארה"ב, מרכז/דרום אמריקה ודרום קוריאה. ISO 15118 צובר תאוצה במהירות גם בהודו ובאוסטרליה. הערה לגבי הפורמט: ISO קיבלה על עצמה את פרסום התקן והוא ידוע כיום פשוט בשם ISO 15118.

חיבור בין רכב לרשת - שילוב רכבים חשמליים ברשת

תקן ISO 15118 מאפשר שילוב של רכבים חשמליים ברשת חכמה(aka רשת-2-רכבים אורכב לרשתרשת חשמל חכמה היא רשת חשמל המחברת בין יצרני אנרגיה, צרכנים ורכיבי רשת כמו שנאים באמצעות טכנולוגיית מידע ותקשורת, כפי שמודגם בתמונה למטה.

תקן ISO 15118 מאפשר לרכב חשמלי ולתחנת הטעינה להחליף מידע באופן דינמי, על סמך זה ניתן לנהל (מחדש) משא ומתן על לוח זמנים טעינה מתאים. חשוב לוודא שכלי רכב חשמליים פועלים בצורה ידידותית לרשת החשמל. במקרה זה, "ידידותי לרשת" פירושו שהמכשיר תומך בטעינה של מספר כלי רכב בו זמנית תוך מניעת עומס יתר על הרשת. יישומי טעינה חכמים יחשבו לוח זמנים טעינה אישי לכל רכב חשמלי באמצעות המידע הזמין על מצב רשת החשמל, דרישת האנרגיה של כל רכב חשמלי וצרכי ​​הניידות של כל נהג (שעת יציאה וטווח נסיעה).

בדרך זו, כל טעינה תתאים בצורה מושלמת את קיבולת הרשת לביקוש החשמלי של טעינה בו זמנית של כלי רכב חשמליים. טעינה בתקופות של זמינות גבוהה של אנרגיה מתחדשת ו/או בתקופות שבהן צריכת החשמל הכוללת נמוכה היא אחד ממקרי השימוש העיקריים שניתן לממש עם ISO 15118.

תקשורת מאובטחת המופעלת על ידי Plug & Charge

רשת החשמל היא תשתית קריטית שיש להגן עליה מפני התקפות פוטנציאליות, ויש לחייב את הנהג כראוי עבור האנרגיה שסופקה לרכב החשמלי. ללא תקשורת מאובטחת בין רכבים חשמליים לתחנות טעינה, צדדים שלישיים זדוניים יכולים ליירט ולשנות הודעות ולשבש את פרטי החיוב. זו הסיבה שתקן ISO 15118 מגיע עם תכונה בשםחבר וטעןPlug & Charge פורסת מספר מנגנוני קריפטוגרפיה כדי לאבטח את התקשורת הזו ולהבטיח את הסודיות, השלמות והאותנטיות של כל הנתונים המוחלפים.

נוחות המשתמש כמפתח לחוויית טעינה חלקה

תקני ISO 15118חבר וטעןהתכונה מאפשרת גם לרכב החשמלי לזהות את עצמו באופן אוטומטי מול תחנת הטעינה ולקבל גישה מורשית לאנרגיה הדרושה לו כדי לטעון את הסוללה שלו. כל זה מבוסס על תעודות דיגיטליות ותשתיות מפתח ציבורי הזמינות דרך התכונה Plug & Charge. החלק הכי טוב? הנהג לא צריך לעשות דבר מלבד לחבר את כבל הטעינה לרכב ולתחנת הטעינה (במהלך טעינה קווית) או לחנות מעל משטח קרקע (במהלך טעינה אלחוטית). פעולת הזנת כרטיס אשראי, פתיחת אפליקציה לסריקת קוד QR או מציאת כרטיס ה-RFID שקל לאבד היא נחלת העבר עם טכנולוגיה זו.

תקן ISO 15118 ישפיע באופן משמעותי על עתיד טעינת כלי רכב חשמליים עולמיים בשל שלושת הגורמים המרכזיים הבאים:

1. נוחות ללקוח שמגיעה עם Plug & Charge
2. אבטחת המידע המשופרת שמגיעה עם מנגנוני הקריפטוגרפיה המוגדרים בתקן ISO 15118
3. טעינה חכמה ידידותית לרשת

עם המרכיבים הבסיסיים הללו בחשבון, בואו ניכנס לעקרונות הסטנדרט.

משפחת המסמכים של ISO 15118

התקן עצמו, הנקרא "רכבי כביש - ממשק תקשורת בין רכב לרשת", מורכב משמונה חלקים. מקף או קו ומספר מציינים את החלק המתאים. ISO 15118-1 מתייחס לחלק הראשון וכן הלאה.

בתמונה למטה, ניתן לראות כיצד כל חלק בתקן ISO 15118 קשור לאחת או יותר משבע שכבות התקשורת המגדירות כיצד מידע מעובד ברשת תקשורת. כאשר הרכב החשמלי מחובר לתחנת טעינה, בקר התקשורת של הרכב החשמלי (הנקרא EVCC) ובקר התקשורת של תחנת הטעינה (SECC) יוצרים רשת תקשורת. מטרת הרשת הזו היא להחליף הודעות וליזום טעינה. גם ה-EVCC וגם ה-SECC חייבים לספק את שבע השכבות הפונקציונליות הללו (כמתואר בתקנות המבוססות היטב).מחסנית תקשורת ISO/OSI) על מנת לעבד את המידע שהם שולחים ומקבלים. כל שכבה בונה על הפונקציונליות שמספקת השכבה הבסיסית, החל משכבת ​​האפליקציה בחלק העליון ועד לשכבה הפיזית.

לדוגמה: שכבת הקישור הפיזית ושכבת הקישור של הנתונים מציינות כיצד הרכב החשמלי ותחנת הטעינה יכולים להחליף הודעות באמצעות כבל טעינה (תקשורת קו חשמל דרך מודם Home Plug Green PHY כמתואר בתקן ISO 15118-3) או חיבור Wi-Fi (IEEE 802.11n כפי שמופיע בתקן ISO 15118-8) כמדיום פיזי. לאחר שקישור הנתונים מוגדר כראוי, שכבת הרשת והתעבורה שלמעלה יכולות להסתמך עליו כדי ליצור מה שנקרא חיבור TCP/IP כדי לנתב כראוי את ההודעות מה-EVCC ל-SECC (וחזרה). שכבת היישומים שלמעלה משתמשת בנתיב התקשורת שנקבע כדי להחליף כל הודעה הקשורה למקרה שימוש, בין אם מדובר בטעינת AC, טעינת DC או טעינה אלחוטית.

‍

כאשר דנים בתקן ISO 15118 בכללותו, הוא כולל קבוצה של תקנים תחת כותרת מקיפה אחת. התקנים עצמם מחולקים לחלקים. כל חלק עובר קבוצה של שלבים מוגדרים מראש לפני שהוא מתפרסם כתקן בינלאומי (IS). זו הסיבה שתוכלו למצוא מידע על ה"סטטוס" האישי של כל חלק בסעיפים שלהלן. הסטטוס משקף את תאריך הפרסום של ה-IS, שהוא השלב הסופי בציר הזמן של פרויקטים של תקינה של ISO.

בואו נצלול לתוך כל אחד מחלקי המסמך בנפרד.

התהליך ולוח הזמנים לפרסום תקני ISO

האיור לעיל מתאר את ציר הזמן של תהליך סטנדרטיזציה בתוך ISO. התהליך מתחיל עם הצעת פריט עבודה חדש (NWIP או NP) אשר נכנסת לשלב טיוטת ועדה (CD) לאחר פרק זמן של 12 חודשים. ברגע שה-CD זמין (רק למומחים הטכניים החברים בגוף התקינה), מתחיל שלב הצבעה של שלושה חודשים שבמהלכו מומחים אלה יכולים לספק הערות עריכה וטכניות. ברגע ששלב ההערות מסתיים, ההערות שנאספו נפתרות בכנסים מקוונים ובפגישות פנים אל פנים.

כתוצאה מעבודה משותפת זו, מנוסחת ומתפרסמת טיוטה לתקן בינלאומי (DIS). קבוצת העבודה המשותפת רשאית להחליט לנסח תקן שני במקרה שהמומחים סבורים שהמסמך עדיין אינו מוכן להיחשב כתקן DIS. תקן DIS הוא המסמך הראשון שיהיה זמין לציבור וניתן לרכוש אותו באינטרנט. שלב נוסף של הערות והצבעה יבוצע לאחר פרסום התקן, בדומה לתהליך בשלב התקן.

השלב האחרון לפני התקן הבינלאומי (IS) הוא הטיוטה הסופית לתקן הבינלאומי (FDIS). זהו שלב אופציונלי שניתן לדלג עליו אם קבוצת המומחים העובדת על תקן זה סבורה שהמסמך הגיע לרמת איכות מספקת. ה-FDIS הוא מסמך שאינו מאפשר שינויים טכניים נוספים. לכן, רק הערות עריכה מותרות במהלך שלב הערות זה. כפי שניתן לראות באיור, תהליך תקינה של ISO יכול להימשך בין 24 ל-48 חודשים בסך הכל.

במקרה של ISO 15118-2, התקן התגבש במשך ארבע שנים וימשיך להתעדכן לפי הצורך (ראה ISO 15118-20). תהליך זה מבטיח שהוא יישאר מעודכן ומתאים את עצמו למקרי שימוש ייחודיים רבים ברחבי העולם.