Este artigo descreve em detalhes o histórico de desenvolvimento da ISO15118, informações de versão, interface CCS, conteúdo de protocolos de comunicação, funções de carregamento inteligente, demonstrando o progresso da tecnologia de carregamento de veículos elétricos e a evolução do padrão.
I. Introdução à ISO15118
1. Introdução
A Organização Internacional para Padronização (IX-ISO) publica a norma ISO 15118-20. A ISO 15118-20 é uma extensão da ISO 15118-2 para oferecer suporte à transferência de energia sem fio (WPT). Cada um desses serviços pode ser fornecido por meio de transferência de energia bidirecional (BPT) e dispositivos conectados automaticamente (ACDs).
2. Introdução de informações de versão
(1) Versão ISO 15118-1.0
15118-1 é o requisito geral
Cenários de aplicação baseados na ISO 15118 para realizar o processo de cobrança e faturamento, e descreve os dispositivos em cada cenário de aplicação e a interação de informações entre os dispositivos
15118-2 é sobre os protocolos da camada de aplicação.
Define mensagens, sequências de mensagens e máquinas de estado, bem como os requisitos técnicos necessários para concretizar esses cenários de aplicação. Define os protocolos desde a camada de rede até a camada de aplicação.
15118-3 aspectos da camada de enlace, usando portadores de energia.
15118-4 relacionado ao teste
15118-5 Camada física relacionada
15118-8 Aspectos sem fio
15118-9 Aspectos da camada física sem fio
(2) Versão ISO 15118-20
A ISO 15118-20 tem funcionalidade plug-and-play, além de suporte para transferência de energia sem fio (WPT), e cada um desses serviços pode ser fornecido usando transferência de energia bidirecional (BPT) e dispositivos conectados automaticamente (ACD).
Introdução à interface CCS
O surgimento de diferentes padrões de carregamento nos mercados de veículos elétricos europeu, norte-americano e asiático criou problemas de interoperabilidade e conveniência de carregamento para o desenvolvimento de veículos elétricos em escala global. Para resolver esse problema, a Associação Europeia de Fabricantes de Automóveis (ACEA) apresentou uma proposta para um padrão de carregamento CCS, que visa integrar o carregamento CA e CC em um sistema unificado. A interface física do conector foi projetada como uma tomada combinada com portas CA e CC integradas, compatível com três modos de carregamento: carregamento CA monofásico, carregamento CA trifásico e carregamento CC. Isso proporciona opções de carregamento mais flexíveis para veículos elétricos.
1. Introdução à interface
Protocolos de interface de carregamento de VE (veículos elétricos)
Conectores usados para carregar veículos elétricos nas principais regiões do mundo
2. Conector CCS1
As redes elétricas domésticas dos EUA e do Japão suportam apenas carregamento CA monofásico, então plugues e portas Tipo 1 dominam nesses dois mercados.
3、Introdução da porta CCS2
A porta Tipo 2 suporta carregamento monofásico e trifásico, e o carregamento CA trifásico pode reduzir o tempo de carregamento de veículos elétricos.
À esquerda, encontra-se a porta de carregamento do veículo CCS Tipo 2 e, à direita, o conector da pistola de carregamento CC. A porta de carregamento do veículo integra uma parte CA (parte superior) e uma parte CC (parte inferior com dois conectores grossos). Durante o processo de carregamento CA e CC, a comunicação entre o veículo elétrico (VE) e a estação de carregamento (EVSE) ocorre por meio da interface do Piloto de Controle (CP).
CP – A interface Control Pilot transmite um sinal PWM analógico e um sinal digital ISO 15118 ou DIN 70121 baseado na modulação Power Line Carrier (PLC) em um sinal analógico.
PP – A interface Proxmity Pilot (também chamada de Plug Presence) transmite um sinal que permite ao veículo (VE) monitorar se o plugue da pistola de carregamento está conectado. Utilizada para atender a um importante recurso de segurança: o carro não pode se mover enquanto a pistola de carregamento estiver conectada.
PE – Productive Earth, é o fio terra do dispositivo.
Várias outras conexões são usadas para transferir energia: fio neutro (N), L1 (CA monofásico), L2, L3 (CA trifásico); CC+, CC- (corrente contínua).
III. Introdução ao conteúdo do protocolo ISO15118
O protocolo de comunicação ISO 15118 baseia-se no modelo cliente-servidor, no qual o EVCC envia mensagens de solicitação (essas mensagens têm o sufixo "Req") e o SECC retorna as mensagens de resposta correspondentes (com o sufixo "Res"). O EVCC precisa receber a mensagem de resposta do SECC dentro de um intervalo de tempo limite específico (geralmente entre 2 e 5 segundos) da mensagem de solicitação correspondente; caso contrário, a sessão será encerrada e, dependendo da implementação de diferentes fabricantes, o EVCC poderá reiniciar uma nova sessão.
(1) Fluxograma de cobrança
(2) Processo de carregamento CA
(3) Processo de carregamento DC
A ISO 15118 aprimora o mecanismo de comunicação entre a estação de carregamento e o veículo elétrico com protocolos digitais de nível superior para fornecer informações mais completas, incluindo principalmente: comunicação bidirecional, criptografia de canal, autenticação, autorização, status de carregamento, horário de partida, entre outros. Quando um sinal PWM com ciclo de trabalho de 5% é medido no pino CP do cabo de carregamento, o controle de carregamento entre a estação de carregamento e o veículo é imediatamente transferido para a ISO 15118.
3. Funções principais
(1) Carregamento Inteligente
O carregamento inteligente de VEs consiste na capacidade de controlar, gerenciar e ajustar de forma inteligente todos os aspectos do carregamento de VEs. Isso é feito com base na comunicação de dados em tempo real entre o VE, o carregador, a operadora de carregamento e o fornecedor de eletricidade ou concessionária de serviços públicos. No carregamento inteligente, todas as partes envolvidas se comunicam constantemente e utilizam soluções avançadas de carregamento para otimizar o carregamento. No centro desse ecossistema está a solução Smart Charging EV, que processa esses dados e permite que as operadoras e os usuários de carregamento gerenciem todos os aspectos do carregamento.
1) Smart Energy Tube; ele gerencia o impacto do carregamento de veículos elétricos na rede e no fornecimento de energia.
2) Otimizar os veículos elétricos; carregá-los ajuda os motoristas de veículos elétricos e os provedores de serviços de carregamento a otimizar o carregamento em termos de custo e eficiência.
3) Gerenciamento e análise remotos; permite que usuários e operadores controlem e ajustem o carregamento por meio de plataformas baseadas na web ou aplicativos móveis.
4) Tecnologia avançada de carregamento de veículos elétricos Muitas tecnologias novas, como V2G, exigem recursos de carregamento inteligente para funcionar corretamente.
A norma ISO 15118 introduz outra fonte de informação que pode ser usada como carregamento inteligente: o próprio veículo elétrico (VE). Uma das informações mais importantes ao planejar o processo de carregamento é a quantidade de energia que o veículo deseja consumir. Há muitas opções para fornecer essas informações ao CSMS:
Os usuários podem inserir a energia solicitada usando um aplicativo móvel (fornecido pelo eMSP) e enviá-la ao CSMS do CPO por meio da integração de back-end a back-end, e as estações de carregamento podem usar uma API personalizada para enviar esses dados diretamente ao CSMS.
(2) Carregamento Inteligente e Rede Inteligente
O carregamento inteligente de veículos elétricos (VEs) faz parte desse sistema, pois o carregamento pode afetar significativamente o consumo de energia de uma casa, edifício ou área pública. A capacidade da rede elétrica é limitada em termos da quantidade de energia que pode ser processada em um determinado ponto.
3) Conecte e carregue
Principais recursos da ISO 15118.
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A indústria de veículos elétricos é relativamente nova e ainda está em evolução. Novos padrões estão em desenvolvimento. Isso cria desafios de compatibilidade e interoperabilidade para fabricantes de veículos elétricos e veículos elétricos. No entanto, a norma ISO 15118-20 facilita recursos de carregamento, como faturamento "plug & charge", comunicação criptografada, fluxo de energia bidirecional, gerenciamento de carga e potência de carregamento variável. Esses recursos tornam o carregamento mais conveniente, seguro e eficiente, e contribuirão para uma maior adoção de veículos elétricos.
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Horário da publicação: 18 de outubro de 2024