Tudo o que você precisa saber sobre a ISO/IEC 15118

A nomenclatura oficial da ISO 15118 é “Veículos Rodoviários – Interface de comunicação veículo-rede”. Pode ser um dos padrões mais importantes e preparados para o futuro disponíveis atualmente.

O mecanismo de carregamento inteligente incorporado na norma ISO 15118 torna possível combinar perfeitamente a capacidade da rede com a procura de energia para o crescente número de VEs que se ligam à rede elétrica. A ISO 15118 também permite a transferência bidirecional de energia para realizarveículo-redeaplicações, alimentando a energia do VE de volta à rede quando necessário. A ISO 15118 permite um carregamento de VEs mais amigável, seguro e conveniente para a rede.

História da ISO 15118

Em 2010, a Organização Internacional de Normalização (ISO) e a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) uniram forças para criar o Grupo de Trabalho Conjunto ISO/IEC 15118. Pela primeira vez, especialistas da indústria automóvel e da indústria de serviços públicos trabalharam em conjunto para desenvolver um padrão de comunicação internacional para o carregamento de VEs. O Grupo de Trabalho Conjunto conseguiu criar uma solução amplamente adotada que é agora o padrão líder nas principais regiões do mundo, como Europa, EUA, América Central/do Sul e Coreia do Sul. A ISO 15118 também está sendo rapidamente adotada na Índia e na Austrália. Uma observação sobre o formato: a ISO assumiu a publicação do padrão e agora é conhecido simplesmente como ISO 15118.

Vehicle-to-grid — integrando VEs na rede

A ISO 15118 permite a integração de VEs norede inteligente(também conhecido como veículo-2-grade ouveículo-rede). Uma rede inteligente é uma rede elétrica que interliga produtores, consumidores e componentes da rede, como transformadores, por meio de tecnologia de informação e comunicação, conforme ilustrado na imagem abaixo.

A ISO 15118 permite que o VE e a estação de carregamento troquem informações dinamicamente com base nas quais um cronograma de carregamento adequado pode ser (re)negociado. É importante garantir que os veículos elétricos operem de maneira compatível com a rede. Neste caso, “amigável à rede” significa que o dispositivo suporta o carregamento de vários veículos ao mesmo tempo, evitando a sobrecarga da rede. As aplicações de carregamento inteligente calcularão um calendário de carregamento individual para cada VE, utilizando a informação disponível sobre o estado da rede elétrica, a procura de energia de cada VE e as necessidades de mobilidade de cada condutor (hora de partida e autonomia).

Desta forma, cada sessão de carregamento irá adequar perfeitamente a capacidade da rede à procura de eletricidade do carregamento simultâneo de VEs. Carregar em tempos de alta disponibilidade de energia renovável e/ou em momentos em que o uso geral de eletricidade é baixo é um dos principais casos de uso que podem ser realizados com a ISO 15118.

Comunicações seguras alimentadas por Plug & Charge

A rede elétrica é uma infraestrutura crítica que precisa de ser defendida contra potenciais ataques e o condutor precisa de ser devidamente faturado pela energia que foi entregue ao VE. Sem comunicação segura entre VEs e estações de carregamento, terceiros mal-intencionados podem interceptar e modificar mensagens e adulterar informações de faturação. É por isso que a ISO 15118 vem com um recurso chamadoConecte e carregue. Plug & Charge utiliza diversos mecanismos criptográficos para proteger esta comunicação e garantir a confidencialidade, integridade e autenticidade de todos os dados trocados

Conveniência do usuário como chave para uma experiência de carregamento perfeita

ISO 15118Conecte e carregueO recurso também permite que o EV se identifique automaticamente na estação de carregamento e obtenha acesso autorizado à energia necessária para recarregar a bateria. Tudo isto baseado nos certificados digitais e infraestruturas de chave pública disponibilizadas através da funcionalidade Plug & Charge. A melhor parte? O motorista não precisa fazer nada além de conectar o cabo de carregamento ao veículo e à estação de carregamento (durante o carregamento com fio) ou estacionar acima de uma plataforma de solo (durante o carregamento sem fio). O ato de inserir um cartão de crédito, abrir um aplicativo para escanear um código QR ou encontrar aquele cartão RFID fácil de perder é coisa do passado com esta tecnologia.

A ISO 15118 afetará significativamente o futuro do carregamento global de veículos elétricos devido a estes três fatores principais:

1. Comodidade ao cliente que vem com Plug & Charge
2. A segurança de dados aprimorada que vem com os mecanismos criptográficos definidos na ISO 15118
3. Carregamento inteligente compatível com a rede

Com esses elementos fundamentais em mente, vamos entrar nos detalhes básicos da norma.

A família de documentos ISO 15118

O próprio padrão, denominado “Veículos rodoviários – Interface de comunicação veículo-rede”, consiste em oito partes. Um hífen ou travessão e um número indicam a respectiva parte. ISO 15118-1 refere-se à parte um e assim por diante.

Na imagem abaixo você pode ver como cada parte da ISO 15118 está relacionada a uma ou mais das sete camadas de comunicação que definem como a informação é processada em uma rede de telecomunicações. Quando o VE é conectado a uma estação de carregamento, o controlador de comunicação do VE (chamado EVCC) e o controlador de comunicação da estação de carregamento (SECC) estabelecem uma rede de comunicação. O objetivo desta rede é trocar mensagens e iniciar uma sessão de cobrança. Tanto o EVCC quanto o SECC devem fornecer essas sete camadas funcionais (conforme descrito no bem estabelecidoPilha de comunicação ISO/OSI) para processar as informações que enviam e recebem. Cada camada baseia-se na funcionalidade fornecida pela camada subjacente, começando com a camada de aplicação no topo e descendo até a camada física.

Por exemplo: A camada física e de enlace de dados especifica como o VE e a estação de carregamento podem trocar mensagens usando um cabo de carregamento (comunicação de linha de energia através de um modem Home Plug Green PHY conforme descrito na ISO 15118-3) ou uma conexão Wi-Fi ( IEEE 802.11n conforme referenciado pela ISO 15118-8) como meio físico. Depois que o link de dados estiver configurado corretamente, a rede e a camada de transporte acima poderão contar com ele para estabelecer o que é chamado de conexão TCP/IP para rotear adequadamente as mensagens do EVCC para o SECC (e vice-versa). A camada de aplicação superior usa o caminho de comunicação estabelecido para trocar qualquer mensagem relacionada ao caso de uso, seja para carregamento CA, carregamento CC ou carregamento sem fio.

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Ao discutir a ISO 15118 como um todo, isso abrange um conjunto de padrões dentro deste título abrangente. Os próprios padrões são divididos em partes. Cada parte passa por um conjunto de etapas predefinidas antes de ser publicada como um padrão internacional (SI). É por isso que você pode encontrar informações sobre o “status” individual de cada peça nas seções abaixo. O status reflete a data de publicação do SI, que é a etapa final do cronograma dos projetos de padronização ISO.

Vamos mergulhar em cada uma das partes do documento individualmente.

O processo e o cronograma para a publicação dos padrões ISO

A figura acima descreve o cronograma de um processo de padronização dentro da ISO. O processo é iniciado com uma Proposta de Novo Item de Trabalho (NWIP ou NP) que entra na fase de Draft de Comitê (CD) após um período de 12 meses. Assim que o CD estiver disponível (apenas para os peritos técnicos membros do organismo de normalização), inicia-se uma fase de votação de três meses, durante a qual estes peritos podem fornecer comentários editoriais e técnicos. Assim que a fase de comentários termina, os comentários coletados são resolvidos em webconferências on-line e reuniões presenciais.

Como resultado deste trabalho colaborativo, um Draft for International Standard (DIS) é então elaborado e publicado. O Grupo de Trabalho Conjunto pode decidir redigir um segundo CD caso os especialistas considerem que o documento ainda não está pronto para ser considerado como um DIS. Um DIS é o primeiro documento a ser disponibilizado publicamente e pode ser adquirido online. Outra fase de comentários e votação será realizada após a divulgação do DIS, semelhante ao processo da fase do CD.

A última etapa anterior à Norma Internacional (SI) é a Versão Final da Norma Internacional (FDIS). Esta é uma etapa opcional que pode ser ignorada se o grupo de especialistas que trabalha nesta norma considerar que o documento atingiu um nível de qualidade suficiente. O FDIS é um documento que não permite quaisquer alterações técnicas adicionais. Portanto, apenas comentários editoriais são permitidos durante esta fase de comentários. Como você pode ver na figura, um processo de padronização ISO pode variar de 24 a 48 meses no total.

No caso da ISO 15118-2, a norma tomou forma ao longo de quatro anos e continuará a ser aperfeiçoada conforme necessário (ver ISO 15118-20). Esse processo garante que ele permaneça atualizado e se adapte aos diversos casos de uso exclusivos em todo o mundo.