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”. Ela pode ser uma das normas mais importantes e inovadoras disponíveis atualmente.

O mecanismo de carregamento inteligente incorporado na norma ISO 15118 permite a adequação perfeita da capacidade da rede elétrica à demanda energética do crescente número de veículos elétricos conectados à rede elétrica. A norma ISO 15118 também permite a transferência bidirecional de energia para a realização deveículo para redeaplicações, devolvendo energia do VE à rede quando necessário. A ISO 15118 permite um carregamento de VE mais seguro, conveniente e amigável à rede elétrica.

História da ISO 15118

Em 2010, a Organização Internacional para Padronização (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 automotiva e de serviços públicos trabalharam juntos para desenvolver um padrão internacional de comunicação para carregamento de veículos elétricos. O Grupo de Trabalho Conjunto conseguiu criar uma solução amplamente adotada que agora é o padrão líder em grandes 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 da norma, que agora é conhecida simplesmente como ISO 15118.

Veículo para a rede — integração de VEs na rede

A ISO 15118 permite a integração de VEs narede inteligente(também conhecido como veículo-2-grade ouveículo para rede). Uma rede inteligente é uma rede elétrica que interconecta produtores de energia, consumidores e componentes da rede, como transformadores, por meio de tecnologia da 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 forma compatível com a rede elétrica. Nesse caso, "compatível com a rede" significa que o dispositivo suporta o carregamento de vários veículos simultaneamente, evitando sobrecarga da rede. Os aplicativos de carregamento inteligente calcularão um cronograma de carregamento individual para cada VE usando as informações disponíveis sobre o estado da rede elétrica, a demanda de energia de cada VE e as necessidades de mobilidade de cada motorista (horário de partida e autonomia).

Dessa forma, cada sessão de carregamento corresponderá perfeitamente à capacidade da rede elétrica e à demanda de eletricidade para o carregamento simultâneo de veículos elétricos. O carregamento em períodos de alta disponibilidade de energia renovável e/ou em períodos em que o consumo geral de eletricidade é baixo é um dos principais casos de uso que podem ser realizados com a ISO 15118.

Comunicações seguras com tecnologia Plug & Charge

A rede elétrica é uma infraestrutura crítica que precisa ser defendida contra potenciais ataques, e o motorista precisa ser devidamente cobrado pela energia fornecida ao veículo elétrico. Sem uma comunicação segura entre os veículos elétricos e as estações de recarga, terceiros mal-intencionados podem interceptar e modificar mensagens e adulterar informações de cobrança. É por isso que a ISO 15118 vem com um recurso chamadoConecte e carregue. O Plug & Charge implementa vários mecanismos criptográficos para proteger esta comunicação e garantir a confidencialidade, integridade e autenticidade de todos os dados trocados

A conveniência do usuário como chave para uma experiência de carregamento perfeita

ISO 15118Conecte e carregueO recurso também permite que o VE se identifique automaticamente na estação de carregamento e obtenha acesso autorizado à energia necessária para recarregar a bateria. Tudo isso se baseia nos certificados digitais e nas infraestruturas de chave pública disponibilizados pelo recurso 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 sobre uma plataforma de aterramento (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 essa tecnologia.

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

1. Conveniência para o 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 analisar os detalhes do padrão.

A família de documentos ISO 15118

A norma em si, denominada “Veículos rodoviários – Interface de comunicação entre veículos e a rede”, consiste em oito partes. Um hífen ou traço e um número indicam a respectiva parte. A 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 as informações são processadas 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 (o SECC) estabelecem uma rede de comunicação. O objetivo dessa rede é trocar mensagens e iniciar uma sessão de carregamento. 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 se baseia na funcionalidade fornecida pela camada subjacente, começando pela camada de aplicação no topo e descendo até a camada física.

Por exemplo: as camadas física e de enlace de dados especificam como o VE e a estação de carregamento podem trocar mensagens usando um cabo de carregamento (comunicação por linha de energia via modem Home Plug Green PHY, conforme descrito na ISO 15118-3) ou uma conexão Wi-Fi (IEEE 802.11n, conforme referenciado na ISO 15118-8) como meio físico. Uma vez que o enlace de dados esteja configurado corretamente, a camada de rede e transporte acima pode contar com ele para estabelecer o que é chamado de conexão TCP/IP para rotear corretamente 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, CC ou sem fio.

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Ao discutir a ISO 15118 como um todo, ela abrange um conjunto de normas dentro deste título abrangente. As normas em si são divididas em partes. Cada parte passa por uma série de etapas predefinidas antes de ser publicada como uma norma internacional (NI). É por isso que você pode encontrar informações sobre o "status" individual de cada parte nas seções abaixo. O status reflete a data de publicação da NI, que é a etapa final no cronograma dos projetos de normalização ISO.

Vamos analisar cada uma das partes do documento individualmente.

O processo e o cronograma para a publicação de normas ISO

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

Como resultado desse trabalho colaborativo, um Rascunho de Norma Internacional (DIS) é então redigido 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 um DIS. O DIS é o primeiro documento a ser disponibilizado publicamente e pode ser adquirido online. Outra fase de comentários e votação será conduzida após a publicação do DIS, semelhante ao processo para a fase de CD.

A última etapa anterior à Norma Internacional (NI) é a Minuta 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. A FDIS é um documento que não permite alterações técnicas adicionais. Portanto, apenas comentários editoriais são permitidos durante esta fase. Como você pode ver na figura, um processo de padronização ISO pode levar de 24 a 48 meses no total.

No caso da ISO 15118-2, a norma foi desenvolvida ao longo de quatro anos e continuará sendo aprimorada conforme necessário (consulte a ISO 15118-20). Esse processo garante que ela permaneça atualizada e se adapte aos diversos casos de uso específicos em todo o mundo.