Cet article décrit en détail le contexte de développement de la norme ISO15118, les informations sur sa version, l'interface CCS, le contenu des protocoles de communication, les fonctions de charge intelligente, démontrant ainsi les progrès de la technologie de charge des véhicules électriques et l'évolution de la norme.
Table des matières
I. Introduction à la norme ISO 15118
1. Introduction
L’Organisation internationale de normalisation (ISO) publie la norme ISO 15118-20. Cette norme étend la norme ISO 15118-2 et prend en charge le transfert d’énergie sans fil (WPT). Chacun de ces services peut être fourni grâce au transfert d’énergie bidirectionnel (BPT) et aux dispositifs connectés automatiquement (ACD).
2. Introduction des informations de version
(1) Version ISO 15118-1.0
15118-1 est l'exigence générale
Scénarios d'application basés sur la norme ISO 15118 pour la mise en œuvre du processus de facturation et de traitement des données, et description des dispositifs dans chaque scénario d'application ainsi que des interactions entre les dispositifs.
La norme 15118-2 concerne les protocoles de la couche application.
Définit les messages, les séquences de messages et les automates d'état, ainsi que les exigences techniques nécessaires à la mise en œuvre de ces scénarios d'application. Définit les protocoles de la couche réseau jusqu'à la couche application.
15118-3 Aspects de la couche liaison, utilisant des porteuses d'énergie.
15118-4 relatif aux tests
15118-5 Couche physique liée
15118-8 Aspects sans fil
15118-9 Aspects de la couche physique sans fil
(2) Version ISO 15118-20
La norme ISO 15118-20 possède une fonctionnalité plug-and-play, ainsi qu'une prise en charge du transfert d'énergie sans fil (WPT), et chacun de ces services peut être fourni à l'aide du transfert d'énergie bidirectionnel (BPT) et des appareils connectés automatiquement (ACD).
Introduction à l'interface CCS
L'émergence de différentes normes de recharge sur les marchés européens, nord-américains et asiatiques des véhicules électriques a engendré des problèmes d'interopérabilité et de facilité de recharge, freinant ainsi le développement des véhicules électriques à l'échelle mondiale. Pour y remédier, l'Association des constructeurs européens d'automobiles (ACEA) a proposé une norme de recharge CCS, visant à intégrer la recharge en courant alternatif (CA) et en courant continu (CC) dans un système unifié. L'interface physique du connecteur est conçue comme une prise combinée intégrant des ports CA et CC, compatible avec trois modes de recharge : monophasé CA, triphasé CA et CC. Cette norme offre ainsi des options de recharge plus flexibles pour les véhicules électriques.
II. Introduction à l'interface
Protocoles d'interface de recharge pour véhicules électriques
Connecteurs utilisés pour la recharge des véhicules électriques dans les principales régions du monde
1. Connecteur CCS1
Les réseaux électriques nationaux américains et japonais ne prennent en charge que la charge en courant alternatif monophasé, ce qui explique la prédominance des prises et ports de type 1 sur ces deux marchés.
2. Introduction du port CCS2
Le port de type 2 prend en charge la charge monophasée et triphasée, et la charge triphasée en courant alternatif peut réduire le temps de charge des véhicules électriques.
À gauche se trouve le port de charge CCS de type 2 pour véhicule, et à droite la prise pour pistolet de charge CC. Le port de charge du véhicule comprend une partie CA (partie supérieure) et une partie CC (partie inférieure avec deux connecteurs épais). Durant la charge, que ce soit en CA ou en CC, la communication entre le véhicule électrique et la borne de recharge s'effectue via l'interface Control Pilot (CP).
CP – L’interface Control Pilot transmet un signal PWM analogique et un signal numérique ISO 15118 ou DIN 70121 basé sur la modulation par porteuse de ligne électrique (PLC) sur un signal analogique.
PP – L’interface Proxmity Pilot (également appelée Plug Presence) transmet un signal permettant au véhicule électrique de vérifier que la prise du chargeur est bien connectée. Ce dispositif assure une fonction de sécurité essentielle : le véhicule ne peut pas se déplacer tant que le chargeur est branché.
PE – Terre productive, est le fil de mise à la terre de l'appareil.
Plusieurs autres connexions sont utilisées pour transférer l'énergie : fil neutre (N), L1 (CA monophasé), L2, L3 (CA triphasé) ; DC+, DC- (courant continu).
III. Introduction du contenu du protocole ISO 15118
Le protocole de communication ISO 15118 repose sur le modèle client-serveur. L'EVCC envoie des requêtes (suffixées « Req ») et le SECC renvoie les réponses correspondantes (suffixées « Res »). L'EVCC doit recevoir la réponse du SECC dans un délai spécifique (généralement entre 2 et 5 secondes) après l'envoi de la requête. Passé ce délai, la session est interrompue et, selon l'implémentation du fabricant, l'EVCC peut en initier une nouvelle.
(1) Organigramme de facturation
(2) Processus de charge CA
(3) Processus de charge CC
La norme ISO 15118 améliore la communication entre la borne de recharge et le véhicule électrique grâce à des protocoles numériques de niveau supérieur, fournissant ainsi des informations plus complètes, notamment : communication bidirectionnelle, chiffrement du canal, authentification, autorisation, état de la charge, heure de départ, etc. Lorsqu'un signal PWM avec un rapport cyclique de 5 % est détecté sur la broche CP du câble de recharge, le contrôle de la charge entre la borne et le véhicule est immédiatement transféré à la norme ISO 15118.
IV. Fonctions principales
(1) Recharge intelligente
La recharge intelligente pour véhicules électriques (VE) permet de contrôler, gérer et ajuster intelligemment tous les aspects de la recharge. Elle repose sur la communication de données en temps réel entre le VE, la borne de recharge, l'opérateur et le fournisseur d'électricité. Dans un système de recharge intelligente, tous les acteurs communiquent en permanence et utilisent des solutions de recharge avancées pour optimiser la recharge. Au cœur de cet écosystème se trouve la solution de recharge intelligente pour VE, qui traite ces données et permet aux opérateurs et aux utilisateurs de gérer tous les aspects de la recharge.
1) Tube d'énergie intelligent ; il gère l'impact de la recharge des véhicules électriques sur le réseau et l'approvisionnement en électricité.
2) Optimisation des véhicules électriques ; la recharge aide les conducteurs de véhicules électriques et les fournisseurs de services de recharge à optimiser la recharge en termes de coût et d'efficacité.
3) Gestion et analyse à distance ; elle permet aux utilisateurs et aux opérateurs de contrôler et d'ajuster la facturation via des plateformes Web ou des applications mobiles.
4) Technologie de recharge avancée pour véhicules électriques De nombreuses nouvelles technologies, telles que le V2G, nécessitent des fonctionnalités de recharge intelligentes pour fonctionner correctement.
La norme ISO 15118 introduit une autre source d'information pour la recharge intelligente : le véhicule électrique lui-même. L'une des informations les plus importantes pour planifier la recharge est la quantité d'énergie que le véhicule souhaite consommer. Plusieurs options permettent de transmettre cette information au système de gestion de la recharge (CSMS).
Les utilisateurs peuvent saisir l'énergie demandée via une application mobile (fournie par eMSP) et l'envoyer au CSMS du CPO grâce à une intégration directe entre les systèmes. Les bornes de recharge peuvent quant à elles utiliser une API personnalisée pour transmettre ces données directement au CSMS.
(2) Recharge intelligente et réseau intelligent
La recharge intelligente des véhicules électriques fait partie intégrante de ce système, car elle peut avoir un impact considérable sur la consommation énergétique d'une habitation, d'un bâtiment ou d'un espace public. La capacité du réseau électrique est limitée en termes de puissance qu'il peut gérer simultanément.
3) Branchez et chargez
Principales caractéristiques de la norme ISO 15118.
L'industrie des véhicules électriques est relativement récente et en pleine évolution. De nouvelles normes sont en cours d'élaboration, ce qui pose des défis en matière de compatibilité et d'interopérabilité pour les fabricants de véhicules et de bornes de recharge. Cependant, la norme ISO 15118-20 facilite l'utilisation de fonctionnalités de recharge telles que la facturation simplifiée, la communication cryptée, le flux d'énergie bidirectionnel, la gestion de la charge et la puissance de recharge variable. Ces fonctionnalités rendent la recharge plus pratique, plus sûre et plus efficace, et contribueront à une plus large adoption des véhicules électriques.
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Date de publication : 18 octobre 2024