تصف هذه الورقة بالتفصيل خلفية تطوير ISO15118 ومعلومات الإصدار وواجهة CCS ومحتوى بروتوكولات الاتصال ووظائف الشحن الذكي، مما يوضح التقدم في تكنولوجيا شحن المركبات الكهربائية وتطور المعيار.
I. مقدمة ISO15118
1 、 مقدمة
تنشر المنظمة الدولية للمعايير (IX-ISO) ISO 15118-20. يعد ISO 15118-20 امتدادًا للمعيار ISO 15118-2 لدعم نقل الطاقة لاسلكيًا (WPT). يمكن توفير كل من هذه الخدمات باستخدام نقل الطاقة ثنائي الاتجاه (BPT) والأجهزة المتصلة تلقائيًا (ACDs).
2. مقدمة معلومات الإصدار
(1) إصدار ISO 15118-1.0
15118-1 هو المطلب العام
سيناريوهات التطبيق المبنية على ISO 15118 لتحقيق عملية الشحن والفوترة، ووصف الأجهزة في كل سيناريو تطبيق وتفاعل المعلومات بين الأجهزة
15118-2 يتعلق ببروتوكولات طبقة التطبيق.
يحدد الرسائل وتسلسلات الرسائل وأجهزة الحالة والمتطلبات الفنية التي يجب تحديدها لتحقيق سيناريوهات التطبيق هذه. يحدد البروتوكولات من طبقة الشبكة وصولاً إلى طبقة التطبيق.
15118-3 جوانب طبقة الارتباط، باستخدام حاملات الطاقة.
15118-4 المتعلقة بالاختبار
15118-5 الطبقة المادية ذات الصلة
15118-8 الجوانب اللاسلكية
15118-9 جوانب الطبقة المادية اللاسلكية
(2) نسخة ISO 15118-20
يحتوي ISO 15118-20 على وظيفة التوصيل والتشغيل، بالإضافة إلى دعم نقل الطاقة اللاسلكي (WPT)، ويمكن توفير كل من هذه الخدمات باستخدام نقل الطاقة ثنائي الاتجاه (BPT) والأجهزة المتصلة تلقائيًا (ACD).
مقدمة إلى واجهة CCS
أدى ظهور معايير شحن مختلفة في أسواق السيارات الكهربائية في أوروبا وأمريكا الشمالية وآسيا إلى خلق مشكلات تتعلق بقابلية التشغيل البيني وملاءمة الشحن لتطوير السيارات الكهربائية على نطاق عالمي. ولمعالجة هذه المشكلة، طرحت رابطة مصنعي السيارات الأوروبية (ACEA) اقتراحًا لمعيار شحن CCS، والذي يهدف إلى دمج الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر في نظام موحد. تم تصميم الواجهة المادية للموصل كمقبس مدمج مع منافذ تيار متردد وتيار مستمر مدمجة، وهو متوافق مع ثلاثة أوضاع شحن: شحن تيار متردد أحادي الطور، وشحن تيار متردد ثلاثي الطور وشحن تيار مستمر. وهذا يوفر خيارات شحن أكثر مرونة للسيارات الكهربائية.
1-مقدمة الواجهة
بروتوكولات واجهة شحن EV (المركبة الكهربائية).
الموصلات المستخدمة لشحن المركبات الكهربائية في المناطق الرئيسية في العالم
2 、 موصل CCS1
تدعم شبكات الطاقة المحلية في الولايات المتحدة واليابان فقط الشحن بالتيار المتردد أحادي الطور، لذا تهيمن المقابس والمنافذ من النوع الأول في هذين السوقين.
3 、 إدخال منفذ CCS2
يدعم المنفذ من النوع 2 الشحن أحادي الطور وثلاثي الطور، ويمكن لشحن التيار المتردد ثلاثي الطور أن يقلل من وقت شحن السيارات الكهربائية.
على اليسار يوجد منفذ شحن السيارة من النوع 2 CCS، وعلى اليمين يوجد قابس مسدس الشحن DC. يشتمل منفذ شحن السيارة على جزء تيار متردد (الجزء العلوي) ومنفذ تيار مستمر (الجزء السفلي مزود بموصلين سميكين). أثناء عملية الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر، يتم الاتصال بين السيارة الكهربائية (EV) ومحطة الشحن (EVSE) عبر واجهة التحكم التجريبية (CP).
CP - تنقل واجهة Control Pilot إشارة PWM تناظرية وإشارة رقمية ISO 15118 أو DIN 70121 استنادًا إلى تعديل Power Line Carrier (PLC) على إشارة تناظرية.
PP - تنقل واجهة Proxmity Pilot (وتسمى أيضًا وجود التوصيل) إشارة تمكن السيارة (EV) من مراقبة توصيل قابس مسدس الشحن. يُستخدم لتحقيق ميزة أمان مهمة - لا يمكن للسيارة التحرك أثناء توصيل مسدس الشحن.
PE - الأرض الإنتاجية، هو سلك التأريض للجهاز.
يتم استخدام العديد من التوصيلات الأخرى لنقل الطاقة: سلك محايد (N)، L1 (AC أحادي الطور)، L2، L3 (AC ثلاثي الطور)؛ DC+، DC- (التيار المباشر).
ثالثا. مقدمة لمحتوى بروتوكول ISO15118
يعتمد بروتوكول الاتصال ISO 15118 على نموذج خادم العميل، حيث يرسل EVCC رسائل طلب (تحتوي هذه الرسائل على اللاحقة "Req")، وتقوم SECC بإرجاع رسائل الاستجابة المقابلة (مع اللاحقة "Res"). يحتاج EVCC إلى تلقي رسالة الرد من SECC ضمن نطاق مهلة محدد (عادة ما بين 2 و 5 ثوان) لرسالة الطلب المقابلة، وإلا سيتم إنهاء الجلسة، واعتمادًا على تنفيذ الشركات المصنعة المختلفة، يمكن لـ EVCC إعادة -بدء جلسة جديدة.
(1) مخطط الشحن
(2) عملية شحن التيار المتردد
(3) عملية الشحن بالتيار المستمر
يعزز ISO 15118 آلية الاتصال بين محطة الشحن والمركبة الكهربائية من خلال بروتوكولات رقمية ذات مستوى أعلى لتوفير معلومات أكثر ثراءً، بما في ذلك بشكل أساسي: الاتصال ثنائي الاتجاه، وتشفير القناة، والمصادقة، والترخيص، وحالة الشحن، ووقت المغادرة، وما إلى ذلك. عندما يتم قياس إشارة PWM مع دورة تشغيل بنسبة 5% على طرف CP الخاص بكابل الشحن، يتم تسليم التحكم في الشحن بين محطة الشحن والمركبة على الفور إلى ISO 15118.
3 、 الوظائف الأساسية
(1) الشحن الذكي
الشحن الذكي للمركبات الكهربائية هو القدرة على التحكم بذكاء في جميع جوانب شحن المركبات الكهربائية وإدارتها وضبطها. ويقوم بذلك بناءً على اتصالات البيانات في الوقت الفعلي بين السيارة الكهربائية والشاحن ومشغل الشحن ومورد الكهرباء أو شركة المرافق. في الشحن الذكي، تتواصل جميع الأطراف المعنية باستمرار وتستخدم حلول الشحن المتقدمة لتحسين عملية الشحن. وفي قلب هذا النظام البيئي يوجد حل Smart Charging EV، الذي يعالج هذه البيانات ويسمح لمشغلي الشحن والمستخدمين بإدارة جميع جوانب الشحن.
1) أنبوب الطاقة الذكية. فهو يدير تأثير شحن المركبات الكهربائية على الشبكة وإمدادات الطاقة.
2) تحسين المركبات الكهربائية؛ يساعد الشحن سائقي المركبات الكهربائية ومقدمي خدمات الشحن على تحسين الشحن من حيث التكلفة والكفاءة.
3) الإدارة والتحليلات عن بعد؛ فهو يمكّن المستخدمين والمشغلين من التحكم في الشحن وضبطه عبر الأنظمة الأساسية المستندة إلى الويب أو تطبيقات الهاتف المحمول.
4) تقنية شحن السيارات الكهربائية المتقدمة تتطلب العديد من التقنيات الجديدة، مثل V2G، ميزات شحن ذكية لتعمل بشكل صحيح.
يقدم معيار ISO 15118 مصدرًا آخر للمعلومات التي يمكن استخدامها كشحن ذكي: السيارة الكهربائية نفسها (EV). من أهم المعلومات عند التخطيط لعملية الشحن هي كمية الطاقة التي تريد السيارة استهلاكها. هناك العديد من الخيارات لتقديم هذه المعلومات إلى CSMS:
يمكن للمستخدمين إدخال الطاقة المطلوبة باستخدام تطبيق الهاتف المحمول (المقدم من eMSP) وإرسالها إلى نظام CSMS الخاص بـ CPO من خلال التكامل الخلفي إلى الطرف الخلفي، ويمكن لمحطات الشحن استخدام واجهة برمجة التطبيقات المخصصة لإرسال هذه البيانات مباشرة إلى نظام CSMS
(2) الشحن الذكي والشبكة الذكية
يعد الشحن الذكي للمركبات الكهربائية جزءًا من هذا النظام لأن شحن المركبات الكهربائية يمكن أن يؤثر بشكل كبير على استهلاك الطاقة في المنزل أو المبنى أو المنطقة العامة. قدرة الشبكة محدودة من حيث مقدار الطاقة التي يمكن التعامل معها عند نقطة معينة.
3) التوصيل والشحن
أهم مميزات الأيزو 15118.
يمكن أن تضمن Linkpower محطات شحن EV متوافقة مع ISO 15118 مع الموصلات المناسبة
صناعة السيارات الكهربائية جديدة نسبيًا ولا تزال تتطور. معايير جديدة قيد التطوير. وهذا يخلق تحديات التوافق وقابلية التشغيل البيني لمصنعي المركبات الكهربائية وEVSE. ومع ذلك، فإن معيار ISO 15118-20 يسهل ميزات الشحن مثل فواتير التوصيل والشحن، والاتصالات المشفرة، وتدفق الطاقة ثنائي الاتجاه، وإدارة الأحمال، وطاقة الشحن المتغيرة. تجعل هذه الميزات الشحن أكثر ملاءمة وأكثر أمانًا وكفاءة، وستساهم في زيادة اعتماد المركبات الكهربائية.
محطات شحن Linkpower الجديدة متوافقة مع ISO 15118-20. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لشركة Linkpower تقديم التوجيه وتخصيص محطات الشحن الخاصة بها باستخدام أي موصلات شحن متاحة. اسمح لـ Linkpower بالمساعدة في التنقل بين متطلبات صناعة المركبات الكهربائية الديناميكية وإنشاء محطات شحن مخصصة لجميع متطلبات العملاء. تعرف على المزيد حول إمكانات وشواحن السيارات الكهربائية التجارية من Linkpower.
وقت النشر: 18 أكتوبر 2024