كل ما تحتاج إلى معرفته حول ISO/IEC 15118

التسمية الرسمية لمعيار ISO 15118 هي "مركبات الطرق - واجهة اتصال المركبة بالشبكة". قد يكون هذا المعيار من أهم المعايير المتاحة حاليًا وأكثرها قابلية للتطور.

تتيح آلية الشحن الذكي المُدمجة في معيار ISO 15118 مواءمة سعة الشبكة الكهربائية تمامًا مع الطلب على الطاقة للعدد المتزايد من المركبات الكهربائية المتصلة بالشبكة. كما يُتيح معيار ISO 15118 نقل الطاقة ثنائي الاتجاه لتحقيق...من المركبة إلى الشبكةتطبيقات الطاقة المتجددة من خلال إعادة الطاقة من السيارة الكهربائية إلى الشبكة عند الحاجة. يسمح معيار ISO 15118 بشحن السيارات الكهربائية بشكل أكثر أمانًا وراحةً واتصالًا بالشبكة.

تاريخ ISO 15118

في عام ٢٠١٠، تعاونت المنظمة الدولية للمعايير (ISO) واللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) لإنشاء فريق العمل المشترك ISO/IEC 15118. وللمرة الأولى، تعاون خبراء من قطاعي السيارات والمرافق العامة لوضع معيار دولي للاتصالات لشحن المركبات الكهربائية. ونجح فريق العمل المشترك في إيجاد حلٍّ واسع الانتشار، وهو الآن المعيار الرائد في مناطق رئيسية حول العالم، مثل أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية وأمريكا الوسطى والجنوبية وكوريا الجنوبية. كما يشهد معيار ISO 15118 انتشارًا سريعًا في الهند وأستراليا. ملاحظة حول الصيغة: تولت ISO مسؤولية نشر المعيار، ويُعرف الآن باسم ISO 15118 فقط.

من المركبة إلى الشبكة - دمج المركبات الكهربائية في الشبكة

يتيح معيار ISO 15118 دمج المركبات الكهربائية فيالشبكة الذكية(المعروف أيضًا باسم شبكة المركبات 2 أومن المركبة إلى الشبكةالشبكة الذكية هي شبكة كهربائية تربط بين منتجي الطاقة ومستهلكيها ومكونات الشبكة مثل المحولات عن طريق تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، كما هو موضح في الصورة أدناه.

يسمح معيار ISO 15118 للسيارة الكهربائية ومحطة الشحن بتبادل المعلومات ديناميكيًا، مما يُمكّن من التفاوض على جدول شحن مناسب (أو إعادة التفاوض عليه). من المهم التأكد من أن المركبات الكهربائية تعمل بشكل متوافق مع الشبكة. في هذه الحالة، يعني "متوافق مع الشبكة" أن الجهاز يدعم شحن عدة مركبات في آنٍ واحد مع منع زيادة الحمل على الشبكة. ستحسب تطبيقات الشحن الذكي جدول شحن فردي لكل مركبة كهربائية باستخدام المعلومات المتاحة حول حالة الشبكة الكهربائية، واستهلاك الطاقة لكل مركبة، واحتياجات التنقل لكل سائق (وقت المغادرة ومسافة القيادة).

بهذه الطريقة، ستتوافق كل جلسة شحن تمامًا مع سعة الشبكة الكهربائية المطلوبة لشحن المركبات الكهربائية في نفس الوقت. يُعد الشحن في أوقات توافر الطاقة المتجددة بكثرة و/أو في الأوقات التي يكون فيها استهلاك الكهرباء الإجمالي منخفضًا أحد أهم حالات الاستخدام التي يمكن تحقيقها وفقًا لمعيار ISO 15118.

اتصالات آمنة مدعومة بتقنية Plug & Charge

الشبكة الكهربائية بنية تحتية حيوية يجب حمايتها من الهجمات المحتملة، ويجب أن يحصل السائق على فاتورة صحيحة للطاقة التي تم توصيلها إلى السيارة الكهربائية. فبدون اتصال آمن بين السيارات الكهربائية ومحطات الشحن، يمكن لأطراف خارجية خبيثة اعتراض الرسائل وتعديلها والتلاعب بمعلومات الفوترة. ولهذا السبب، يأتي معيار ISO 15118 مزودًا بميزة تُسمىالتوصيل والشحن. تستخدم Plug & Charge العديد من آليات التشفير لتأمين هذا الاتصال وضمان سرية وسلامة ومصداقية جميع البيانات المتبادلة

راحة المستخدم كمفتاح لتجربة شحن سلسة

ISO 15118التوصيل والشحنتُمكّن هذه الميزة أيضًا السيارة الكهربائية من تعريف نفسها تلقائيًا بمحطة الشحن والحصول على تصريح وصول للطاقة اللازمة لشحن بطاريتها. يعتمد كل هذا على الشهادات الرقمية والبنية التحتية للمفتاح العام المتاحة من خلال ميزة التوصيل والشحن. والأفضل من ذلك كله؟ لا يحتاج السائق إلى أي شيء سوى توصيل كابل الشحن بالمركبة ومحطة الشحن (أثناء الشحن السلكي) أو ركن السيارة فوق منصة أرضية (أثناء الشحن اللاسلكي). مع هذه التقنية، أصبح إدخال بطاقة ائتمان، أو فتح تطبيق لمسح رمز الاستجابة السريعة، أو العثور على بطاقة RFID سهلة الفقدان، أمرًا من الماضي.

ستؤثر ISO 15118 بشكل كبير على مستقبل شحن المركبات الكهربائية العالمية بسبب العوامل الثلاثة الرئيسية التالية:

1. الراحة للعميل التي تأتي مع التوصيل والشحن
2. الأمن المعزز للبيانات الذي يأتي مع الآليات التشفيرية المحددة في ISO 15118
3. الشحن الذكي الصديق للشبكة

مع وضع هذه العناصر الأساسية في الاعتبار، دعونا ننتقل إلى التفاصيل الدقيقة للمعيار.

عائلة مستندات ISO 15118

يتكون المعيار نفسه، المسمى "مركبات الطرق - واجهة اتصال المركبة بالشبكة"، من ثمانية أجزاء. تشير الشرطة أو الشرطة والرقم إلى الجزء المعني. يشير المعيار ISO 15118-1 إلى الجزء الأول، وهكذا.

في الصورة أدناه، يمكنك رؤية كيفية ارتباط كل جزء من ISO 15118 بطبقة أو أكثر من طبقات الاتصال السبع التي تحدد كيفية معالجة المعلومات في شبكة الاتصالات. عند توصيل السيارة الكهربائية بمحطة شحن، تُنشئ وحدة تحكم الاتصالات الخاصة بالسيارة الكهربائية (المُسماة EVCC) ووحدة تحكم الاتصالات في محطة الشحن (SECC) شبكة اتصالات. الهدف من هذه الشبكة هو تبادل الرسائل وبدء جلسة شحن. يجب أن توفر كلٌّ من EVCC وSECC هذه الطبقات الوظيفية السبع (كما هو موضح فيمجموعة اتصالات ISO/OSI) لمعالجة المعلومات المرسلة والمستقبلة. تعتمد كل طبقة على الوظيفة التي توفرها الطبقة الأساسية، بدءًا من طبقة التطبيق في الأعلى وصولًا إلى الطبقة المادية.

على سبيل المثال: تُحدد الطبقة المادية وطبقة رابط البيانات كيفية تبادل الرسائل بين المركبة الكهربائية ومحطة الشحن باستخدام كابل شحن (اتصال خط الطاقة عبر مودم Home Plug Green PHY كما هو موضح في ISO 15118-3) أو اتصال Wi-Fi (IEEE 802.11n كما هو مذكور في ISO 15118-8) كوسيط مادي. بمجرد إعداد رابط البيانات بشكل صحيح، يمكن لطبقة الشبكة والنقل التي تُسمى الطبقة المادية الاعتماد عليه لإنشاء ما يُسمى اتصال TCP/IP لتوجيه الرسائل بشكل صحيح من EVCC إلى SECC (والعكس). تستخدم طبقة التطبيق التي تُسمى الطبقة المادية مسار الاتصال المُحدد لتبادل أي رسالة متعلقة بحالة الاستخدام، سواءً كانت للشحن بالتيار المتردد أو المستمر أو اللاسلكي.

‍

عند مناقشة معيار ISO 15118 ككل، يشمل هذا المصطلح مجموعة من المعايير ضمن هذا العنوان الشامل. تنقسم المعايير نفسها إلى أجزاء، يمر كل جزء منها بمراحل محددة مسبقًا قبل نشره كمعيار دولي (IS). لذلك، يمكنك الاطلاع على معلومات حول "حالة" كل جزء في الأقسام أدناه. تعكس هذه الحالة تاريخ نشر المعيار الدولي، وهو المرحلة الأخيرة في الجدول الزمني لمشاريع توحيد معايير ISO.

دعونا نتعمق في كل جزء من أجزاء الوثيقة على حدة.

عملية والجدول الزمني لنشر معايير ISO

يوضح الشكل أعلاه الجدول الزمني لعملية التقييس داخل المنظمة الدولية للمعايير (ISO). تبدأ العملية بمقترح بند عمل جديد (NWIP أو NP)، والذي يدخل مرحلة مسودة اللجنة (CD) بعد فترة زمنية قدرها 12 شهرًا. بمجرد توفر مسودة اللجنة (CD) (للخبراء الفنيين الأعضاء في هيئة التقييس فقط)، تبدأ مرحلة اقتراع مدتها ثلاثة أشهر، حيث يمكن لهؤلاء الخبراء خلالها تقديم تعليقاتهم التحريرية والفنية. بعد انتهاء مرحلة التعليقات، تُحل التعليقات المجمعة في مؤتمرات إلكترونية واجتماعات وجهاً لوجه.

نتيجةً لهذا العمل التعاوني، تُصاغ مسودة المعيار الدولي (DIS) وتُنشر. وقد تُقرر مجموعة العمل المشتركة صياغة نسخة ثانية من CD في حال رأى الخبراء أن الوثيقة ليست جاهزة بعد لاعتبارها معيارًا دوليًا. وتُعدّ مسودة المعيار الدولي أول وثيقة تُتاح للجمهور، ويمكن شراؤها عبر الإنترنت. وستُجرى مرحلة أخرى للتعليق والتصويت بعد إصدار مسودة المعيار الدولي، على غرار مرحلة CD.

المرحلة الأخيرة قبل المعيار الدولي (IS) هي المسودة النهائية للمعيار الدولي (FDIS). وهي مرحلة اختيارية يمكن تخطيها إذا رأى فريق الخبراء العاملين على هذا المعيار أن الوثيقة قد وصلت إلى مستوى كافٍ من الجودة. ولا تسمح المسودة النهائية للمعيار الدولي (FDIS) بأي تغييرات فنية إضافية، ولذلك، يُسمح فقط بالتعليقات التحريرية خلال هذه المرحلة. وكما هو موضح في الشكل، يمكن أن تتراوح مدة عملية توحيد معايير ISO بين 24 و48 شهرًا.

في حالة ISO 15118-2، تبلور المعيار على مدى أربع سنوات، وسيستمر تحسينه حسب الحاجة (انظر ISO 15118-20). تضمن هذه العملية تحديثه باستمرار وتكيفه مع حالات الاستخدام الفريدة المتعددة حول العالم.