كل ما تريد معرفته عن المواصفة ISO/IEC 15118

التسمية الرسمية للمعيار ISO 15118 هي "مركبات الطرق - واجهة الاتصال بين المركبة والشبكة." قد يكون أحد أهم المعايير المتاحة اليوم وأكثرها مقاومة للمستقبل.

تتيح آلية الشحن الذكية المضمنة في ISO 15118 إمكانية المطابقة التامة لقدرة الشبكة مع الطلب على الطاقة للعدد المتزايد من المركبات الكهربائية التي تتصل بالشبكة الكهربائية. يتيح ISO 15118 أيضًا نقل الطاقة ثنائي الاتجاه لتحقيق ذلكمن السيارة إلى الشبكةالتطبيقات عن طريق تغذية الطاقة من السيارة الكهربائية إلى الشبكة عند الحاجة. يسمح ISO 15118 بشحن أكثر ملاءمة للشبكة وأمانًا ومريحًا للمركبات الكهربائية.

تاريخ الأيزو 15118

في عام 2010، تعاونت المنظمة الدولية للمعايير (ISO) واللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) لإنشاء مجموعة العمل المشتركة ISO/IEC 15118. ولأول مرة، عمل خبراء من صناعة السيارات وصناعة المرافق معًا لتطوير معيار اتصالات دولي لشحن المركبات الكهربائية. نجحت مجموعة العمل المشتركة في إنشاء حل معتمد على نطاق واسع والذي أصبح الآن المعيار الرائد في المناطق الرئيسية في جميع أنحاء العالم مثل أوروبا والولايات المتحدة وأمريكا الوسطى/الجنوبية وكوريا الجنوبية. كما بدأ اعتماد ISO 15118 سريعًا في الهند وأستراليا. ملاحظة حول التنسيق: تولت ISO نشر المعيار وهي تُعرف الآن ببساطة باسم ISO 15118.

من المركبة إلى الشبكة – دمج المركبات الكهربائية في الشبكة

يتيح ISO 15118 دمج المركبات الكهربائية فيالشبكة الذكية(ويعرف أيضًا باسم مركبة -2 شبكة أومن السيارة إلى الشبكة). الشبكة الذكية هي شبكة كهربائية تربط منتجي ومستهلكي الطاقة ومكونات الشبكة مثل المحولات عن طريق تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، كما هو موضح في الصورة أدناه.

يسمح المعيار ISO 15118 للمركبة الكهربائية ومحطة الشحن بتبادل المعلومات ديناميكيًا بناءً على إمكانية (إعادة) التفاوض بشأن جدول الشحن المناسب. من المهم التأكد من أن السيارات الكهربائية تعمل بطريقة صديقة للشبكة. في هذه الحالة، يعني مصطلح "صديق للشبكة" أن الجهاز يدعم شحن مركبات متعددة في وقت واحد مع منع الشبكة من التحميل الزائد. ستقوم تطبيقات الشحن الذكية بحساب جدول شحن فردي لكل مركبة كهربائية باستخدام المعلومات المتاحة حول حالة الشبكة الكهربائية، والطلب على الطاقة لكل مركبة كهربائية، واحتياجات التنقل لكل سائق (وقت المغادرة ونطاق القيادة).

وبهذه الطريقة، ستتوافق كل جلسة شحن بشكل مثالي مع سعة الشبكة مع الطلب على الكهرباء لشحن المركبات الكهربائية في وقت واحد. يعد الشحن في أوقات توفر الطاقة المتجددة بشكل كبير و/أو في الأوقات التي يكون فيها الاستخدام الإجمالي للكهرباء منخفضًا إحدى حالات الاستخدام الرئيسية التي يمكن تحقيقها باستخدام ISO 15118.

اتصالات آمنة مدعومة بتقنية التوصيل والشحن

تعد الشبكة الكهربائية بنية تحتية مهمة يجب الدفاع عنها ضد الهجمات المحتملة ويحتاج السائق إلى إصدار فاتورة صحيحة للطاقة التي تم تسليمها إلى السيارة الكهربائية. وبدون الاتصال الآمن بين المركبات الكهربائية ومحطات الشحن، يمكن لأطراف ثالثة ضارة اعتراض الرسائل وتعديلها والتلاعب بمعلومات الفواتير. ولهذا السبب يأتي ISO 15118 مزودًا بميزة تسمىالتوصيل والشحن. يستخدم Plug & Charge العديد من آليات التشفير لتأمين هذا الاتصال وضمان سرية وسلامة وصحة جميع البيانات المتبادلة

راحة المستخدم كمفتاح لتجربة شحن سلسة

آيزو 15118التوصيل والشحنتتيح الميزة أيضًا للمركبة الكهربائية التعرف على نفسها تلقائيًا في محطة الشحن والحصول على حق الوصول المصرح به إلى الطاقة التي تحتاجها لإعادة شحن بطاريتها. يعتمد كل هذا على الشهادات الرقمية والبنى التحتية للمفتاح العام المتوفرة من خلال ميزة التوصيل والشحن. أفضل جزء؟ لا يحتاج السائق إلى القيام بأي شيء بخلاف توصيل كابل الشحن بالسيارة ومحطة الشحن (أثناء الشحن السلكي) أو الوقوف فوق وسادة أرضية (أثناء الشحن اللاسلكي). إن عملية إدخال بطاقة الائتمان، أو فتح تطبيق لمسح رمز الاستجابة السريعة، أو العثور على بطاقة RFID سهلة الفقد، أصبحت شيئًا من الماضي مع هذه التقنية.

سيؤثر ISO 15118 بشكل كبير على مستقبل شحن السيارات الكهربائية عالميًا بسبب هذه العوامل الرئيسية الثلاثة:

1. الراحة للعميل الذي يأتي مع التوصيل والشحن
2. أمان البيانات المعزز الذي يأتي مع آليات التشفير المحددة في ISO 15118
3. شحن ذكي صديق للشبكة

مع وضع هذه العناصر الأساسية في الاعتبار، دعنا نتناول تفاصيل المعيار.

عائلة وثائق ISO 15118

ويتكون المعيار نفسه، المسمى "مركبات الطرق - واجهة الاتصال من مركبة إلى شبكة"، من ثمانية أجزاء. تشير الواصلة أو الشرطة والرقم إلى الجزء المعني. يشير المواصفة القياسية ISO 15118-1 إلى الجزء الأول وما إلى ذلك.

في الصورة أدناه، يمكنك رؤية كيفية ارتباط كل جزء من المواصفة القياسية ISO 15118 بواحدة أو أكثر من طبقات الاتصال السبع التي تحدد كيفية معالجة المعلومات في شبكة الاتصالات. عندما يتم توصيل السيارة الكهربائية بمحطة شحن، تقوم وحدة التحكم في الاتصال الخاصة بالمركبة الكهربائية (وتسمى EVCC) ووحدة التحكم في الاتصالات الخاصة بمحطة الشحن (SECC) بإنشاء شبكة اتصالات. الهدف من هذه الشبكة هو تبادل الرسائل وبدء جلسة شحن. يجب على كل من EVCC وSECC توفير هذه الطبقات الوظيفية السبع (كما هو موضح في القواعد الأساسيةمكدس اتصالات ISO/OSI) من أجل معالجة المعلومات التي يرسلونها ويستقبلونها. تعتمد كل طبقة على الوظيفة التي توفرها الطبقة الأساسية، بدءًا من طبقة التطبيق في الأعلى وحتى الطبقة المادية.

على سبيل المثال: تحدد الطبقة المادية وطبقة ربط البيانات كيف يمكن للمركبة الكهربائية ومحطة الشحن تبادل الرسائل باستخدام كابل الشحن (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 مشار إليه بواسطة ISO 15118-8) كوسيط مادي. بمجرد إعداد رابط البيانات بشكل صحيح، يمكن لطبقة الشبكة والنقل أعلاه الاعتماد عليه لإنشاء ما يسمى اتصال TCP/IP لتوجيه الرسائل بشكل صحيح من EVCC إلى SECC (والعودة). تستخدم طبقة التطبيق في الأعلى مسار الاتصال المحدد لتبادل أي رسالة ذات صلة بحالة الاستخدام، سواء كان ذلك للشحن بالتيار المتردد أو الشحن بالتيار المستمر أو الشحن اللاسلكي.

‍

عند مناقشة ISO 15118 ككل، فإن هذا يشمل مجموعة من المعايير ضمن هذا العنوان الشامل. يتم تقسيم المعايير نفسها إلى أجزاء. ويمر كل جزء بمجموعة من المراحل المحددة مسبقًا قبل نشره كمعيار دولي (IS). ولهذا السبب يمكنك العثور على معلومات حول "الحالة" الفردية لكل جزء في الأقسام أدناه. تعكس الحالة تاريخ نشر IS، وهو المرحلة النهائية في الجدول الزمني لمشاريع توحيد المعايير ISO.

دعونا نتعمق في كل جزء من أجزاء الوثيقة على حدة.

العملية والجدول الزمني لنشر معايير ISO

يوضح الشكل أعلاه الجدول الزمني لعملية التقييس داخل ISO. تبدأ العملية بمقترح بند عمل جديد (NWIP أو NP) والذي يدخل في مرحلة مسودة اللجنة (CD) بعد فترة زمنية قدرها 12 شهرًا. بمجرد توفر القرص المضغوط (فقط للخبراء الفنيين الذين هم أعضاء في هيئة التقييس)، تبدأ مرحلة اقتراع مدتها ثلاثة أشهر يمكن خلالها لهؤلاء الخبراء تقديم تعليقات تحريرية وفنية. بمجرد الانتهاء من مرحلة التعليق، يتم حل التعليقات المجمعة في مؤتمرات الويب عبر الإنترنت والاجتماعات المباشرة.

ونتيجة لهذا العمل التعاوني، تمت صياغة ونشر مسودة المعيار الدولي (DIS). قد يقرر فريق العمل المشترك صياغة قرص مضغوط ثانٍ في حالة شعور الخبراء أن الوثيقة ليست جاهزة بعد ليتم اعتبارها DIS. DIS هو المستند الأول الذي يتم إتاحته للجمهور ويمكن شراؤه عبر الإنترنت. سيتم إجراء مرحلة أخرى للتعليق والتصويت بعد إصدار DIS، على غرار عملية مرحلة القرص المضغوط.

المرحلة الأخيرة قبل المعيار الدولي (IS) هي المسودة النهائية للمعيار الدولي (FDIS). هذه مرحلة اختيارية يمكن تخطيها إذا شعر فريق الخبراء العاملين على هذا المعيار أن الوثيقة قد وصلت إلى مستوى كافٍ من الجودة. إن FDIS هي وثيقة لا تسمح بإجراء أي تغييرات فنية إضافية. لذلك، يُسمح فقط بالتعليقات التحريرية خلال مرحلة التعليق هذه. كما ترون من الشكل، يمكن أن تتراوح عملية توحيد معايير ISO من 24 إلى 48 شهرًا إجمالاً.

وفي حالة ISO 15118-2، فقد تبلور المعيار على مدى أربع سنوات وسيستمر تنقيحه حسب الحاجة (انظر ISO 15118-20). تضمن هذه العملية أن تظل محدثة وتتكيف مع العديد من حالات الاستخدام الفريدة حول العالم.