本稿では、ISO15118の開発背景、バージョン情報、CCSインターフェース、通信プロトコルの内容、スマート充電機能などを詳細に説明し、電気自動車の充電技術の進歩と規格の進化を示します。
I. ISO15118の導入
1、はじめに
国際標準化機構（IX-ISO）はISO 15118-20を発行しました。ISO 15118-20は、ワイヤレス電力伝送（WPT）をサポートするためにISO 15118-2を拡張したものです。これらのサービスは、双方向電力伝送（BPT）と自動接続デバイス（ACD）を使用して提供できます。
2. バージョン情報の紹介
（1）ISO 15118-1.0バージョン
15118-1は一般要件である
ISO 15118に基づく課金および請求プロセスを実現するためのアプリケーションシナリオ、および各アプリケーションシナリオにおけるデバイスとデバイス間の情報相互作用について説明します。
15118-2 はアプリケーション層プロトコルに関するものです。
メッセージ、メッセージシーケンス、ステートマシン、そしてこれらのアプリケーションシナリオを実現するために定義する必要がある技術要件を定義します。ネットワーク層からアプリケーション層に至るまでのプロトコルを定義します。
15118-3 電力キャリアを使用したリンク層の側面。
15118-4 テスト関連
15118-5 物理層関連
15118-8 無線の側面
15118-9 無線物理層の側面
（2）ISO 15118-20版
ISO 15118-20 にはプラグアンドプレイ機能に加え、ワイヤレス電力伝送 (WPT) のサポートがあり、これらの各サービスは双方向電力伝送 (BPT) と自動接続デバイス (ACD) を使用して提供できます。
CCSインターフェースの紹介
欧州、北米、アジアのEV市場における異なる充電規格の出現は、EV開発における相互運用性と充電利便性の面で、世界規模での課題を生み出しています。この問題に対処するため、欧州自動車工業会（ACEA）は、AC充電とDC充電を統合した統一システムを目指すCCS充電規格の提案を発表しました。コネクタの物理インターフェースは、ACポートとDCポートを統合した複合ソケットとして設計されており、単相AC充電、三相AC充電、DC充電の3つの充電モードに対応しています。これにより、電気自動車に、より柔軟な充電オプションが提供されます。
1、インターフェースの紹介
EV（電気自動車）充電インターフェースプロトコル
世界の主要地域でEV充電に使用されているコネクタ
2、CCS1コネクタ
米国と日本の国内電力網は単相 AC 充電のみをサポートしているため、これら 2 つの市場ではタイプ 1 のプラグとポートが主流となっています。
3、CCS2ポートの導入
タイプ 2 ポートは単相充電と三相充電をサポートしており、三相 AC 充電により電気自動車の充電時間を短縮できます。
左側はタイプ2 CCS車載充電ポート、右側はDC充電ガンプラグです。車載充電ポートは、ACポート（上部）とDCポート（2つの太いコネクタが付いた下部）で構成されています。AC充電とDC充電のプロセス中、電気自動車（EV）と充電ステーション（EVSE）間の通信は、コントロールパイロット（CP）インターフェースを介して行われます。
CP – Control Pilot インターフェースは、アナログ信号の電力線搬送 (PLC) 変調に基づいて、アナログ PWM 信号と ISO 15118 または DIN 70121 デジタル信号を送信します。
PP – プロキシミティ・パイロット（プラグプレゼンスとも呼ばれる）インターフェースは、車両（EV）が充電ガンのプラグが接続されているかどうかを監視するための信号を送信します。充電ガンが接続されている間は車両が移動できないという重要な安全機能を実現するために使用されます。
PE – 生産的アースは、デバイスの接地リードです。
電力を転送するために、他のいくつかの接続が使用されます: 中性線 (N)、L1 (AC 単相)、L2、L3 (AC 三相)、DC+、DC- (直流)。
III. ISO15118プロトコルの内容の紹介
ISO 15118通信プロトコルはクライアントサーバーモデルに基づいており、EVCCがリクエストメッセージ（これらのメッセージにはサフィックス「Req」が付きます）を送信し、SECCが対応するレスポンスメッセージ（サフィックス「Res」が付きます）を返します。EVCCは、対応するリクエストメッセージの特定のタイムアウト範囲（通常は2～5秒）内にSECCからのレスポンスメッセージを受信する必要があります。タイムアウトが満たされない場合、セッションは終了し、各メーカーの実装に応じて、EVCCは新しいセッションを再開できます。
（1）充電フローチャート
（2）AC充電プロセス
（3）DC充電プロセス
ISO 15118は、充電ステーションと電気自動車間の通信メカニズムを高水準デジタルプロトコルで強化し、より豊富な情報を提供します。主な情報には、双方向通信、チャネル暗号化、認証、認可、充電状態、出発時刻などがあります。充電ケーブルのCPピンで5%デューティサイクルのPWM信号が測定されると、充電ステーションと車両間の充電制御は直ちにISO 15118に引き継がれます。
3、コア機能
（1）インテリジェント充電
スマートEV充電とは、EV充電のあらゆる側面をインテリジェントに制御、管理、調整する機能です。これは、EV、充電器、充電事業者、そして電力会社または公益事業会社間のリアルタイムデータ通信に基づいて実現されます。スマート充電では、関係するすべての関係者が常に通信を行い、高度な充電ソリューションを用いて充電を最適化します。このエコシステムの中核となるのは、これらのデータを処理し、充電事業者とユーザーが充電のあらゆる側面を管理できるようにするスマート充電EVソリューションです。
1) スマート エネルギー チューブ: EV 充電がグリッドと電力供給に与える影響を管理します。
2) EV の最適化。EV を充電することで、EV ドライバーと充電サービス プロバイダーはコストと効率の面で充電を最適化できます。
3) リモート管理と分析。ユーザーとオペレーターは、Web ベースのプラットフォームまたはモバイル アプリケーションを介して充電を制御および調整できます。
4) 高度な EV 充電テクノロジー V2G などの多くの新しいテクノロジーでは、適切に機能するためにスマート充電機能が必要です。
ISO 15118規格では、スマート充電に活用できる新たな情報源として、電気自動車（EV）自体が挙げられます。充電プロセスを計画する際に最も重要な情報の一つは、EVが消費するエネルギー量です。この情報をCSMSに提供する方法は数多くあります。
ユーザーはモバイルアプリケーション（eMSP提供）を使用して要求されたエネルギーを入力し、バックエンド間の統合を通じてCPOのCSMSに送信できます。充電ステーションはカスタムAPIを使用してこのデータをCSMSに直接送信できます。
（2）スマート充電とスマートグリッド
スマートEV充電はこのシステムの一部です。EV充電は、住宅、建物、公共エリアのエネルギー消費に大きな影響を与える可能性があるためです。電力網の容量は、特定の地点で処理できる電力量という点で限られています。
3) プラグアンド充電
ISO 15118 の主な機能。
リンクパワーは、適切なコネクタを備えたISO 15118準拠のEV充電ステーションを確保できます。
EV業界は比較的新しい分野であり、現在も進化を続けています。新たな規格が開発中であるため、EVおよびEVSEメーカーにとって互換性と相互運用性の確保が課題となっています。しかし、ISO 15118-20規格は、プラグアンドチャージ課金、暗号化通信、双方向エネルギーフロー、負荷管理、可変充電電力といった充電機能を容易にします。これらの機能により、充電はより便利で安全かつ効率的になり、EVの普及拡大に貢献するでしょう。
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投稿日時: 2024年10月18日