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、スマート充電機能について詳しく説明し、電気自動車充電技術の進歩と規格の進化を実証します。
I. ISO15118の導入
1、はじめに
国際標準化機構 (IX-ISO) は ISO 15118-20 を発行しています。 ISO 15118-20 は、ワイヤレス電力伝送 (WPT) をサポートするための ISO 15118-2 の拡張です。これらの各サービスは、双方向電力伝送 (BPT) および自動接続デバイス (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 が一般要件です
充電および請求プロセスを実現するための ISO 15118 に基づくアプリケーション シナリオ。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のやり取り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、および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までのプロトコルを定義します。
15118-3 リンク層の側面、電力搬送波を使用。
15118-4 試験関連
15118-5 物理層関連
15118-8 ワイヤレスの側面
15118-9 無線物理層の側面
(2) ISO15118-20バージョン
ISO 15118-20 には、プラグ アンド プレイ機能に加えて、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) および自動接続デバイス (ACD) を使用して提供できます。
CCS インターフェイスの概要
ヨーロッパ、北米、アジアの EV 市場におけるさまざまな充電規格の出現により、世界規模での EV 開発における相互運用性と充電の利便性に関する問題が生じています。この問題に対処するために、欧州自動車工業会 (ACEA) は、AC 充電と DC 充電を統合システムに統合することを目的とした CCS 充電規格の提案を提出しました。コネクタの物理インターフェイスは、統合された AC ポートと DC ポートを備え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 つの充電モードと互換性があります。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の充電に使用されるコネクタ
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です。
3、CCS2ポートの導入
タイプ 2 ポートは単相および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 Type-2 CCS 車の充電ポート、右側は DC 充電ガン プラグです。車の充電ポートは、AC ポート (上部) と DC ポート (2 つの太いコネクタのある下部) を統合しています。 AC および DC 充電プロセス中、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) インターフェイスを介して行われます。
CP – コントロール パイロット インターフェイスは、アナログ PWM 信号と、アナログ信号上の電力線搬送波 (PLC) 変調に基づいた ISO 15118 または DIN 70121 デジタル信号を送信します。
PP – Proxmity Pilot (プラグ プレゼンスとも呼ばれます) インターフェイスは、車両 (EV) が充電ガン プラグが接続されていることを監視できるようにする信号を送信します。重要な安全機能を果たすために使用されます。充電ガンが接続されている間は車は移動できません。
PE – プロダクティブアースは、デバイスの接地リード線です。
電力を伝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) 線、L1 (AC 単相)、L2、L3 (AC 三相)。 DC+、DC-（直流）。
Ⅲ． ISO15118プロトコル内容の紹介
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 は対応する応答メッセージ (サフィックス「Res」が付きます) を返します。 EVCC は、対応する要求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 から応答メッセージを受信する必要があります。受信しないとセッションが終了します。また、さまざまなメーカーの実装に応じて、EVCC は- 新しいセッションを開始します。
(1) 充電フローチャート
(2) AC充電処理
(3) DC充電プロセス
ISO 15118 は、より高レベルのデジタル プロトコルを使用して充電ステーションと電気自動車の間の通信メカニズムを強化し、主に双方向通信、チャネル暗号化、認証、認可、充電ステータス、出発時刻などを含むより豊富な情報を提供します。デューティ サイクル 5% の PWM 信号が充電ケーブルの CP ピンで測定されると、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、電力供給会社または電力会社の間のリアルタイムのデータ通信に基づいて行われます。スマート充電では、関係者全員が常に通信し、高度な充電ソリューションを使用して充電を最適化します。このエコシステムの中心となるのは、このデータを処理し、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 チャージング 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 充電が送電網や電力供給に及ぼす影響を管理します。
2) EVの最適化。これを充電することは、EV ドライバーや充電サービス プロバイダーがコストと効率の観点から充電を最適化するのに役立ちます。
3) リモート管理と分析。これにより、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 充電技術 V2G などの多くの新技術は、適切に機能するためにスマート充電機能を必要とします。
ISO 15118 規格では、スマート充電として使用できる別の情報源、つまり電気自動車自体 (EV) を導入しています。充電プロセスを計画する際に最も重要な情報の 1 つは、車両が消費したいエネルギー量です。この情報を CSMS に提供するには、さまざまなオプションがあります。
ユーザーはモバイル アプリケーション (eMSP が提供) 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。また、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
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、スマート EV 充電はこのシステムの一部です。グリッドの容量は、特定の地点で処理できる電力量に制限があります。
3) プラグアンド充電
ISO 15118 の主要な機能。
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EV 業界は比較的新しく、まだ進化しています。新しい規格が開発中です。これにより、EV および EVSE メーカーにとって互換性と相互運用性の課題が生じます。ただし、ISO 15118-20 標準は、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、可変充電電力などの充電機能を容易にします。これらの機能により、充電がより便利、安全、効率的になり、EVの普及拡大に貢献します。
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投稿日時: 2024 年 10 月 18 日