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ISO 15118

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ISO 15118国际标准,名称为《道路车辆—V2G通讯界面》(Road vehicles -- Vehicle to grid communication interface),是为了电动车辆双向充电/放电,定义汽车对电网(V2G)通讯界面的国际标准[1]。此标准中也提供许多不同的使用情境,例如安全通讯、智慧充电,以及有些电动车充电网络英语Electric vehicle charging network强调的插枪即充Plug & Charge)功能[2]

简介

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ISO 15118是国际电工委员会(IEC)针对电动道路车辆以及电动工业卡车的法规标准群中的一个标准,负责单位是IEC技术委员会69(TC69)的第一联合工作组(JWG1 V2G)[3]以及国际标准化组织技术委员会22(TC22)[4]中的subcommittee 31(SC31)[5]

ISO 15118有定义充电相关的基础信号,以及透过电力线通信(PLC)进行的数位通讯,数位通讯的通讯协定利用HomePlug GP,利用基础信号中的控制导引(Control pilot)线传输。

ISO和IEC在2001年开始合作订立法规[6],ISO 15118-20 即插即充(Plug & Charge)的章节是在2014年发布。2020年时曾有研究者指出即插即充功能有网络安全相关的问题[7]。最新版本是在2022年发布[8]

V2G-PKI

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电动车和充电设备之间的ISO 15118通讯可以用传输层安全性(TLS)进行加密,若是使用Plug & Charge的情形,一定要进行加密。标准中有说明要如何设置V2G-PKI(汽车对电网的公开金钥基础建设)。Hubject在2018年提供了第一个V2G-PKI产品[9]以及在欧洲和北美的相关生态系[10]。V2G-PKI中唯一的证书颁发机构就是Hubject。有许多公司也发布他们在V2G-PKI上的解决方案,而充电站厂商以及车厂若依照ISO 15118标准,也可以处理其证书[7][11][12]

在2019年和2020年时,有许多研究者指出此标准中的公开金钥基础建设(KPI)还有一些问题[13][14][7][12]

Plug & Charge(插枪即充)

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ISO 15118中增加的Plug & Charge(插枪即充)功能考量了使用者便利及资料安全性,可以让电动车辆在相容的充电站中识别到此车辆及车主,并且自动取得授权,进行车辆充电。驾驶只需要将充电枪接到电动车内即可[需要解释]。车辆和充电站识别的方式是透过交换认证(certificates)来彼此识别,此认证是之前透过认证机制(certificate pool)提供,其目的是为了方便付款[15]。在2021年11月已经开始一个测试系统[哪里?][16],此标准可以用在有线充电(交流或直流),也可以用在无线充电[17]

有些电动车支援Plug & Charge(插枪即充)标准,像是2021年版的保时捷Taycan、Daimler EQS[18]Lucid Air英语Lucid Air福特野马Mach-E[11]以及Rivian R1T英语Rivian R1T[19]

有些电动车型可能需要进行固件升级才能符合此标准,像是Volkswagen ID.4[20],有些车型可能要进行硬件的升级[12]

特斯拉的车辆自从2012年起(ISO 15118-2是在2014年才发行),就有其专有英语Proprietary protocol的Plug & Charge(插枪即充)版本[7],也有其他的专有协定版本,例如Paua所开发的产品[21]

除了Plug & Charge(插枪即充)外,还有其他类似的标准,例如以DIN 70121标准(CCS)的AutoCharge[22][23],其作法是用车辆上固定的MAC地址(EVCC ID),这个不算是资讯安全的机制,而且像Volkswagen的车辆,没有固定的MAC地址,就无法使用AutoCharge[24]

标准文件

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ISO 15118包括以下的部分,每一项都是独立的标准文件:

  • ISO 15118-1:一般资讯以及使用案例(use-case)的定义[1]
  • ISO/DIS 15118-2:网络及应用层的需求[25](在第二版中,已改成ISO 15118-20)。
  • ISO 15118-3:实体层及资料链接层的需求[26]
  • ISO 15118-4:网络及应用通讯协定的相容性测试[27]
  • ISO 15118-5: 实体层及资料链接层的相容性测试[28]
  • ISO/DIS 15118-6:无线通讯的一般资讯以及使用案例的定义(在第二版中,已合并到ISO 15118-1)[29]
  • ISO/CD 15118-7:无线通讯的网络和应用通讯协定的要求(已移到ISO 15118–20)[29]
  • ISO 15118-8:无线通讯的实体层及资料链接层[30]
  • ISO 15118-20:第二版的网络及应用协定要求[31]

ISO 15118在重型车辆上的应用

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ISO 15118也用做重型车辆充电的通讯协定,例如以下的应用:

  • 港口自动导引车[32]
  • 大众运输[33]

若在商业应用上使用ISO 15118时,配合WLAN的使用(ISO 15118-8)需仔细评估,因为以WLAN为基础的无线通讯,无法保证系统的运作上线时间(operation uptime)[来源请求],此情形下可以使用ISO 15118-3 powerline communication。

参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 ISO 15118-1:2019 Road vehicles -- Vehicle to grid communication interface -- Part 1: General information and use-case definition. ISO. April 2019. (原始内容存档于26 August 2019). 
  2. ^ Electric Vehicle Charging Open Payment Framework with ISO 15118 (PDF). Secure Technology Alliance. February 2021. (原始内容存档 (PDF)于2 June 2021). 
  3. ^ IEC Technical Committee 69. [2022-11-03]. (原始内容存档于2018-11-10). 
  4. ^ ISO technical committee 22. [2022-11-03]. (原始内容存档于2022-11-03). 
  5. ^ ISO technical committee 22 subcommittee 31. [2022-11-03]. (原始内容存档于2022-11-03). 
  6. ^ Mültin, Marc. What is ISO 15118? | Switch. www.switch-ev.com. 6 July 2021. (原始内容存档于23 October 2021). 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 Berman, Bradley. ISO EV Plug and Charge standard faces security concerns. www.sae.org. SAE International. 2020-08-11. (原始内容存档于13 August 2020) (英语). 
  8. ^ ISO 15118-20:2022 Road vehicles — Vehicle to grid communication interface — Part 20: 2nd generation network layer and application layer requirements. www.iso.org. [2022-11-03]. (原始内容存档于2022-11-03). 
  9. ^ Hubject & Daimler ermöglichen Laden ohne Karte oder App. electrive.net. 2018-04-17 [2022-07-05]. (原始内容存档于2022-11-03) (德语). 
  10. ^ Plug&Charge: Electrify America kooperiert mit Hubject. electrive.net. 2019-01-09 [2022-07-05]. (原始内容存档于2022-11-03) (德语). 
  11. ^ 11.0 11.1 How the plug-and-charge feature in the Ford Mustang Mach-E works. TechRepublic. 13 May 2021 [22 October 2021]. (原始内容存档于2022-10-28). 
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 Schaal, Sebastian; Carrie Hampel. Plug&Charge: The missing link to a breakthrough. electrive.com. 15 December 2020. (原始内容存档于12 October 2021). 
  13. ^ Practical Considerations for Implementation and Scaling ISO 15118 into a Secure EV Charging Ecosystem (PDF). ChargePoint. 14 May 2019. (原始内容存档 (PDF)于22 January 2021). 
  14. ^ ChargeUpEurope perspective (PDF). ChargeUpEurope. 
  15. ^ Plug&Charge: The missing link to a breakthrough. electrive.com. 15 December 2020. (原始内容存档于26 October 2021). 
  16. ^ Hubject launces Plug&Charge testing system. electrive.com. 17 November 2021 [2022-10-28]. (原始内容存档于2022-11-29). 
  17. ^ Mültin, Marc. The basics of Plug & Charge | Switch. www.switch-ev.com. 6 July 2021. (原始内容存档于3 September 2021). 
  18. ^ Mercedes EQS: So funktioniert Plug and Charge. InsideEVs Deutschland. [2022-07-05]. (原始内容存档于2022-12-19) (德语). 
  19. ^ Rivian R1T first drive: Easily the best pickup I've ever driven, both off road and on. Electrek. 28 September 2021 [29 September 2021]. (原始内容存档于2021-09-28). 
  20. ^ Convenient, networked and sustainable: new solutions for charging electric Volkswagen models. Volkswagen Newsroom. [2022-07-05]. (原始内容存档于2022-10-28) (英语). 
  21. ^ Grundy, Alice. Paua heralds plug & charge as the 'future of EV charging' as it delivers successful trial. Current News. Current News. 2021-08-17 [1 February 2022]. (原始内容存档于2022-10-28). 
  22. ^ DIN SPEC 70121. Electromobility - Digital communication between a d.c. EV charging station and an electric vehicle for control of d.c. charging in the Combined Charging System (CCS). European Standards. [1 February 2022]. (原始内容存档于2022-10-28). 
  23. ^ The battle between ISO 15118 and DIN SPEC 70121 | Switch. www.switch-ev.com. [2022-04-09]. (原始内容存档于2022-08-08). 
  24. ^ Klingenberg, Mathias. Teknologien kan gi en Tesla-opplevelse ved ladestasjonen. Men en av verdens største bilprodusenter vil ikke være med. Tu.no. Teknisk Ukeblad. 20 June 2022 [2022-10-28]. (原始内容存档于2022-10-28) (挪威语). In English: https://norway.postsen.com/news/15537/This-technology-can-provide-the-Tesla-experience-at-the-charging-station-But-one-major-carmaker-excels-with-its-absence.html 
  25. ^ ISO/DIS 15118-2:2014. ISO. [2022-11-07]. (原始内容存档于2022-11-07). 
  26. ^ ISO 15118-3:2015. ISO. 
  27. ^ ISO 15118-2:2014. ISO. 
  28. ^ ISO 15118-5:2018. ISO. 
  29. ^ 29.0 29.1 Search. ISO. 
  30. ^ ISO 15118-8:2018. ISO. 
  31. ^ ISO/DIS 15118-20. ISO. [2019-03-15] (英语). 
  32. ^ https://www.globalpsa.com/assets/uploads/nr160620.pdf [失效链接]
  33. ^ Electric transport in the Netherlands - 2016 highlights (PDF). Netherlands Enterprise Agency. [2022-12-08]. (原始内容存档 (PDF)于2022-12-08). 

相关条目

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