智能充电未来之路:ISO 15118-20的关键角色
随着越来越多的电动汽车进入到大众的视野,对电动汽车的充电技术要求也变得越来越高,在ISO 15118协议中表明,电动汽车可以使用智能充电的方式进行充电,可以大大提高充电效率。
ISO 15118
ISO 15118是一项国际标准,定义了电动汽车和充电桩之间的通信协议,这项标准包括了车辆与充电桩之间的通信、充电过程的安全性以及支付和结算等多方面内容。此项标准侧重于提高车辆和充电桩之间的通信交互,确保能够以最快,最高效,最安全的方式进行充电。此外,ISO 15118还定义了一种称为Plug and Charge(即插即用)的功能,它允许充电汽车在插入充电器时自动进行身份验证、交换数据和进行付款,以达到完全自动化充电。随着取代ISO 15118-2的ISO 15118-20的提出,电动汽车的充电方式迎来了巨大的变化。
IS0 15118-20出世
ISO 15118-20中,在网络协议和应用协议上做出了许多创新,这些创新包括能量传输模式、物理层和信息安全。
相较于ISO 15118-2来说,ISO 15118-20有以下几个方面的创新:
1、双向电力传输(BPT,又叫V2G)
V2G是指将电动汽车连接到电网,使其能够做到双向传输能量,意味着电动汽车不仅可以从电网中获取电能充电,还可以将其储存的电能反馈到电网之中,这项技术有利于电网的平衡和稳定。
在CANoe 16.0及以后的版本中,增加了关于ISO 15118-20的Demo 测试工程,在这个工程中,通过CAPL的形式模拟了在V2G过程中EV和EVSE之间的所有通信,同时提供的.can、.XML文件可以帮助用户快速搭建测试环境,在这两个文件中,提供了V2G过程中模拟、仿真、发送数据的全部函数。如下所示:
在上述的示例中,通过CAPL脚本的方式,定义了DC充电回路中的放电状态,其中的信号可以通过CANoe软件中的Communication Setup模块中进行定义。
同时为了实现对V2G功能的测试,Vector提供了大量的函数用于V2G测试,例如:
(1)用于编码和解码V2G消息的函数:
在上述函数中,SchemaToUse有四种类型,分别为:0 = Undefined;1 = ISO20;2 = ISO20_DC;3 = ISO20_AC;
(2) 用于在V2G过程中进行故障注入的函数:
其中故障注入类型有以下几种:0 = ALL(所有故障注入类型);1 = PreventTCPShutdown;2 = PreventTCPShutdownReaction;
eanble有两种类型,分别为0 = eanble;1 = disable;
(3) 设置ISO20报文响应码的函数:
在这个函数中使用0~39定义了不同的响应码,如下表所示
Number |
Description |
Number |
Description |
0 |
OK |
1 |
OK_CertificateExpiresSoon |
2 |
OK_NewSessionEstablished |
3 |
OK_OldSessionJoined |
4 |
OK_PowerToleranceConfirmed |
5 |
WARNING_AuthorizationSelectionInvalid |
6 |
WARNING_CertificateExpired |
7 |
WARNING_CertificateNotYetValid |
8 |
WARNING_CertificateRevoked |
9 |
WARNING_CertValidationError |
10 |
WARNING_ChallengeInvalid |
11 |
WARNING_EIMAuthorizationFailure |
12 |
WARNING_E_MSPUnknown |
13 |
WARNING_EVPowerProfileViolation |
14 |
WARNING_GeneralPNCAuthorizationError |
15 |
WARNING_NoCertificateAvailable |
16 |
WARNING_NoContractMatchingPCIDFound |
17 |
WARNING_PowerToleranceNotConfirmed |
18 |
WARNING_ScheduleRenegotiationFailed |
19 |
WARNING_StandbyNotAllowed |
20 |
WARNING_WPT |
21 |
FAILED |
22 |
FAILED_AssociationError |
23 |
FAILED_ContactorError |
24 |
FAILED_EVPowerProfileInvalid |
25 |
FAILED_EVPowerProfileViolation |
26 |
FAILED_MeteringSignatureNotValid |
27 |
FAILED_NoEnergyTransferServiceSelected |
28 |
FAILED_NoServiceRenegotiationSupported |
29 |
FAILED_PauseNotAllowed |
30 |
FAILED_PowerDeliveryNotApplied |
31 |
FAILED_PowerToleranceNotConfirmed |
32 |
FAILED_ScheduleRenegotiation |
33 |
FAILED_ScheduleSelectionInvalid |
34 |
FAILED_SequenceError |
35 |
FAILED_ServiceIDInvalid |
36 |
FAILED_ServiceSelectionInvalid |
37 |
FAILED_SignatureError |
38 |
FAILED_UnknownSession |
39 |
FAILED_WrongChargeParameter |
除上述函数外,在CANoe Help里提供大量有关V2G测试的函数,用户可以根据需求进行选用。
2、多路复用通讯功能(Multiplexed Communication)
在电动汽车充电过程中,如果EV和EVSE重新商定充电计划,那么充电过程将会被中止,为了避免出现上述的情况,ISO 15118-20中提出多路复用通讯的概念。多路复用通讯即在通讯过程中除了使用EXI编码的V2GTP数据(范围从0x8001到0x80FF)之外,还可以通过使用其他V2GTP数据类型来实现EV和EVSE之间的数据交换,这些新类型的数据可以进行EV和EVSE之间的服务重新商定,比如将充电状态变为放电状态。
3、动态控制模式(Dynamic Mode)
ISO 15118-20在ISO15118-2的基础上提出了一种用于辅助服务的新的控制模式——动态控制模式。动态控制模式下,控制全权交给充电桩,充电桩会响应电动汽车需要的充电功率,但不会做出功率预测,电动汽车必须完全遵守充电桩提供的相关参数,充电桩负责满足用户的需求。这种控制模式响应非常迅速,如果电动汽车需要电网进行快速响应,就可以采用动态控制模式来控制充电过程。
总结
总的来说,ISO 15118-20标准的出台为智能充电技术的发展奠定了坚实的基础。它为电动车充电过程带来了更高的智能化和便捷性,为能源管理系统提供了更高效的能源利用方式。随着标准的推广和应用,我们有理由相信智能充电技术将在未来发挥更加重要的作用,推动电动车的普及和可持续发展。北汇信息紧跟新能源发展方向,结合多年测试经验,从客户的角度出发在实践中不断优化测试方案,同时作为Vector中国的合作伙伴,得益于Vector中国的大力支持,不断开发符合ISO 15118-20通讯协议的测试方案,为中国电动车行业的发展增砖添瓦。
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