15118标准分析_0:ISO15118简介

15118标准分析

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简介:ISO 15118是什么

ISO 15118(常简称为15118)是电动汽车(EV)与充电桩(EVSE)之间进行数字通信的国际标准。它定义了车辆与充电桩之间的通信方式和协议。

传统的IEC 61851标准仅依赖模拟PWM信号,只能实现基础的"通断"控制和"最大电流"设定,无法支持自动识别车辆与用户、加密结算、自动扣费、动态功率调整(智能充电)以及车辆向电网送电(V2G)等高级功能。ISO 15118的出现,完美地解决了这些局限性。

ISO 15118标准家族

15118-1:通用要求,这部分基于ISO 15118实现充电和计费流程的应用场景,并描述了在各应用场景中的设备以及设备间的信息交互。

15118-2:是说应用层协议方面的这部分定义的应用场景定义了mesages(消息), message sequences(消息次序) and state machines(状态机), 以及实现这些应用场景所需定义的技术要求。定义了从网络层一直到应用层的各个协议。

15118-3:链路层方面的,用的是电力载波。软件的同学无需关心。这部分定义的物理层信令和消息

15118-4:针对15118-2的测试用例,里面详细地描述了针对通讯消息的测试用例。在进行认证测试的时候,如果有用例测试不通过,需要重点查看该文档。

15118-5:主要15118-3的测试用例,里面详细地描述了针对通讯消息的测试用例。在进行认证测试的时候,如果有用例测试不通过,需要重点查看该文档。

15118-8:采用无线方面的,目前笔者还未接触过,也不是很了解。

15118-9:针对15118-8的测试用例。

15118-20:针对15118-2的增强,主要在通讯加密tls,定义了2种充电模式dynamic和Schedule模式,通讯消息数据更完善,应用会更灵活。

ISO 15118 核心功能

充电授权方式

EIM(External Identification Means and External Payment)

刷卡充电、扫码充电、或者其他需要用户执行操作的授权充电方式都可以认为是EIM。目前绝对多少的充电桩都是这种授权充电方式,从用户体验来说,这种充电方式并没有提升用户体验。

PnC(Plug & Charge)

与EIM不同,PnC不需要用户外部操作,在和运营商签订合同后,将在车端安装一张合同证书Contract Certificate。在用户插枪后,充电桩和充电桩运营平台将对这张证书进行校验,如果校验通过将直接启动充电。这种方式,可以大大提升用户的充电效率和充电体验。

加密通讯 TLS

为了用户的隐私保护与车桩之间的通讯安全,车桩之间的数字通讯采用加密的方式。TLS(Transport Layer Security,传输层安全)是一种用于在网络中加密数据传输的协议,旨在保护数据的机密性、完整性和身份验证。目前TLS 已经在HTTPS、SMTPS、FTPS、MQTTS 等方面得到了广泛的应用和充分的验证,因此,15118标准也采用这种加密方式。15118-2和15118-20 针对加密的要求有所不同。15118-2要求采用如果桩仅EIM方式授权时,TLS是可选的,但是由于PnC授权过程中会有证书的交互,这部分内容涉及到用户的信息安全,因此必须支持TLS。15118-20 对用户的信息安全更加重视,因此,车桩通讯必须采用TLS。

Smart Charging(智能充电)

Smart Charging(智能充电)的主要功能是对充电的功率进行调控,进而能够实现对电网峰降谷电的有效利用、降低用户的充电费用、降低充电高峰对电网的负担,在实现充电场站和电网的负载均衡、确保用户充电正常的情况下,减少用户的充电费用,最终实现多赢的局面。

  • 远程动态限流:高峰降功率 / 暂停,低谷放开满充
  • 负载均衡:同一站点多桩抢电时,按策略分配总容量
  • 分时电价:按时段自动用不同功率 / 费率
  • 需求响应(DR):电网指令下发,充电桩配合降载

OCPP协议中的Smart Charging 是充电桩与后台(CSMS)之间的一套标准接口,让平台能按时间、电价、电网压力,远程动态限制 / 调度每台桩的充电功率,实现 "削峰填谷、负载均衡、需求响应"。

ISO 15118的Smart Charging主要是定义了车桩的功率协商接口。OCPP和ISO15118是互补的,一起使用,最终实现更加完整与完善的Smart Charging。

V2G(Vehicle-to-Grid)双向能量

新能源车辆将电池中的电能反向送电给电网,可以实现储能、应急电源等功能,15118-2未针对这部分内容进行定义,这部分功能的相关内容主要在15118-20标准中。

通信角色

EVCC(Electric Vehicle Communication Controller,电动汽车通信控制器)与 SECC(Supply Equipment Communication Controller,供电设备通信控制器)是 ISO 15118标准中车 - 桩通信的一对核心控制器。EVCC 位于车端,SECC 位于桩端,两者通过 PLC(电力线载波)完成通讯,支撑即插即充、智能充电与 V2G。

EVCC

与 BMS 协同:上报电池状态、SOC、最大 / 最小充电功率需求

发起通信:插枪后触发 SLAC(PLC 链路建立)、TLS 握手、证书互认(PnC 即插即充)

功率协商:向 SECC 提出充电需求(如 "20kW、1 小时充满")

安全监控:实时监测充电状态,异常时终止充电

SECC

与 OCPP 后台通信:转发车辆需求、接收远程功率调度指令

身份认证:验证 EVCC 证书、授权充电(PnC/EIM)

功率执行:按协商 / 后台指令动态调整输出电流 / 电压

状态上报:向 EVCC 与后台同步桩状态、电量、故障信息

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