電動(dòng)汽車充電樁與V2G通信標(biāo)準(zhǔn)

電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和相關(guān)通信標(biāo)準(zhǔn)如圖1所示。電動(dòng)汽車和充電電源單元是電動(dòng)汽車充電的主要關(guān)鍵系統(tǒng)。電動(dòng)汽車使用包括通信線的充電電纜連接到充電電源單元。他們通常使用IEC 61851作為應(yīng)用級(jí)通信標(biāo)準(zhǔn)，使用ISO 15118作為通信標(biāo)準(zhǔn)。這種高級(jí)通信是由電動(dòng)汽車中的EVCC和充電樁中的SECC專門進(jìn)行的，以調(diào)節(jié)整個(gè)充電過程。第三方參與者在電動(dòng)汽車供電設(shè)備的另一端提供支持責(zé)任，如計(jì)費(fèi)和電力管理。

圖1 具有相關(guān)通信標(biāo)準(zhǔn)的充電樁和V2G架構(gòu)

在這項(xiàng)工作中，實(shí)現(xiàn)了基于ISO 15118-2的高級(jí)通信，其中為Combo CCS Type 2連接器定義了雙向功能。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)也為操作員和充電樁提供了電力相關(guān)的交換價(jià)值。然而，ISO 15118和IEC 61850產(chǎn)生的消息是不兼容的。建議使用IEC 61850-90-8來橋接ISO 15118和IEC 61850之間的通信。

電動(dòng)汽車V2G的控制

雙向充電功能已根據(jù)ISO 15118-2規(guī)范實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層采用電力線通信（PLC）。用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議/TCP（傳輸控制協(xié)議）用于PLC之上的傳輸層，而IPv6用于網(wǎng)絡(luò)層。

圖2  ISO 15118-20標(biāo)準(zhǔn)的OSI 7層結(jié)構(gòu)

ISO 15118標(biāo)準(zhǔn)定義了V2G測(cè)試期間用于會(huì)話管理的通信協(xié)議。所有請(qǐng)求都通過能量傳輸協(xié)議作為消息組發(fā)送。該協(xié)議僅確認(rèn)消息請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的ISO 15118版本兼容性。在電動(dòng)汽車充電或放電設(shè)置初始化之后，是請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的啟動(dòng)；EVCC使用該協(xié)議廣播請(qǐng)求分組并且SECC通過發(fā)回響應(yīng)來應(yīng)答。應(yīng)答檢測(cè)充電控制器的IP地址和通信端口標(biāo)識(shí)。后一種數(shù)據(jù)包類型是應(yīng)用程序（充電/放電）消息，盡管傳輸中的實(shí)際消息是通過EXI方法復(fù)用的，以降低數(shù)據(jù)包密度。為了提高通用性和適應(yīng)性，每個(gè)應(yīng)用程序消息都在內(nèi)部用XML表示。

對(duì)于每種類型的應(yīng)用消息，用戶發(fā)送請(qǐng)求消息，ISO 15118服務(wù)器用響應(yīng)消息進(jìn)行應(yīng)答。這被稱為通信ISO標(biāo)準(zhǔn)的客戶端-服務(wù)器模型。電動(dòng)汽車和充電電源單元在整個(gè)充電過程之前通過一系列請(qǐng)求和響應(yīng)消息交換基本消息，如圖3所示。

圖3 充放電測(cè)試期間的通信請(qǐng)求和響應(yīng)流。

例如，EVSE從EV接收設(shè)置初始化消息類型的SSR消息，并用確認(rèn)消息進(jìn)行響應(yīng)。然而，表中應(yīng)用程序消息類型的順序大致對(duì)應(yīng)于實(shí)際消息序列。消息交換序列如圖4所示。

圖4 V2G測(cè)試的軟件修改

因此，在“充電回路/重新調(diào)度”期間，ISO 15118-2被擴(kuò)展為能夠處理負(fù)電流請(qǐng)求，以實(shí)現(xiàn)直流放電功能。

V2G測(cè)試期間實(shí)施的通信架構(gòu)

V2G測(cè)試期間符合ISO 15118的通信測(cè)試結(jié)果

真實(shí)電動(dòng)汽車和充電樁之間的通信面板