ISO 15118-2協(xié)議規(guī)定了電動(dòng)汽車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)供電設(shè)備之間的數(shù)字通信協(xié)議。由于該通用設(shè)備的通信部分是電動(dòng)汽車(chē)通信控制器(EVCC)和供電設(shè)備通信控制器(SECC),ISO 15118-2描述了這些組件之間的通信。
作為組合充電系統(tǒng)(CCS)的一部分,ISO 15118-2涵蓋了有線(交流和直流)、無(wú)線充電的應(yīng)用,并使電動(dòng)汽車(chē)能夠集成到智能電網(wǎng)中(V2G-車(chē)輛到電網(wǎng))。
ISO 15118-2允許電動(dòng)汽車(chē)和充電站動(dòng)態(tài)交換信息,基于這些信息可以(重新)協(xié)商適當(dāng)?shù)某潆姇r(shí)間表。智能充電應(yīng)用程序通過(guò)使用有關(guān)電網(wǎng)狀態(tài)、每輛電動(dòng)汽車(chē)的能源需求和每個(gè)駕駛員的出行需求(出發(fā)時(shí)間和行駛里程)的可用信息來(lái)計(jì)算每輛電動(dòng)車(chē)的單獨(dú)充電時(shí)間表。這樣,每次充電都能使電網(wǎng)的容量與電動(dòng)汽車(chē)充電的電力需求完美匹配。
ISO 15118-2還附帶了一個(gè)名為Plug&Charge的功能。Plug&Charge部署了多種加密機(jī)制來(lái)保護(hù)這種通信,并保證所有交換數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和真實(shí)性。這是通過(guò)使用安全傳輸(TLS)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
ISO 15118-2數(shù)字通信實(shí)現(xiàn)了以下功能:
1.安全概念包括加密、簽名、密鑰管理等
2.基于PLC的穩(wěn)健通信
3.自動(dòng)地址分配和關(guān)聯(lián)
4.基于IPv6的通信
5.壓縮XML消息
6.客戶(hù)端-服務(wù)器方法
7.安全概念,包括電纜檢查、焊接檢測(cè)等
8.增值服務(wù)擴(kuò)展概念
(這里不做詳細(xì)講述)
根據(jù)協(xié)議,電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程分為八個(gè)功能組:
ISO 15118-2直流充電會(huì)話(huà)的消息序列
ISO 15118-2執(zhí)行的直流充電會(huì)話(huà)的過(guò)程如下圖所示。狀態(tài)A、B和C與充電站測(cè)量的CP電壓水平有關(guān),并在IEC 61851中進(jìn)行了定義。ISO 15118-2建立并擴(kuò)展了IEC 61851,并實(shí)現(xiàn)了EVCC和SECC之間的數(shù)字通信,如IEC 61851所定義,一旦脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)的占空比設(shè)置為5%,就會(huì)開(kāi)始數(shù)字通信。
序列的詳細(xì)解釋如下
通信設(shè)置順序:
supportedAppProtocolRequest:電動(dòng)汽車(chē)和充電站使用此請(qǐng)求-響應(yīng)消息對(duì)來(lái)商定協(xié)議版本。在這個(gè)過(guò)渡階段,電動(dòng)汽車(chē)和充電站使用相同版本的ISO 15118-2非常重要。如果它們不兼容,則無(wú)法啟動(dòng)ISO 15118-2充電會(huì)話(huà)。
SessionSetupRequest:用于為通信會(huì)話(huà)分配唯一的會(huì)話(huà)ID。會(huì)話(huà)可以暫停,稍后使用相同的會(huì)話(huà)ID恢復(fù)。在這種情況下,將再次應(yīng)用之前商定的充電參數(shù),以確保充電按照駕駛員最初的意圖繼續(xù)進(jìn)行。
識(shí)別、認(rèn)證和授權(quán)順序:
ServiceDiscovery:電動(dòng)汽車(chē)向充電站詢(xún)問(wèn)其產(chǎn)品類(lèi)型。這些服務(wù)包括交流單相充電或交流三相充電、直流充電的變體、可用的識(shí)別機(jī)制(外部識(shí)別手段(EIM)或即插即用)以及可選的增值服務(wù),如互聯(lián)網(wǎng)接入以下載額外數(shù)據(jù)。EV可以使用可選的ServiceDetailRequest消息請(qǐng)求每個(gè)服務(wù)的更多詳細(xì)信息。
PaymentServiceSelection:一旦識(shí)別機(jī)制、充電模式和要使用的可選增值服務(wù)明確,電動(dòng)汽車(chē)就會(huì)通過(guò)PaymentServiceSelection Request通知充電站。
CertificateInstallation:如果電動(dòng)汽車(chē)選擇Plug&Charge作為識(shí)別方法,則必須安裝有效的數(shù)字合同證書(shū),以便充電站自動(dòng)對(duì)駕駛員進(jìn)行身份驗(yàn)證和授權(quán)。如果電動(dòng)汽車(chē)尚未安裝此證書(shū),或者其現(xiàn)有的合同證書(shū)已過(guò)期,電動(dòng)汽車(chē)可以使用CertificateInstallation消息對(duì)從充電站安裝新的合同證書(shū)。
CertificateUpdate:如果電動(dòng)汽車(chē)安裝了即將到期的Plug&Charge合同證書(shū),則可以對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行編程,以啟動(dòng)CertificateUpdate消息對(duì)來(lái)接收新的合同證書(shū)。
PaymentDetails:如果電動(dòng)汽車(chē)被編程為選擇Plug & Charge作為其識(shí)別方法,電動(dòng)汽車(chē)將需要向充電站出示其合同證書(shū),以便對(duì)駕駛員進(jìn)行身份驗(yàn)證和授權(quán)充電。這是通過(guò)PaymentDetailsRequest消息完成的。
Authorization授權(quán):授權(quán)消息對(duì)用于避免重放攻擊。這是一種網(wǎng)絡(luò)攻擊形式,其中惡意或欺詐性地重復(fù)有效的數(shù)據(jù)傳輸,以獲得對(duì)受限數(shù)據(jù)的訪問(wèn)
目標(biāo)設(shè)定和收費(fèi)計(jì)劃:
ChargeParameterDiscovery:電動(dòng)汽車(chē)和充電站通過(guò)通信來(lái)交換最大和最小允許電壓和電流限制參數(shù)。電動(dòng)汽車(chē)還通知充電站所需的能量和駕駛員提供的期望出發(fā)時(shí)間。然后,SECC將計(jì)算一個(gè)充電計(jì)劃,向電動(dòng)汽車(chē)提出建議。擬議的計(jì)劃將包括電動(dòng)汽車(chē)在連接到充電站時(shí)允許充電的最大功率以及可選的銷(xiāo)售電價(jià)。銷(xiāo)售關(guān)稅包括提供隨時(shí)間變化的成本、與電力需求和能源量相關(guān)的成本或這些信息的組合的時(shí)間表,旨在激勵(lì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行某種充電行為。
CableCheck:為了安全直流充電,應(yīng)進(jìn)行電纜檢查。CableCheckReq要求EVSE的電纜檢查狀態(tài),例如,告訴EVSE連接器是否鎖定在EV側(cè)以及EV是否準(zhǔn)備好充電。在接收到CableCheckReq后,SECC發(fā)送帶有電纜檢查和EVSE狀態(tài)信息的CableCheckRes。
PreCharge:預(yù)充電用于將EVSE輸出電壓調(diào)整到EV電池電壓。電動(dòng)汽車(chē)發(fā)送預(yù)充電請(qǐng)求,其中包含請(qǐng)求的直流電流(最大涌入電流)和請(qǐng)求的直流電壓。在接收到PreChargeReq后,SECC發(fā)送PreChargeRes,通知EV EVSE狀態(tài)和當(dāng)前EVSE輸出電壓。
PowerDelivery:電力輸送消息交換標(biāo)志著電動(dòng)汽車(chē)供電設(shè)備向其輸出電源插座提供電壓。在供電設(shè)備反饋其已準(zhǔn)備好進(jìn)行能量傳輸后,電動(dòng)汽車(chē)設(shè)置直流電流請(qǐng)求以啟動(dòng)能量傳輸。通過(guò)發(fā)送PowerDeliveryReq,EVCC請(qǐng)求SECC提供電源,并傳輸EVCC在充電過(guò)程中將遵循的充電配置文件。收到PowerDeliveryReq消息后,SECC發(fā)送PowerDeliveryRes消息,其中包括電源是否可用的信息。
充電循環(huán)/重新調(diào)度:
CurrentDemand:對(duì)于直流充電控制,需要循環(huán)交換來(lái)自電動(dòng)汽車(chē)側(cè)的請(qǐng)求電流。此外,目標(biāo)電壓以及電流和電壓的差值也被傳遞。通過(guò)發(fā)送CurrentDemandReq,電動(dòng)汽車(chē)向電動(dòng)汽車(chē)供電設(shè)備請(qǐng)求一定的電流。在接收到CurrentDemandReq后,SECC發(fā)送CurrentDemandRes,通知EV EVSE狀態(tài)以及當(dāng)前的輸出電壓和電流。我們現(xiàn)在處于充電循環(huán)中。
充電結(jié)束:
PowerDelivery:一旦電動(dòng)汽車(chē)打算根據(jù)其計(jì)算出的充電計(jì)劃暫?;蚪Y(jié)束充電會(huì)話(huà),它將發(fā)送另一條PowerDeliveryRequest消息,并將其參數(shù)ChargePress設(shè)置為Stop。如果電動(dòng)汽車(chē)電池達(dá)到充電完成SoC,充電會(huì)話(huà)將停止。
WeldingDetection:焊接檢測(cè)消息允許根據(jù)IEC 61851實(shí)施焊接檢測(cè)機(jī)制。它用于防止電動(dòng)汽車(chē)接觸器的焊接。
SessionStop:通信以SessionStopReq/-Res消息對(duì)結(jié)束。ChargingSession參數(shù)可以設(shè)置為Terminate或Pause。如果要暫停充電會(huì)話(huà),充電站會(huì)臨時(shí)存儲(chǔ)某些參數(shù),如商定的充電時(shí)間表,以便在充電恢復(fù)時(shí)應(yīng)用這些值。
— THE END —
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