본 논문에서는 ISO15118의 개발 배경, 버전 정보, CCS 인터페이스, 통신 프로토콜 내용, 스마트 충전 기능 등을 자세히 설명하고, 전기 자동차 충전 기술의 진행 상황과 표준의 진화를 보여줍니다.
I. ISO15118 소개
1. 서론
국제표준화기구(IX-ISO)는 ISO 15118-20을 발표합니다. ISO 15118-20은 무선 전력 전송(WPT)을 지원하기 위한 ISO 15118-2의 확장 버전입니다. 이러한 각 서비스는 양방향 전력 전송(BPT)과 자동 연결 장치(ACD)를 사용하여 제공될 수 있습니다.
2. 버전 정보 소개
(1) ISO 15118-1.0 버전
15118-1은 일반 요구 사항입니다
ISO 15118 기반 애플리케이션 시나리오를 통해 요금 청구 프로세스를 실현하고 각 애플리케이션 시나리오의 장치와 장치 간 정보 상호 작용을 설명합니다.
15118-2는 애플리케이션 계층 프로토콜에 관한 것입니다.
메시지, 메시지 시퀀스, 상태 머신, 그리고 이러한 애플리케이션 시나리오를 구현하는 데 필요한 기술적 요구사항을 정의합니다. 네트워크 계층부터 애플리케이션 계층까지 모든 프로토콜을 정의합니다.
15118-3 링크 계층 측면, 전력 캐리어 사용.
15118-4 시험 관련
15118-5 물리 계층 관련
15118-8 무선 측면
15118-9 무선 물리 계층 측면
(2) ISO 15118-20 버전
ISO 15118-20은 플러그 앤 플레이 기능을 갖추고 있으며, 무선 전력 전송(WPT)을 지원하며, 이러한 각 서비스는 양방향 전력 전송(BPT) 및 자동 연결 장치(ACD)를 사용하여 제공될 수 있습니다.
CCS 인터페이스 소개
유럽, 북미, 아시아 전기차 시장에서 다양한 충전 표준이 등장하면서 전 세계 전기차 개발에 있어 상호운용성과 충전 편의성 문제가 발생했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 유럽자동차제조업협회(ACEA)는 교류(AC)와 직류(DC) 충전을 하나의 시스템으로 통합하는 CCS 충전 표준을 제안했습니다. 커넥터의 물리적 인터페이스는 교류(AC)와 직류(DC) 포트가 통합된 소켓 형태로 설계되었으며, 단상 교류(AC), 삼상 교류(AC), 직류(DC)의 세 가지 충전 모드와 호환됩니다. 이를 통해 전기차에 더욱 유연한 충전 옵션을 제공합니다.
1. 인터페이스 소개
EV(전기차) 충전 인터페이스 프로토콜
세계 주요 지역에서 EV 충전에 사용되는 커넥터
2. CCS1 커넥터
미국과 일본의 국내 전력망은 단상 AC 충전만 지원하므로 이 두 시장에서는 Type 1 플러그와 포트가 주로 사용됩니다.
3. CCS2 포트 소개
Type 2 포트는 단상 및 3상 충전을 지원하며, 3상 AC 충전은 전기 자동차의 충전 시간을 단축할 수 있습니다.
왼쪽은 Type-2 CCS 차량 충전 포트이고, 오른쪽은 DC 충전 건 플러그입니다. 차량의 충전 포트는 AC 포트(상단)와 DC 포트(하단, 두 개의 두꺼운 커넥터 포함)로 구성되어 있습니다. AC 및 DC 충전 과정에서 전기차(EV)와 충전소(EVSE) 간의 통신은 컨트롤 파일럿(CP) 인터페이스를 통해 이루어집니다.
CP – Control Pilot 인터페이스는 아날로그 신호의 전력선 반송파(PLC) 변조를 기반으로 아날로그 PWM 신호와 ISO 15118 또는 DIN 70121 디지털 신호를 전송합니다.
PP – 근접 파일럿(플러그 존재라고도 함) 인터페이스는 차량(EV)이 충전 건 플러그가 연결되었는지 확인할 수 있도록 신호를 전송합니다. 충전 건이 연결된 동안에는 차량이 움직일 수 없다는 중요한 안전 기능을 충족하는 데 사용됩니다.
PE – 생산적 접지는 장치의 접지선입니다.
전력을 전송하는 데는 여러 가지 다른 연결이 사용됩니다. 중성선(N), L1(AC 단상), L2, L3(AC 3상); DC+, DC-(직류).
III. ISO15118 프로토콜 내용 소개
ISO 15118 통신 프로토콜은 클라이언트-서버 모델을 기반으로 합니다. EVCC는 요청 메시지(접미사 "Req" 포함)를 전송하고, SECC는 해당 응답 메시지(접미사 "Res" 포함)를 반환합니다. EVCC는 해당 요청 메시지의 특정 시간 제한(일반적으로 2초에서 5초 사이) 내에 SECC로부터 응답 메시지를 수신해야 합니다. 그렇지 않으면 세션이 종료되며, 제조업체별 구현 방식에 따라 EVCC는 새로운 세션을 다시 시작할 수 있습니다.
(1) 충전 흐름도
(2) AC 충전 과정
(3) DC 충전 프로세스
ISO 15118은 충전소와 전기차 간의 통신 메커니즘을 더욱 강화하여 양방향 통신, 채널 암호화, 인증, 권한 부여, 충전 상태, 출발 시간 등 더욱 풍부한 정보를 제공합니다. 충전 케이블의 CP 핀에서 5% 듀티 사이클의 PWM 신호가 측정되면, 충전소와 전기차 간의 충전 제어는 즉시 ISO 15118로 이관됩니다.
3. 핵심 기능
(1) 지능형 충전
스마트 EV 충전은 EV 충전의 모든 측면을 지능적으로 제어, 관리 및 조정할 수 있는 기능입니다. 이는 EV, 충전기, 충전 운영자, 그리고 전력 공급업체 또는 공공 서비스 회사 간의 실시간 데이터 통신을 기반으로 합니다. 스마트 충전에서는 모든 관련 당사자가 지속적으로 소통하고 최첨단 충전 솔루션을 활용하여 충전을 최적화합니다. 이 생태계의 핵심은 스마트 충전 EV 솔루션으로, 이 솔루션을 통해 데이터를 처리하고 충전 운영자와 사용자가 충전의 모든 측면을 관리할 수 있습니다.
1) 스마트 에너지 튜브: EV 충전이 전력망과 전력 공급에 미치는 영향을 관리합니다.
2) 전기 자동차 최적화: 이를 통해 전기 자동차 운전자와 충전 서비스 제공업체는 비용과 효율성 측면에서 충전을 최적화할 수 있습니다.
3) 원격 관리 및 분석: 사용자와 운영자가 웹 기반 플랫폼이나 모바일 애플리케이션을 통해 요금을 제어하고 조정할 수 있습니다.
4) 첨단 EV 충전 기술 V2G와 같은 많은 신기술은 제대로 작동하려면 스마트 충전 기능이 필요합니다.
ISO 15118 표준은 스마트 충전에 활용할 수 있는 또 다른 정보원, 즉 전기차(EV) 자체를 소개합니다. 충전 과정을 계획할 때 가장 중요한 정보 중 하나는 차량이 소비하려는 에너지량입니다. CSMS에 이 정보를 제공하는 데에는 여러 가지 방법이 있습니다.
사용자는 모바일 애플리케이션(eMSP 제공)을 사용하여 요청된 에너지를 입력하고 백엔드 간 통합을 통해 CPO의 CSMS로 보낼 수 있으며 충전소는 사용자 정의 API를 사용하여 이 데이터를 CSMS로 직접 보낼 수 있습니다.
(2) 스마트 충전 및 스마트 그리드
스마트 EV 충전은 이 시스템의 일부입니다. EV 충전은 가정, 건물 또는 공공장소의 에너지 소비에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 전력망 용량은 특정 지점에서 처리할 수 있는 전력량에 제한이 있습니다.
3) 플러그 앤 충전
ISO 15118 주요 기능.
linkpower는 적절한 커넥터를 사용하여 ISO 15118을 준수하는 EV 충전소를 보장할 수 있습니다.
전기차 산업은 비교적 신생 산업이며 여전히 발전하고 있습니다. 새로운 표준이 개발되고 있으며, 이는 전기차 및 전기차 충전기(EVSE) 제조업체에게 호환성 및 상호운용성 문제를 야기합니다. 그러나 ISO 15118-20 표준은 플러그 앤 충전 과금, 암호화된 통신, 양방향 에너지 흐름, 부하 관리, 가변 충전 전력과 같은 충전 기능을 지원합니다. 이러한 기능은 충전을 더욱 편리하고 안전하며 효율적으로 만들어 전기차 보급 확대에 기여할 것입니다.
새로운 링크파워 충전소는 ISO 15118-20을 준수합니다. 또한, 링크파워는 사용 가능한 모든 충전 커넥터를 사용하여 충전소를 맞춤 설정하고 안내를 제공합니다. 링크파워가 역동적인 전기차 산업의 요구 사항을 파악하고 모든 고객 요구 사항에 맞는 맞춤형 충전소를 구축하도록 도와드립니다. 링크파워의 상업용 전기차 충전기 및 기능에 대해 자세히 알아보세요.
게시 시간: 2024년 10월 18일