Zastanawiasz się, jakie są różne standardy i protokoły ładowania pojazdów elektrycznych? Na tym blogu poznasz różne dostępne protokoły i standardy ładowania pojazdów elektrycznych oraz zrozumiesz ich różnice i warianty.
Spis treści
- Uczestnicy systemu ładowania pojazdów elektrycznych
- Dlaczego protokoły ładowania pojazdów elektrycznych są ważne?
- System centralny - protokoły ładowarek EV
- Zarządzanie energią i protokoły dystrybucji
- Protokoły roamingu ładowania pojazdów elektrycznych
- Standardy i protokoły dotyczące ładowarek do samochodów elektrycznych
- Wybór partnera do ładowania pojazdów elektrycznych
Wraz z rozwojem branży pojazdów elektrycznych rośnie liczba globalnych standardów dotyczących ładowarek do pojazdów elektrycznych i interoperacyjności sieci.
Standardowe protokoły ładowania mają kluczowe znaczenie dla wydajnej i bezpiecznej komunikacji w ekosystem ładowania pojazdów elektrycznych. Pomagają one CPO, EMSP, regulatorom EV i kierowcom EV uprościć kontrolę dostępu i procesy zarządzania ładunkiem.
Uczestnicy systemu ładowania pojazdów elektrycznych
Możemy zidentyfikować różnych uczestników systemu ładowania pojazdów elektrycznych, którzy komunikują się ze sobą w oparciu o protokoły.
| Uczestnik | Opis |
|---|---|
| CPO | Operator punktu ładowania. Obsługuje sieć punktów ładowania. |
| EMSP | Dostawca usług e-mobilności. Zapewnia kierowcom pojazdów elektrycznych dostęp do usług ładowania. |
| DSO | Operator systemu dystrybucyjnego. Zarządza i dystrybuuje energię elektryczną z sieci energetycznej. |
| Hub | Połączenia wielu CPO z wieloma EMSP. |
| SCSP | Dostawca usług inteligentnego ładowania. Zapewnia inteligentne ładowanie usługi na rzecz innych stron. |
| NAP | Krajowy punkt dostępu. Zapewnia dostęp do bazy danych ze wszystkimi (publicznymi) lokalizacjami ładowania. |
| NSP | Dostawca usług nawigacyjnych. Zapewnia informacje o lokalizacji dla kierowców pojazdów elektrycznych w celu znalezienia punktów ładowania. |
Powiązana lektura: Poznaj klucz różnice między CPO a EMSP.
CPO obciąża eMSP kosztami sesji ładowania. Oddzielnie EMSP obciąża kierowcę pojazdu elektrycznego kosztami sesji. CPO nie ustala bezpośrednio cen dla kierowcy końcowego.
Na poniższym rysunku pokazano wykorzystanie protokołów i standardów w systemie ładowania pojazdów elektrycznych:
Dlaczego protokoły ładowania pojazdów elektrycznych są ważne?
- Interoperacyjność: Zapewniają kompatybilność różnych dostawców infrastruktury pojazdów elektrycznych, umożliwiając szerokiej gamie pojazdów elektrycznych korzystanie z tych samych stacji ładowania i płynną integrację różnych systemów sprzętowych i oprogramowania.
- Komunikacja i wymiana danych: Zwiększają one koordynację między uczestnikami poprzez strukturyzację komunikacji i umożliwienie bezpiecznej, wydajnej wymiany kluczowych informacji, w tym danych rozliczeniowych, danych uwierzytelniających użytkownika i wytycznych technicznych.
- Płynne transakcje: Usprawniają proces płatności dla kierowców pojazdów elektrycznych, ułatwiając szybkie i łatwe transakcje podczas sesji ładowania.
- Monitorowanie: Monitorują kluczowe parametry podczas ładowania w celu ograniczenia ryzyka, ułatwiając komunikację i wymianę danych między pojazdem elektrycznym, stacją ładowania i centralnymi systemami zarządzania energią.
- Inteligentne ładowanie: Optymalizują proces ładowania pojazdów elektrycznych, dokonując dynamicznych dostosowań w oparciu o przepustowość sieci i stawki za energię elektryczną, promując efektywność energetyczną.
- Możliwość podłączenia i ładowania: Posiadają funkcje, które automatycznie rozpoczynają ładowanie po podłączeniu pojazdu do ładowarki, dzięki czemu jest to wygodniejsze dla użytkowników i zmniejsza straty czasu.
- Bezpieczeństwo: Egzekwują standardy bezpieczeństwa, zajmując się kwestiami bezpieczeństwa fizycznego i cybernetycznego w celu ochrony pojazdów, pasażerów i danych przed potencjalnymi zagrożeniami.
System centralny - protokoły ładowarek EV
Te standardy i protokoły obejmują komunikację między centralnymi systemami ładowania pojazdów elektrycznych a stacjami ładowania, głównie w celu monitorowania i zarządzania infrastrukturą.
Przykłady komunikacji (system centralny - stacja ładowania):
- Jedna ze stron żąda wykonania operacji (np. rozpoczęcia ładowania), a druga potwierdza lub odmawia jej wykonania.
- Strona komunikuje swój status drugiej stronie (np. złącze dostępne do ładowania).
- Jedna ze stron wysyła podsumowanie opłat do drugiej (np. CPO wysyła podsumowanie do eMSP).
OCPP
Protokół otwartego punktu ładowania (OCPP) to protokół komunikacji ładowania pojazdów elektrycznych między stacją ładowania a centralnym systemem zarządzania. Jest to darmowy protokół szeroko stosowany przez różnych dostawców na całym świecie.
Został on ustanowiony przez Open Charge Alliance (OCA) dla rynku infrastruktury pojazdów elektrycznych i stał się niezbędnym standardem zapewniającym interoperacyjność między producentami ładowania pojazdów elektrycznych, operatorami sieci ładowania i dostawcami oprogramowania.
OCPP 1.6
OCPP 1.6 służy do komunikacji między stacjami ładowania pojazdów elektrycznych a systemem centralnym.
OCPP 1.6 obsługuje rozszerzenie ISO 15118 (Plug & Charge) aka OCPP 1.6+.
OCPP 2.0.1
OCPP 2.0.1, wydany w 2020 roku, jest najnowszą wersją roboczą. Oferuje nowe funkcje i ulepszenia, takie jak obsługa ISO 15118 (Plug and Charge), zwiększone bezpieczeństwo i ogólnie lepszą wydajność.
OCPP 2.0.1 posiada pełne wsparcie dla ISO 15118 (Plug & Charge).
Jest to solidny i elastyczny protokół, który zwiększa komfort ładowania pojazdów elektrycznych dla wszystkich.
Ładowanie ...OCPP 2.1
OCPP 2.1 to nowa wersja protokołu Open Charge Point Protocol, która ma zostać wydana w 1. kwartale 2025 roku. Zawiera ekscytujące nowe funkcje i ulepszenia zalecane przez społeczność EV.
IEC 63110
IEC 63110 to międzynarodowy standard zarządzania infrastrukturą ładowania i rozładowywania pojazdów elektrycznych przez Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna.
Podobnie jak OCPP, oczekuje się, że norma IEC 63110 przyniesie znaczące postępy w branży ładowania pojazdów elektrycznych. Kładąc nacisk na interoperacyjność i kompatybilność, ma ona na celu udoskonalenie procesów biznesowych, poprawiając ogólne wrażenia użytkownika i wydajność systemu.
Zarządzanie energią i protokoły dystrybucji
Standardy te umożliwiają ładowanie pojazdów elektrycznych poprzez optymalizację ładowania pojazdów elektrycznych w taki sposób, aby dystrybucja energii odbywała się w sposób wydajny i energooszczędny oraz aby nie przeciążać sieci energetycznej.
Inteligentne ładowanie pojazdów elektrycznych: Uwolnienie pełnego potencjału
OSCP
Otwarty protokół inteligentnego ładowania (OSCP) to standard zaprojektowany w celu optymalizacji ładowania pojazdów elektrycznych poprzez zarządzanie dystrybucją energii między siecią elektryczną a stacjami ładowania.
Protokół ten zapewnia efektywne wykorzystanie energii, zwłaszcza w okresach szczytowego zapotrzebowania, dzięki skutecznej komunikacji między OSD a CPO.
Biorąc pod uwagę jego znaczące zalety i zrównoważony rozwój, protokół ten jest przyszłością branży.
Protokoły roamingu ładowania pojazdów elektrycznych
Te protokoły roamingowe definiują różne operacje między CPO i EMSP. Najczęstsze przykłady to: wyszukiwanie ładowarek od innych operatorów, autoryzacja kierowcy, zarządzanie sesjami i inne.
Kilka innych przykładów komunikacji:
1) EMSP → CPO:
- Żądanie rozpoczęcia ładowania na stacji
- Żądanie zakończenia ładowania na stacji
- Pobieranie listy stacji ładowania do wyświetlenia
- Poproś o natychmiastową rezerwację doładowania (zarezerwuj teraz lub dokonaj natychmiastowej rezerwacji)
- Żądanie anulowania rezerwacji ładowania
- Żądanie odblokowania złącza (w przypadku fizycznego zablokowania z powodu blokady elektromechanicznej)
2) CPO → EMSP:
- Weryfikacja kierowcy przed ładowaniem (autoryzacja na początku sesji za pomocą RFID lub Plug&Charge na podstawie certyfikatu pojazdu)
- Powiadomienie o rozpoczęciu ładowania (zdarzenie rozpoczęcia sesji)
- Aktualizacja postępu ładowania (zdarzenie aktualizacji sesji)
- Powiadomienie o zakończeniu ładowania (zdarzenie zakończenia sesji)
- Wysyłanie podsumowania ładowania (rekord szczegółów ładowania jako CDR)
Wszystkie wymienione poniżej standardy roamingu mają następujące cechy wspólne:
- Roaming: Umożliwia kierowcom pojazdów elektrycznych korzystanie z dowolnej stacji ładowania, bez względu na to, kto ją obsługuje lub świadczy usługi.
- Zarządzanie taryfami: Umożliwia CPO przekazywanie swoich taryf do EMSP w celu oceny kosztów między nimi. Podczas gdy CPO ustalają ceny dla EMSP, EMSP ustalają ceny dla kierowców pojazdów elektrycznych.
- Zarządzanie sesjami: Ułatwiają one EMSP inicjowanie, kończenie i nadzorowanie sesji ładowania.
- EV Billing: Upraszcza proces naliczania opłat za usługi od CPO do EMSP.
- Redukcja kosztów: Zapewnia znormalizowane interfejsy do rozliczania transakcji z innymi EMSP.
- Zwiększona wydajność: Zapewniają znormalizowane interfejsy do rozliczania transakcji z innymi EMSP, zwiększając efektywność operacji.
- Dostępność infrastruktury ładowania: Dopóki EMSP kierowcy jest częścią sieci roamingowej, może on uzyskać dostęp do ładowarek wszystkich innych CPO w sieci roamingowej.
- Zwiększone bezpieczeństwo: Ułatwia bezpieczną wymianę danych między EMSP poprzez uwierzytelnianie podpisem cyfrowym.
OCPI
Otwarty interfejs punktu ładowania (OCPI) to protokół komunikacyjny do ładowania pojazdów elektrycznych między CPO i EMSP, ułatwiający bezpośrednią komunikację. Komunikacja może również odbywać się za pośrednictwem koncentratora, łączącego wiele CPO, EMSP i nie tylko.
O.C.P.I. umożliwia kierowcom pojazdów elektrycznych korzystanie z dowolnej stacji ładowania, niezależnie od zaangażowanego CPO lub EMSP.
Opinia eksperta: OCPI zyskuje popularność na całym świecie. Poprzez evRoaming4EU W ramach projektu usprawniono usługi ładowania pojazdów elektrycznych w Niemczech, Austrii, Danii i Holandii.
W tym protokole uczestnikami mogą być CPO, EMSP, huby, krajowe punkty dostępu (NAP), krajowi dostawcy usług nawigacyjnych (NSP) i dostawcy usług inteligentnego ładowania (SCSP).
OICP
Protokół Open InterCharge Protocol (OICP)opracowany przez Hubject w 2012 roku, zapewnia interoperacyjność infrastruktury ładowania.
Protokół ten zapewnia znormalizowane środki dla CPO i EMSP do komunikowania się i wymiany istotnych informacji.
Dzięki OICP użytkownicy mogą bez trudu znaleźć punkty ładowania i uzyskać do nich dostęp. Mogą również przeglądać dynamiczne dane o tych punktach, w tym informacje o dostępności i cenach w czasie rzeczywistym, a także mogą łatwo inicjować i kończyć sesje ładowania.
OICP działa inaczej niż OCPI. Podczas gdy OCPI umożliwia bezpośrednią komunikację między CPO i EMSP, OICP kieruje całą komunikację za pośrednictwem jednej platformy Hub, służącej jako centralny punkt komunikacji dla wszystkich transakcji i interakcji. To unikalne podejście zapewnia sprawną i wydajną komunikację w ramach sieci ładowania pojazdów elektrycznych.
OCHP
Protokół Otwartej Izby Rozliczeniowej (OCHP) łączy uczestników EV w dziedzinie infrastruktury ładowania mobilności elektrycznej. Protokół ten upraszcza komunikację między systemami zaplecza stron a systemem izby rozliczeniowej.
OCHP jest nadal w fazie rozwoju, ale wiele EMSP w Europie i Ameryce Północnej już z niego korzysta. Najnowsza wersja OCHP to 1.4.
eMIP
eMobility Interoperation Protocol (eMIP) to otwarty protokół komunikacyjny opracowany przez GIREVE (Francja).
Ułatwia interakcje między operatorami punktów ładowania (CPO) i dostawcami usług eMobility (EMSP).
IEC 61851
Norma IEC 61851 określa międzynarodowe wymagania dotyczące przewodzących systemów ładowania samochodów elektrycznych.
Norma ta jest podzielona na sekcje, z których każda dotyczy odrębnego aspektu: ogólnych wymagań systemowych, typów złączy oraz kryteriów testowania i certyfikacji.
Protokół ten jest objęty zarówno protokołami ładowania pojazdów elektrycznych w systemie centralnym, jak i protokołami roamingu.
Wyróżnia się tym, że obejmuje wiele obszarów w jednym, ponieważ jest podzielony na sekcje. Każda sekcja dotyczy innego aspektu: ogólnych wymagań systemowych, typów złączy oraz kryteriów testowania i certyfikacji.
Ładowanie ...Standardy i protokoły dotyczące ładowarek do samochodów elektrycznych
Są to standardy i protokoły ładowania pojazdów elektrycznych, które obejmują komunikację między stacjami ładowania a pojazdami.
Są to typy złączy do ładowania pojazdów elektrycznych podkreślające standardy w Ameryce Północnej, Europie i regionie azjatyckim:
ISO 15118 Podłącz i ładuj
ISO 15118 to międzynarodowy standard ładowania pojazdów elektrycznych opublikowany w 2013 roku przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO) i Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC).
Protokół ten ustanawia interfejs komunikacyjny dla pojazdów elektrycznych i infrastruktury ładowania, promując dwukierunkowy przepływ energii między pojazdami elektrycznymi a siecią. Usprawnia proces ładowania, ułatwiając płynną komunikację między pojazdami elektrycznymi a stacjami ładowania.
Kluczowe cechy normy ISO 15118:
- Podłącz i ładuj: Automatyzuje proces uwierzytelniania i autoryzacji ładowania, eliminując potrzebę interwencji kierowcy.
- Inteligentne ładowanie: Umożliwia dynamiczną komunikację między pojazdami elektrycznymi a stacjami ładowania, negocjując stawki i harmonogramy ładowania w oparciu o warunki sieciowe i poziomy naładowania akumulatorów pojazdów elektrycznych.
- Vehicle-to-Grid (V2G): Wspiera zdolność pojazdów elektrycznych do rozładowywania energii z powrotem do sieci, pomagając w stabilności sieci i redukcji kosztów energii.
CCS
Combined Charging System (CCS) to podstawowy standard ładowania pojazdów elektrycznych, obejmujący ładowanie prądem przemiennym i stałym, komunikację między stacjami ładowania pojazdów elektrycznych a samochodami, równoważenie obciążenia, uwierzytelnianie, autoryzację do ładowania oraz złącza pojazdów (złącza na końcu kabli ładujących i odpowiadające im wloty w pojazdach).
"Połączone" oznacza dodanie szybkiego prądu stałego do złączy AC typu 1 i typu 2, tworząc złącza CCS1 i CCS2. Złącza te mogą dostarczyć do 350 kW mocy. Podczas gdy CCS1 jest standardem w Ameryce Północnej, CCS2 jest powszechne w Europie.
Kamień milowy: W 2012 roku CSS został wprowadzony przez Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche i Volkswagen i szybko zyskał popularność.
NACS
Tesla stosuje to złącze we wszystkich swoich pojazdach w Ameryce Północnej od 2012 roku, w tym w zasilanych prądem stałym ładowarkach Superchargers i złączach ściennych Tesla poziomu 2 do ładowania w domu i w miejscu docelowym.
Właśnie dlatego protokół North American Charging Standard (NACS) jest tak popularny.
Zapewnia ładowanie zarówno prądem przemiennym, jak i stałym za pośrednictwem kompaktowej wtyczki, która wykorzystuje te same styki do obu typów ładowania i obsługuje do 1 MW mocy na prądzie stałym.
Biorąc pod uwagę dominację Tesli na północnoamerykańskim rynku pojazdów elektrycznych i jej rozległą sieć ładowania pojazdów elektrycznych prądem stałym w USA, NACS stał się najczęściej stosowanym standardem.
Protokół NACS to obiecujący standard ładowania pojazdów elektrycznych, który usprawnia ładowanie pojazdów elektrycznych w Ameryce Północnej, mając na celu poprawę komfortu użytkowania, obniżenie kosztów i zachęcanie do innowacji.
Opinia eksperta: NACS robi postępy w branży pojazdów elektrycznych, zwłaszcza przy wsparciu Tesli. Producenci samochodów, tacy jak Ford, General Motors, Fisker, Rivian, Volvo i Polestar, przyjmą NACS około 2025 roku.
Powiązana lektura: Przychody i produkcja Tesli w 2024 r.
CHAdeMO
CHAdeMO Standard szybkiego ładowania jest rozpowszechniony w Azji, w szczególności w Japonii i Chinach.
Jest szybsze niż ładowanie prądem przemiennym, ponieważ może dostarczać energię bezpośrednio do akumulatora pojazdu elektrycznego poprzez ładowanie prądem stałym.
Dzięki ładowaniu CHAdeMO pojazd elektryczny może przejechać do 100 mil w zaledwie 20 minut.
ChaoJi
ChaoJi, synonim CHAdeMO 3.0, stanowi przełomowy postęp w technologii ultra-wysokiej mocy ładowania pojazdów elektrycznych (EV).
Protokół ten został zaprojektowany w celu zapewnienia wyjątkowych możliwości ładowania, koncentrując się na wysokiej mocy i szybkim ładowaniu.
SAE J1772
SAE J1772, czyli złącze typu 1 (IEC 62196 typ 1), to północnoamerykański standard złączy pojazdów elektrycznych utrzymywany przez SAE International.
Może ładować jednofazowy prąd przemienny z różnymi prędkościami, od 1,44 kW dla urządzeń przenośnych do 19,2 kW dla sprzętu przewodowego, w oparciu o 5-pinowy protokół J1772.
GB/T
Standard ładowarki GB/T odnosi się do serii standardów GB/T, w szczególności w grupie GB/T 20234, które regulują szybkie ładowanie AC i DC pojazdów elektrycznych w Chinach.
Standardy te zostały zmienione i zaktualizowane przez Chińska Administracja Normalizacyjna w 2015 roku.
Wybór partnera do ładowania pojazdów elektrycznych
Oprogramowanie do ładowarek pojazdów elektrycznych Tridens stoi na czele technologii ładowania pojazdów elektrycznych, utrzymując ponad 100 000 stacji ładowania i zapewniając kompatybilność z ponad 600 modelami ładowarek.
Posiadamy certyfikaty dla protokołów punktów ładowania i jesteśmy zgodni z OCPP (OCPP 1.6 J i OCPP 2.01). Zapewniamy również kompatybilność sprzętową i płynną komunikację pojazd-sieć (V2G) dzięki zgodności z normą ISO 15118 (standard Plug and Charge).
