ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ ISO/IEC 15118

คำศัพท์อย่างเป็นทางการของ ISO 15118 คือ “ยานยนต์บนท้องถนน – อินเทอร์เฟซการสื่อสารระหว่างยานพาหนะกับกริด” ซึ่งอาจเป็นหนึ่งในมาตรฐานที่สำคัญที่สุดและพร้อมรับมืออนาคตที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบัน

กลไกการชาร์จอัจฉริยะที่ติดตั้งใน ISO 15118 ช่วยให้สามารถปรับกำลังการผลิตของโครงข่ายไฟฟ้าให้สอดคล้องกับความต้องการพลังงานของรถยนต์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างสมบูรณ์แบบ ISO 15118 ยังช่วยให้สามารถถ่ายโอนพลังงานแบบสองทิศทางเพื่อให้เกิดยานพาหนะสู่กริดแอปพลิเคชันนี้จะช่วยป้อนพลังงานจาก EV กลับเข้าสู่กริดเมื่อจำเป็น ISO 15118 ช่วยให้การชาร์จ EV เป็นมิตรกับกริดมากขึ้น ปลอดภัยขึ้น และสะดวกสบายยิ่งขึ้น

ประวัติความเป็นมาของ ISO 15118

ในปี พ.ศ. 2553 องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO) และคณะกรรมาธิการไฟฟ้าระหว่างประเทศ (IEC) ได้ร่วมมือกันจัดตั้งคณะทำงานร่วม ISO/IEC 15118 ขึ้น นับเป็นครั้งแรกที่ผู้เชี่ยวชาญจากอุตสาหกรรมยานยนต์และอุตสาหกรรมสาธารณูปโภคได้ร่วมกันพัฒนามาตรฐานการสื่อสารระหว่างประเทศสำหรับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า คณะทำงานร่วมประสบความสำเร็จในการสร้างโซลูชันที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ซึ่งปัจจุบันเป็นมาตรฐานชั้นนำในภูมิภาคสำคัญๆ ทั่วโลก เช่น ยุโรป สหรัฐอเมริกา อเมริกากลาง/อเมริกาใต้ และเกาหลีใต้ ISO 15118 กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในอินเดียและออสเตรเลีย หมายเหตุเกี่ยวกับรูปแบบ: ISO ได้เข้ามารับช่วงต่อการเผยแพร่มาตรฐานนี้ และปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ ISO 15118

Vehicle-to-grid — การรวม EV เข้ากับกริด

ISO 15118 ช่วยให้สามารถบูรณาการ EV เข้ากับสมาร์ทกริด(หรือเรียกอีกอย่างว่า ยานพาหนะ-2-กริด หรือยานพาหนะสู่กริด) สมาร์ทกริดคือกริดไฟฟ้าที่เชื่อมโยงผู้ผลิตพลังงาน ผู้บริโภค และส่วนประกอบของกริด เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า โดยอาศัยเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร ดังที่แสดงในภาพด้านล่าง

ISO 15118 อนุญาตให้ EV และสถานีชาร์จแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบไดนามิก ซึ่งสามารถเจรจาต่อรอง (re-negotiate) กำหนดการชาร์จที่เหมาะสมได้ สิ่งสำคัญคือต้องมั่นใจว่ารถยนต์ไฟฟ้าทำงานในลักษณะที่เป็นมิตรกับระบบกริด ในกรณีนี้ “เป็นมิตรกับระบบกริด” หมายความว่าอุปกรณ์รองรับการชาร์จรถยนต์หลายคันพร้อมกัน พร้อมป้องกันไม่ให้ระบบกริดรับภาระเกินพิกัด แอปพลิเคชันการชาร์จอัจฉริยะจะคำนวณกำหนดการชาร์จเฉพาะสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าแต่ละคัน โดยใช้ข้อมูลที่มีอยู่เกี่ยวกับสถานะของระบบกริดไฟฟ้า ความต้องการพลังงานของรถยนต์ไฟฟ้าแต่ละคัน และความต้องการด้านการเคลื่อนที่ของผู้ขับขี่แต่ละคน (เวลาออกเดินทางและระยะทางที่ขับขี่ได้)

ด้วยวิธีนี้ การชาร์จแต่ละครั้งจะปรับความจุของโครงข่ายไฟฟ้าให้สอดคล้องกับความต้องการใช้ไฟฟ้าของการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าพร้อมกันได้อย่างสมบูรณ์แบบ การชาร์จในช่วงเวลาที่พลังงานหมุนเวียนมีปริมาณสูง และ/หรือในช่วงเวลาที่การใช้ไฟฟ้าโดยรวมอยู่ในระดับต่ำ เป็นหนึ่งในกรณีการใช้งานหลักที่สามารถทำได้ตามมาตรฐาน ISO 15118

การสื่อสารที่ปลอดภัยขับเคลื่อนโดย Plug & Charge

โครงข่ายไฟฟ้าเป็นโครงสร้างพื้นฐานสำคัญที่ต้องได้รับการป้องกันจากการโจมตีที่อาจเกิดขึ้น และผู้ขับขี่จำเป็นต้องได้รับการเรียกเก็บเงินค่าพลังงานที่ส่งไปยังรถยนต์ไฟฟ้าอย่างถูกต้อง หากไม่มีการสื่อสารที่ปลอดภัยระหว่างรถยนต์ไฟฟ้าและสถานีชาร์จ บุคคลที่สามที่ประสงค์ร้ายสามารถดักจับ แก้ไขข้อความ และแทรกแซงข้อมูลการเรียกเก็บเงินได้ นี่คือเหตุผลที่มาตรฐาน ISO 15118 มาพร้อมกับคุณสมบัติที่เรียกว่าเสียบและชาร์จPlug & Charge ใช้กลไกการเข้ารหัสหลายอย่างเพื่อรักษาความปลอดภัยการสื่อสารนี้และรับประกันความลับ ความสมบูรณ์ และความถูกต้องของข้อมูลที่แลกเปลี่ยนทั้งหมด

ความสะดวกสบายของผู้ใช้เป็นกุญแจสำคัญสู่ประสบการณ์การชาร์จที่ราบรื่น

ISO 15118เสียบและชาร์จฟีเจอร์นี้ยังช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถระบุตัวตนกับสถานีชาร์จได้โดยอัตโนมัติ และได้รับอนุญาตให้เข้าถึงพลังงานที่จำเป็นสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับใบรับรองดิจิทัลและโครงสร้างพื้นฐานคีย์สาธารณะที่มีให้ผ่านฟีเจอร์ Plug & Charge สิ่งที่ดีที่สุดคืออะไร? ผู้ขับขี่ไม่จำเป็นต้องทำอะไรเลยนอกจากเสียบสายชาร์จเข้ากับตัวรถและสถานีชาร์จ (ระหว่างการชาร์จแบบมีสาย) หรือจอดรถเหนือแท่นชาร์จ (ระหว่างการชาร์จแบบไร้สาย) การกรอกบัตรเครดิต เปิดแอปเพื่อสแกนคิวอาร์โค้ด หรือค้นหาบัตร RFID ที่หายง่ายนั้นเป็นเรื่องในอดีตไปแล้วด้วยเทคโนโลยีนี้

ISO 15118 จะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่ออนาคตของการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าทั่วโลกเนื่องจากปัจจัยสำคัญสามประการดังต่อไปนี้:

1. ความสะดวกสบายให้กับลูกค้าด้วย Plug & Charge
2. ความปลอดภัยข้อมูลที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งมาพร้อมกับกลไกการเข้ารหัสที่กำหนดไว้ใน ISO 15118
3. การชาร์จแบบสมาร์ทที่เป็นมิตรกับกริด

เมื่อคำนึงถึงองค์ประกอบพื้นฐานเหล่านี้แล้ว เรามาเจาะลึกถึงรายละเอียดของมาตรฐานกัน

เอกสารตระกูล ISO 15118

มาตรฐานนี้เรียกว่า “ยานพาหนะบนท้องถนน – อินเทอร์เฟซการสื่อสารระหว่างยานพาหนะกับกริด” ประกอบด้วยแปดส่วน เครื่องหมายยัติภังค์หรือเส้นประและตัวเลขแสดงถึงส่วนที่เกี่ยวข้อง ISO 15118-1 หมายถึงส่วนที่หนึ่ง เป็นต้น

ในภาพด้านล่าง คุณจะเห็นว่าแต่ละส่วนของ ISO 15118 เกี่ยวข้องกับการสื่อสารอย่างน้อยหนึ่งชั้นจากเจ็ดชั้นที่กำหนดวิธีการประมวลผลข้อมูลในเครือข่ายโทรคมนาคมอย่างไร เมื่อเสียบปลั๊ก EV เข้ากับสถานีชาร์จ ตัวควบคุมการสื่อสารของ EV (เรียกว่า EVCC) และตัวควบคุมการสื่อสารของสถานีชาร์จ (SECC) จะสร้างเครือข่ายการสื่อสาร เป้าหมายของเครือข่ายนี้คือการแลกเปลี่ยนข้อความและเริ่มเซสชันการชาร์จ ทั้ง EVCC และ SECC จะต้องจัดเตรียมชั้นการทำงานทั้งเจ็ดชั้น (ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับ)สแต็กการสื่อสาร ISO/OSI) เพื่อประมวลผลข้อมูลที่ทั้งส่งและรับ แต่ละเลเยอร์จะต่อยอดจากฟังก์ชันการทำงานที่มีอยู่ในเลเยอร์พื้นฐาน โดยเริ่มจากเลเยอร์แอปพลิเคชันที่อยู่ด้านบนสุดลงไปจนถึงเลเยอร์ทางกายภาพ

ตัวอย่างเช่น: ชั้นฟิสิคัลและชั้นลิงก์ข้อมูลกำหนดวิธีที่ EV และสถานีชาร์จสามารถแลกเปลี่ยนข้อความโดยใช้สายชาร์จ (การสื่อสารผ่านสายไฟผ่านโมเด็ม Home Plug Green PHY ตามที่อธิบายไว้ใน ISO 15118-3) หรือการเชื่อมต่อ Wi-Fi (IEEE 802.11n ตามที่อ้างอิงโดย ISO 15118-8) เป็นสื่อทางกายภาพ เมื่อตั้งค่าลิงก์ข้อมูลอย่างถูกต้องแล้ว ชั้นเครือข่ายและชั้นการขนส่งด้านบนจะสามารถพึ่งพาสิ่งนี้เพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าการเชื่อมต่อ TCP/IP เพื่อกำหนดเส้นทางข้อความจาก EVCC ไปยัง SECC อย่างถูกต้อง (และกลับมา) ชั้นแอปพลิเคชันด้านบนใช้เส้นทางการสื่อสารที่กำหนดไว้เพื่อแลกเปลี่ยนข้อความที่เกี่ยวข้องกับกรณีการใช้งานใดๆ ไม่ว่าจะเป็นการชาร์จไฟฟ้ากระแสสลับ การชาร์จไฟฟ้ากระแสตรง หรือการชาร์จแบบไร้สาย

เมื่อพิจารณา ISO 15118 โดยรวม จะพบว่ามาตรฐานนี้ครอบคลุมชุดมาตรฐานต่างๆ ไว้ในหัวข้อหลักเดียวกันนี้ ตัวมาตรฐานเองถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ แต่ละส่วนผ่านขั้นตอนที่กำหนดไว้ล่วงหน้าก่อนที่จะเผยแพร่เป็นมาตรฐานสากล (IS) ด้วยเหตุนี้ คุณสามารถค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับ "สถานะ" ของแต่ละส่วนได้ในส่วนต่างๆ ด้านล่างนี้ สถานะนี้สะท้อนถึงวันที่เผยแพร่ของ IS ซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายในไทม์ไลน์ของโครงการมาตรฐาน ISO

มาเจาะลึกแต่ละส่วนของเอกสารทีละส่วน

กระบวนการและระยะเวลาการเผยแพร่มาตรฐาน ISO

ภาพด้านบนแสดงกรอบเวลาของกระบวนการกำหนดมาตรฐานภายใน ISO กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยข้อเสนอโครงการใหม่ (New Work Item Proposal: NWIP หรือ NP) ซึ่งจะเข้าสู่ขั้นตอนของร่างคณะกรรมการ (Committee Draft: CD) หลังจากระยะเวลา 12 เดือน ทันทีที่ CD พร้อมใช้งาน (เฉพาะผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคที่เป็นสมาชิกขององค์กรกำหนดมาตรฐาน) ขั้นตอนการลงคะแนนเสียงเป็นเวลาสามเดือนจะเริ่มขึ้น ซึ่งผู้เชี่ยวชาญเหล่านี้สามารถให้ความเห็นด้านบรรณาธิการและด้านเทคนิคได้ ทันทีที่ขั้นตอนการแสดงความคิดเห็นเสร็จสิ้น ความคิดเห็นที่รวบรวมได้จะได้รับการแก้ไขในการประชุมทางเว็บออนไลน์และการประชุมแบบพบหน้ากัน

จากการทำงานร่วมกันนี้ ร่างมาตรฐานสากล (Draft for International Standard: DIS) จึงได้รับการร่างและเผยแพร่ คณะทำงานร่วมอาจตัดสินใจร่าง CD ฉบับที่สอง หากผู้เชี่ยวชาญเห็นว่าเอกสารยังไม่พร้อมสำหรับการพิจารณาเป็น DIS DIS เป็นเอกสารฉบับแรกที่เผยแพร่สู่สาธารณะและสามารถซื้อออนไลน์ได้ หลังจาก DIS ได้รับการเผยแพร่แล้ว จะมีขั้นตอนแสดงความคิดเห็นและลงคะแนนเสียงอีกครั้ง ซึ่งคล้ายกับขั้นตอน CD

ขั้นตอนสุดท้ายก่อนที่จะมีมาตรฐานสากล (IS) คือร่างมาตรฐานสากลขั้นสุดท้าย (FDIS) ซึ่งเป็นขั้นตอนทางเลือกที่สามารถข้ามได้หากกลุ่มผู้เชี่ยวชาญที่ทำงานเกี่ยวกับมาตรฐานนี้เห็นว่าเอกสารมีคุณภาพเพียงพอ FDIS เป็นเอกสารที่ไม่อนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคใดๆ เพิ่มเติม ดังนั้นจึงอนุญาตให้แสดงความคิดเห็นได้เฉพาะในเชิงบรรณาธิการเท่านั้น ดังจะเห็นได้จากภาพ กระบวนการกำหนดมาตรฐาน ISO อาจใช้เวลารวมตั้งแต่ 24 ถึง 48 เดือน

ในกรณีของ ISO 15118-2 มาตรฐานนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเป็นเวลากว่าสี่ปี และจะมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องตามความจำเป็น (ดู ISO 15118-20) กระบวนการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามาตรฐานยังคงทันสมัยและสามารถปรับให้เข้ากับกรณีการใช้งานเฉพาะต่างๆ ทั่วโลก