ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ ISO/IEC 15118

ชื่ออย่างเป็นทางการของมาตรฐาน ISO 15118 คือ “ยานยนต์บนท้องถนน – อินเทอร์เฟซการสื่อสารระหว่างยานยนต์กับระบบไฟฟ้า” ซึ่งอาจเป็นหนึ่งในมาตรฐานที่สำคัญที่สุดและพร้อมรับมือในอนาคตที่มีอยู่ในปัจจุบัน

กลไกการชาร์จอัจฉริยะที่สร้างขึ้นใน ISO 15118 ทำให้สามารถจับคู่ความจุของกริดกับความต้องการพลังงานได้อย่างสมบูรณ์แบบสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่เพิ่มจำนวนมากขึ้นซึ่งเชื่อมต่อกับกริดไฟฟ้า ISO 15118 ยังช่วยให้สามารถถ่ายโอนพลังงานแบบสองทิศทางเพื่อให้เกิดผลสำเร็จยานพาหนะสู่กริดการใช้งานโดยป้อนพลังงานจาก EV กลับไปยังกริดเมื่อจำเป็น ISO 15118 ช่วยให้การชาร์จ EV เป็นมิตรกับกริดมากขึ้น ปลอดภัยขึ้น และสะดวกสบายขึ้น

ประวัติความเป็นมาของ ISO 15118

ในปี 2010 องค์กรระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO) และคณะกรรมาธิการอิเล็กโทรเทคนิคระหว่างประเทศ (IEC) ได้ร่วมมือกันจัดตั้งกลุ่มการทำงานร่วม ISO/IEC 15118 เป็นครั้งแรกที่ผู้เชี่ยวชาญจากอุตสาหกรรมยานยนต์และอุตสาหกรรมสาธารณูปโภคทำงานร่วมกันเพื่อพัฒนามาตรฐานการสื่อสารระหว่างประเทศสำหรับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า กลุ่มการทำงานร่วมประสบความสำเร็จในการสร้างโซลูชันที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ซึ่งปัจจุบันเป็นมาตรฐานชั้นนำในภูมิภาคสำคัญๆ ทั่วโลก เช่น ยุโรป สหรัฐอเมริกา อเมริกากลาง/อเมริกาใต้ และเกาหลีใต้ นอกจากนี้ ISO 15118 ยังได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็วในอินเดียและออสเตรเลีย หมายเหตุเกี่ยวกับรูปแบบ: ISO เข้ามาดำเนินการเผยแพร่มาตรฐานดังกล่าวแทน และปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ ISO 15118

Vehicle-to-grid — การรวม EV เข้ากับกริด

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

ISO 15118 อนุญาตให้ EV และสถานีชาร์จแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบไดนามิก ซึ่งข้อมูลดังกล่าวสามารถเจรจา (ซ้ำ) กำหนดการชาร์จที่เหมาะสมได้ สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่ายานยนต์ไฟฟ้าทำงานในลักษณะที่เป็นมิตรกับระบบไฟฟ้า ในกรณีนี้ “เป็นมิตรกับระบบไฟฟ้า” หมายถึงอุปกรณ์ที่รองรับการชาร์จยานยนต์หลายคันพร้อมกันในขณะที่ป้องกันไม่ให้ระบบไฟฟ้ารับภาระเกิน แอปพลิเคชันการชาร์จอัจฉริยะจะคำนวณกำหนดการชาร์จเฉพาะสำหรับ EV แต่ละคันโดยใช้ข้อมูลที่มีเกี่ยวกับสถานะของระบบไฟฟ้า ความต้องการพลังงานของ EV แต่ละคัน และความต้องการด้านการเคลื่อนที่ของผู้ขับขี่แต่ละคน (เวลาออกเดินทางและระยะทางที่ขับขี่ได้)

วิธีนี้จะช่วยให้การชาร์จแต่ละครั้งมีประสิทธิภาพตรงตามความต้องการของระบบไฟฟ้าในการชาร์จ EV ในเวลาเดียวกัน การชาร์จในช่วงเวลาที่มีพลังงานหมุนเวียนสูงและ/หรือในช่วงเวลาที่มีการใช้ไฟฟ้าโดยรวมต่ำ เป็นหนึ่งในกรณีการใช้งานหลักที่สามารถทำได้ด้วย ISO 15118

การสื่อสารที่ปลอดภัยขับเคลื่อนโดย Plug & Charge

ระบบไฟฟ้าเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญที่ต้องได้รับการป้องกันจากการโจมตีที่อาจเกิดขึ้น และผู้ขับขี่จำเป็นต้องได้รับใบเรียกเก็บเงินสำหรับพลังงานที่ส่งไปยัง EV อย่างถูกต้อง หากไม่มีการสื่อสารที่ปลอดภัยระหว่าง EV และสถานีชาร์จ บุคคลภายนอกที่ประสงค์ร้ายสามารถดักจับ แก้ไขข้อความ และแทรกแซงข้อมูลการเรียกเก็บเงินได้ นี่คือเหตุผลที่ ISO 15118 มาพร้อมฟีเจอร์ที่เรียกว่าเสียบปลั๊กแล้วชาร์จPlug & Charge ใช้กลไกการเข้ารหัสหลายอย่างเพื่อรักษาความปลอดภัยการสื่อสารนี้และรับประกันความลับ ความสมบูรณ์ และความถูกต้องของข้อมูลที่แลกเปลี่ยนทั้งหมด

ความสะดวกสบายของผู้ใช้เป็นกุญแจสำคัญสู่ประสบการณ์การชาร์จที่ราบรื่น

ISO 15118 ของเสียบปลั๊กแล้วชาร์จนอกจากนี้ ฟีเจอร์ดังกล่าวยังช่วยให้ EV สามารถระบุตัวตนกับสถานีชาร์จได้โดยอัตโนมัติ และได้รับอนุญาตให้เข้าถึงพลังงานที่ต้องการเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ได้ ซึ่งทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับใบรับรองดิจิทัลและโครงสร้างพื้นฐานคีย์สาธารณะที่มีให้ใช้งานผ่านฟีเจอร์ Plug & Charge ส่วนที่ดีที่สุดก็คือ ผู้ขับขี่ไม่จำเป็นต้องทำอะไรเลยนอกจากเสียบสายชาร์จเข้ากับตัวรถและสถานีชาร์จ (ระหว่างการชาร์จแบบมีสาย) หรือจอดรถเหนือแผ่นรองรับพื้น (ระหว่างการชาร์จแบบไร้สาย) การกรอกข้อมูลบัตรเครดิต เปิดแอปเพื่อสแกนรหัส QR หรือค้นหาบัตร RFID ที่หายได้ง่ายนั้นเป็นเรื่องในอดีตไปแล้วด้วยเทคโนโลยีนี้

ISO 15118 จะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่ออนาคตของการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าทั่วโลก เนื่องจากปัจจัยสำคัญสามประการดังต่อไปนี้:

1. ความสะดวกสบายของลูกค้าที่มาพร้อม Plug & Charge
2. การรักษาความปลอดภัยข้อมูลที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งมาพร้อมกับกลไกการเข้ารหัสตามที่กำหนดไว้ใน ISO 15118
3. การชาร์จแบบสมาร์ทที่เป็นมิตรกับกริด

เมื่อคำนึงถึงองค์ประกอบพื้นฐานเหล่านี้แล้ว เรามาดูรายละเอียดของมาตรฐานกัน

เอกสารกลุ่ม ISO 15118

มาตรฐานนี้เรียกว่า “ยานพาหนะบนท้องถนน – อินเทอร์เฟซการสื่อสารระหว่างยานพาหนะกับกริด” ประกอบด้วย 8 ส่วน โดยมีเครื่องหมายขีดกลางหรือเส้นประและตัวเลขระบุส่วนที่เกี่ยวข้อง ISO 15118-1 หมายถึงส่วนที่หนึ่งเป็นต้น

ในภาพด้านล่าง คุณจะเห็นว่าแต่ละส่วนของ ISO 15118 เกี่ยวข้องกับชั้นการสื่อสารอย่างน้อยหนึ่งชั้นจากทั้งหมด 7 ชั้นที่กำหนดวิธีการประมวลผลข้อมูลในเครือข่ายโทรคมนาคมอย่างไร เมื่อเสียบ EV เข้ากับสถานีชาร์จ ตัวควบคุมการสื่อสารของ EV (เรียกว่า EVCC) และตัวควบคุมการสื่อสารของสถานีชาร์จ (SECC) จะสร้างเครือข่ายการสื่อสาร เป้าหมายของเครือข่ายนี้คือการแลกเปลี่ยนข้อความและเริ่มเซสชันการชาร์จ ทั้ง EVCC และ SECC จะต้องจัดเตรียมชั้นการทำงานทั้ง 7 ชั้นเหล่านี้ (ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับ)สแต็กการสื่อสาร ISO/OSI) เพื่อประมวลผลข้อมูลที่ส่งและรับ แต่ละชั้นจะสร้างขึ้นจากฟังก์ชันการทำงานที่ชั้นพื้นฐานให้มา โดยเริ่มจากชั้นแอปพลิเคชันที่อยู่ด้านบนสุดและลงไปจนถึงชั้นกายภาพ

ตัวอย่าง: เลเยอร์ฟิสิคัลและเลเยอร์ลิงก์ข้อมูลระบุว่า EV และสถานีชาร์จสามารถแลกเปลี่ยนข้อความโดยใช้สายชาร์จ (การสื่อสารผ่านสายไฟผ่านโมเด็ม Home Plug Green PHY ตามที่อธิบายไว้ใน ISO 15118-3) หรือการเชื่อมต่อ Wi-Fi (IEEE 802.11n ตามที่อ้างอิงโดย ISO 15118-8) เป็นสื่อทางกายภาพได้อย่างไร เมื่อตั้งค่าลิงก์ข้อมูลอย่างถูกต้องแล้ว เลเยอร์เครือข่ายและการขนส่งที่อยู่ด้านบนจะสามารถใช้สิ่งนี้เพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าการเชื่อมต่อ TCP/IP เพื่อกำหนดเส้นทางข้อความจาก EVCC ไปยัง SECC ได้อย่างถูกต้อง (และกลับมา) เลเยอร์แอปพลิเคชันที่อยู่ด้านบนใช้เส้นทางการสื่อสารที่กำหนดไว้เพื่อแลกเปลี่ยนข้อความที่เกี่ยวข้องกับกรณีการใช้งานใดๆ ไม่ว่าจะเป็นการชาร์จไฟฟ้ากระแสสลับ การชาร์จไฟฟ้ากระแสตรง หรือการชาร์จแบบไร้สาย

เมื่อพิจารณา ISO 15118 โดยรวม จะพบว่ามาตรฐานชุดหนึ่งอยู่ในหัวข้อหลักนี้ มาตรฐานแต่ละชุดถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ แต่ละส่วนจะผ่านขั้นตอนที่กำหนดไว้ล่วงหน้าชุดหนึ่งก่อนที่จะเผยแพร่เป็นมาตรฐานสากล (IS) ดังนั้น คุณสามารถค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับ "สถานะ" ของแต่ละส่วนได้ในส่วนต่างๆ ด้านล่าง สถานะจะสะท้อนถึงวันที่เผยแพร่มาตรฐาน ซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายในไทม์ไลน์ของโครงการมาตรฐาน ISO

มาเจาะลึกในแต่ละส่วนของเอกสารทีละส่วน

กระบวนการและระยะเวลาการเผยแพร่มาตรฐาน ISO

รูปภาพด้านบนแสดงโครงร่างระยะเวลาของกระบวนการมาตรฐานภายใน ISO กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยข้อเสนอ New Work Item (NWIP หรือ NP) ซึ่งจะเข้าสู่ขั้นตอนของร่างคณะกรรมการ (CD) หลังจากระยะเวลา 12 เดือน ทันทีที่มี CD (เฉพาะผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคที่เป็นสมาชิกของหน่วยงานมาตรฐาน) ขั้นตอนการลงคะแนนเสียงเป็นเวลา 3 เดือนจะเริ่มขึ้น ซึ่งผู้เชี่ยวชาญเหล่านี้จะให้ความเห็นด้านบรรณาธิการและด้านเทคนิค ทันทีที่ขั้นตอนการแสดงความคิดเห็นเสร็จสิ้น ความคิดเห็นที่รวบรวมไว้จะได้รับการแก้ไขในการประชุมทางเว็บออนไลน์และการประชุมแบบพบหน้ากัน

จากผลงานความร่วมมือนี้ ร่างมาตรฐานสากล (DIS) จึงถูกจัดทำขึ้นและเผยแพร่ คณะทำงานร่วมอาจตัดสินใจร่าง CD ฉบับที่สองในกรณีที่ผู้เชี่ยวชาญรู้สึกว่าเอกสารดังกล่าวยังไม่พร้อมที่จะได้รับการพิจารณาให้เป็น DIS DIS เป็นเอกสารฉบับแรกที่เผยแพร่ต่อสาธารณะและสามารถซื้อได้ทางออนไลน์ จะมีการแสดงความคิดเห็นและลงคะแนนเสียงอีกครั้งหลังจากเผยแพร่ DIS แล้ว ซึ่งคล้ายกับขั้นตอน CD

ขั้นตอนสุดท้ายก่อนที่จะมีมาตรฐานสากล (IS) คือร่างมาตรฐานสากลขั้นสุดท้าย (FDIS) ซึ่งเป็นขั้นตอนทางเลือกที่สามารถข้ามไปได้หากกลุ่มผู้เชี่ยวชาญที่ทำงานเกี่ยวกับมาตรฐานนี้รู้สึกว่าเอกสารนั้นมีคุณภาพเพียงพอแล้ว FDIS เป็นเอกสารที่ไม่อนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคเพิ่มเติม ดังนั้น จึงอนุญาตให้แสดงความคิดเห็นในเชิงบรรณาธิการเท่านั้นในระหว่างขั้นตอนแสดงความคิดเห็นนี้ จากภาพจะเห็นว่ากระบวนการมาตรฐาน ISO อาจใช้เวลารวมตั้งแต่ 24 ถึง 48 เดือน

ในกรณีของ ISO 15118-2 มาตรฐานดังกล่าวได้รับการกำหนดขึ้นเป็นเวลากว่าสี่ปีและจะปรับปรุงอย่างต่อเนื่องตามความจำเป็น (ดู ISO 15118-20) กระบวนการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามาตรฐานจะได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยและปรับให้เข้ากับกรณีการใช้งานเฉพาะต่างๆ ทั่วโลก