ISO 15118 und OCPP 2.0: Das Dreamteam für Smart Charging?

In den letzten Monaten haben Ladestellenbetreiber (CPO), Elektroflottenmanager und Stromversorger zunehmend über ISO 15118 gelesen, die die Kommunikation zwischen einer Ladestation für Elektrofahrzeuge und einem Elektrofahrzeug (EV) spezifiziert. Der Energiemarkt hofft, dass der Industriestandard ISO 15118 einen bidirektionalen digitalen Kommunikationsstandard bietet, der auf dem Internetprotokoll basiert. ampcontrol.io hat die wichtigsten Anwendungen von ISO 15118 zusammengefasst und die Auswirkungen auf die Anwendungsfälle von Smart Charging (V1G und V2G) analysiert.

ISO 15118 ist „mehr“ als Benutzerautorisierung und eine „Sicherheitsschicht“

ISO 15118 bietet einen Plug & Charge-Mechanismus, der bereits ausführlich beschrieben wurde von Hubject und muss sein. Es stellt einen Identifikations- und Autorisierungsmodus dar, in dem der EV-Fahrer und der Benutzer der EV-Ladestation sein Elektrofahrzeug ohne zusätzliche Benutzerautorisierung (RFID-Karte oder mobile App) an die Ladestation (EVSE) anschließen können. Stellen Sie sich einen Fahrer eines Verbrennungsautos vor, der die Tankstelle ohne Kreditkarte benutzt! Autohersteller und Hersteller von Ladestationen wenden ein ähnliches Konzept des World Wide Web an, das als Public Key Infrastructures (PKI) bezeichnet wird. Beide Seiten authentifizieren sich über ein Public-Key-Infrastructure-Modell (PKI). Das ist ein wesentlicher Vorteil von ISO 15118.

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ISO 15118 ist jedoch nicht nur auf die Authentifizierung von Benutzern und das Verschlüsseln von Nachrichten beschränkt (obwohl dies eine erhebliche Verbesserung darstellt). Ebenso wichtig ist, dass die ISO 15118 es Elektrofahrzeugen und Ladestationen ermöglicht, Energiedaten untereinander zu übertragen. Genaue Energiedaten des Elektrofahrzeugs ermöglichen es den zentralen Softwaresystemen, bessere Entscheidungen für Konzepte des Lastmanagements (auch Smart Charging genannt) zu treffen.

Mehr Daten führen zu besserem Smart Charging

Smart Charging beschreibt verschiedene Konzepte zur Steuerung des Ladevorgangs von Elektrofahrzeugen. Eine wichtige Technik besteht darin, Spitzenlasten in den Ladenetzen zu reduzieren, um hohe Ladekosten (Lastentgelte) zu vermeiden.

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Um die Energiemenge zu kontrollieren, die ein Elektrofahrzeug von einer Ladestation beziehen kann, ist eine Art von Fahrzeug-Netz-Kommunikation erforderlich. Gemäß ISO 15118 sendet das Auto den Ladezustand seiner Batterie (Energiemenge, die in der Batterie noch vorhanden ist) an die Ladestation. Energiemanagementsysteme kennen jetzt die tatsächlich angeforderte Energiemenge (kWh) jedes Fahrzeugs und können die Smart-Charging-Leistung angeben. Mit dieser Verbesserung vermeidet ein Smart-Charging-System drei große Fehler:

• Leere Autos: Laden Sie das Fahrzeug mit unzureichender Energiemenge
• Ineffiziente Optimierung: Planen Sie zu viel Energie für ein Auto ein und blockieren Sie andere LadeereignissePlanen Sie zu viel Energie für ein Auto und blockieren Sie andere Ladevorgänge
• Komplizierte Problemumgehungen: Verwenden Sie zeitaufwändige Alternativen, um auf die beschriebenen Informationen zuzugreifen
  

ISO 15118 benötigt OCPP 2.0

Sobald das Fahrzeug die Energiedaten an die Ladestation gesendet hat, muss der CPO die Daten jedoch immer noch irgendwie an das zentrale Lademanagementsystem (CMS) übertragen. Die meisten Ladestationen unterstützen heutzutage OCPP. Offenes Ladepunktprotokoll (OCPP) ist ein Protokoll für die Kommunikation zwischen einer EV-Ladestation und einem zentralen Backoffice-System. Ähnlich wie viele IoT-Protokolle beschreibt OCPP die Nachrichten, die Ladestationen und das IT-Backend aneinander senden, um neue Nutzer von Elektrofahrzeugen zu authentifizieren, die Werte der Energiezähler zu verfolgen oder Ladebefehle zu erteilen.

Die meisten Ladesysteme laufen entweder auf OCPP 1.5 oder OCPP 1.6. Zum Glück verfügt die neuere Version (1.6) bereits über wichtige Smart-Charging-Funktionen, die es dem CPO ermöglichen, Ladepläne (Lastprofile) oder Ladelimits vom Backend an die Ladestation zu senden. Mit OCPP 1.5 können wir jedoch nur einen Ladevorgang starten oder stoppen.

Leider haben in der Vergangenheit nur sehr wenige Hardwarehersteller Updates für die neuere Version OCPP 2.0 bereitgestellt. Diese neue Version hat eine deutliche Verbesserung, die es ermöglicht, die angeforderte Energiemenge (= kWh, die das Fahrzeug aufladen möchte) von der Ladestation an das zentrale Ladesystem zu senden.

Mit ISO 15118 und OCPP 2.0 sendet das Fahrzeug die angeforderte Energiemenge (=absoluter Ladezustand in kWh) an die Ladestation, und die Ladestation leitet diese Information an das Backend-System weiter. Die Smart-Charging-Funktion verwendet diese präzisen und genauen Informationen, um den Ladevorgang korrekt zu planen.

Kein Smart Charging ohne OCPP 2.0 und ISO 15118?

Drei Techniken ermöglichen die Implementierung von Smart Charging ohne OCPP 2.0 und ISO 15118:

Zuerst - Obwohl OCPP 1.6 die angeforderte Energiemenge nicht als absoluten Wert sendet, ermöglicht es die Übertragung eines Ladezustands (SoC), der den aktuellen Zustand der Fahrzeugbatterie in Prozent darstellt (Ladezustand = 80% bedeutet, dass 20% der Batterie mit elektrischer Energie geladen werden müssen).

Zweiter - Oft ist es Fahrzeugen möglich, selbst Daten an cloudbasierte Systeme zu senden. Entweder über APIs, die von OEMs bereitgestellt werden, oder über zusätzliche Hardware zur Datenprotokollierung. Beide sind sehr nützlich für Flottenmanager, die Fahrzeuge besitzen (FedEx oder USPS).

Drittens - Fast jedes Ladesystem verfügt über eine Benutzeroberfläche (mobile App), über die der Benutzer Informationen an das zentrale Lademanagementsystem senden kann. Der CPO kann auf einfache Weise einige Felder hinzufügen, die der Benutzer auswählen kann, bevor der Ladevorgang gestartet wird.

Obwohl intelligentes Laden in den meisten Szenarien bereits ohne OCPP 2.0 und ISO 11158 möglich ist, wird Smart Charging mit beidem auf ein völlig neues Maß an Intelligenz heben. Man kann das mit der Erfindung des World Wide Web vergleichen, als Computer plötzlich Informationen austauschen konnten. Jetzt ist es an der Zeit, dass CPOs, Flottenmanager und Versorgungsunternehmen Smart Charging mit verfügbarer Infrastruktur implementieren, um die Energiekosten zu senken, Investitionen zu vermeiden und saubere Energie zu laden.

Um mehr darüber zu erfahren, wie OCPP und Smart Charging zusammenarbeiten, um das Lademanagement zu optimieren, lesen Sie unseren Bericht „Was ist OCPP und wie wird es für intelligentes Laden verwendet?“

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