智能充电领域：AFIR合规要求与ISO 15118标准解读

随着电动汽车（EV）的广泛普及，智能且高效的充电基础设施的重要性愈发凸显。低级通信协议，例如符合IEC 61851 - 1标准的基础交流充电协议，存在明显短板，缺乏即插即充（PnC）和双向电力传输（BPT）等高级功能。与之形成鲜明对比的是，ISO 15118标准具备诸多优势，能够实现无缝认证、实时电价集成以及反向充电（V2G）功能，完全契合替代燃料基础设施法规（AFIR）的要求。

在法律框架层面，AFIR给欧洲电动汽车充电行业带来了巨大挑战，其中最大的难题之一便是各成员国在基础设施、标准和法规方面各自为政、缺乏统一。电动汽车充电桩制造商若想开拓欧洲市场，往往会因技术要求参差不齐而陷入困境，难以在欧盟范围内构建一个无缝衔接的充电网络。这种缺乏统一性的状况，不仅会增加充电桩制造商的成本，还会延缓可靠基础设施的部署进程。

为应对这些挑战，AFIR包含授权法案，赋予欧盟委员会为充电基础设施制定明确且统一技术标准的权力。最终，这一监管框架将有力推动充电网络的快速扩展，为欧盟大力推动电动汽车的广泛应用提供有力支持。最新的AFIR对现有和新安装的电动汽车充电桩（EVSE）提出了具体的技术要求：自发布6个月后，也就是2026年1月8日起，所有正在运行的EVSE，无论是新安装的还是经过翻新的，都必须符合ISO 15118 - 1至 - 5标准。从2027年1月1日开始，所有公共的以及新安装的私人EVSE（包括直流和交流类型）都必须满足ISO 15118 - 20的要求。支持PnC功能的公共EVSE还必须同时确保与ISO 15118 - 2和ISO 15118 - 20兼容。

交流充电通信现状

ISO 15118标准已被直流EVSE制造商广泛采用，在全球范围内，可通过联合充电系统（CCS1或CCS2）或北美充电标准（NACS）连接器进行充电操作。然而，大多数交流EVSE仍依赖基础充电方式，仅能将最大充电电流从交流EVSE传输至电动汽车。依据IEC 61851 - 1标准，控制先导（CP）线路上的离散电压电平被用于识别不同电动汽车充电状态的参考。具体如下：
+12V状态A：表示没有电动汽车连接到EVSE。
+9V状态B：意味着电动汽车已连接到EVSE，但尚未做好充电准备。
+6V状态C：表明连接后即可充电，且无需通风。
+3V状态D：表示已连接，可随时充电，但需要通风。
+0V状态E：代表EVSE控制器对地短路，无供电情况。
-12V状态F：表示EVSE无法使用。

EVSE通过脉宽调制（PWM）信号的占空比来指定电动汽车的最大充电电流，该PWM信号应用于CP电路。IEC 61851 - 1对适用占空比值的含义做出了明确规定。

IEC 61851 - 1和ISO 15118的区别

IEC 61851 - 1仅依靠单向基础信号进行通信，而ISO 15118则通过在电动汽车和EVSE之间引入双向数字通信，极大地增强了交流充电功能。ISO 15118支持安全认证、PnC以及实时充电会话信息（如电量计划和定价）等功能。二者的关键区别在于通信方式：IEC 61851 - 1采用简单的占空比调制方式，而ISO 15118则通过CP采用电力线通信（PLC）技术。具体而言，ISO 15118采用HomePlug GreenPHY，这是消费电子产品中使用的HomePlug AV的一种变型。如此一来，便可在电动汽车的通信控制器中使用基于IP的协议栈（TCP/IP），从而支持除基础电力传输之外的更为复杂的互动。

欧洲进一步凸显了高层通信的必要性。AFIR对公共充电网络的互操作性和智能充电功能做出了规定，与ISO 15118所提供的优势高度契合。通过采用该协议套件，交流EVSE能够为具备BPT功能的能源系统贡献力量，支持电网稳定运行以及可再生能源的集成。

ISO 15118 - 20相关交流DER使用案例

ISO 15118 - 20支持BPT功能，允许电动汽车在V2G通信会话期间进行充电和放电操作。若要将能量重新输入电网，电力必须实现同步，并且必须符合特定的电网规范。这些电网规范不仅因国家而异，甚至在同一国家的不同地方，因电网运营商的不同也会有所差异。ISO 15118 - 20:2022修正案1引入交流DER（分布式能源资源）后，处理和遵守电网规范的责任便从EVSE转移到了电动汽车。因此，电动汽车和交流EVSE必须就能够支持哪些电网代码进行协商。这一要求给通信过程带来了极大的复杂性，因为必须交换大量新的参数。数据交换和协商机制的增加，进一步凸显了对先进的标准化通信协议的迫切需求。

总结与展望

电动汽车充电向高级通信的转变，对于实现无缝用户体验、优化能源分配以及提高电网稳定性而言，至关重要。ISO 15118凭借其允许进行安全认证、动态能量管理和双向充电等特性，在这一转变过程中发挥着关键作用。由于AFIR将符合ISO 15118标准的最后期限设定为2026年和2027年，业界必须迅速行动起来，积极整合这些先进的通信功能。

来源：网络

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