سلسلة معايير ISO 15118 - معيار لمنافذ محطات الشحن لا يمكن تجاهله بعد الآن

في عملية تصميم وتطوير ركائز الشحن في معظم الصناعات المحلية، تُؤخذ في الاعتبار تكلفة الركائز، وتصميمها الخارجي، وهيكلها (مقاومة الحريق/الحماية من التسرب/مسافة الأمان)، وأداؤها (دقة التيار والجهد)، وتوافقها (ملاءمتها لشركات السيارات الكبرى)، ووظائف الحماية (الإيقاف الطارئ/إيقاف الأعطال)، وغيرها. مع ذلك، لا يُولي سوى عدد قليل من المصنّعين اهتمامًا لعملية الاتصال بين الركائز والمركبات، ناهيك عن مدى توافقها مع معايير الاتصال ذات الصلة. يكفي أن تكون قادرة على بدء التشغيل والشحن، أما باقي الجوانب فليست ذات أهمية كبيرة.

إذا كان المنتج يُباع محلياً فقط، فلا داعي للقلق. ففي نظام شهادة 3C الصيني، لا يُعدّ بروتوكول GB/T27930 (بروتوكول الاتصال الرقمي بين أجهزة الشحن الموصلة الخارجية والمركبات الكهربائية) شرطاً إلزامياً لمحطات الشحن للحصول على الشهادة.

تنص لوائح محطات الشحن الأوروبية IEC 61851-24 2014/2023 الملحق ج بوضوح على أن الاتصال عالي المستوى لمحطات الشحن بالتيار المستمر يجب أن يتوافق مع متطلبات DIN SPEC 70121:2014 أو ISO 15118-2:2014. وبالطبع، يمكن دعم كليهما أيضًا.

يحتوي رأس المدفع في المعيار الوطني على خطوط إشارة CAN+ وCAN- منفصلة، ​​وتعتمد طريقة الاتصال بين المركبة ومحطة الشحن على بروتوكول CAN. أما رأس المدفع في المعيار الأوروبي فلا يحتوي على خط CAN، ويتم التواصل عالي المستوى بين محطة الشحن والمركبة عبر ربط إشارات عالية التردد بخطوط CP وPE بجهد 12 فولت وتردد 1 كيلوهرتز. تُعرف طريقة الاتصال هذه باسم اتصال ناقل خط الطاقة (PLC).

تُعدّ صعوبة تطوير بروتوكول محطة الشحن الأوروبية القياسية القائمة على اتصال PLC أكبر بكثير من صعوبة تطوير بروتوكول اتصال CAN، كما أن الموارد المتاحة في السوق للاستعانة بها قليلة. لذا، تلجأ معظم شركات تصنيع البطاريات إلى شراء وحدات SECC (وحدة التحكم في اتصالات معدات التزويد) بشكل منفصل، وتُغلّف بيانات الشحن الخاصة بها عبر إشارات CAN، ثم تُرسلها إلى وحدة SECC التي بدورها تتصل بوحدة EVCC الخاصة بالمركبة.

ومع ذلك، فإن شراء وحدة SECC منفصلة ليس سوى الخطوة الأولى، وإثبات أن هذه الوحدة تلبي متطلبات DIN SPEC 70121:2014 أو ISO 15118-2:2014 بالتزامن مع الكومة بأكملها يمثل تكلفة كبيرة.

عادةً ما تتجاوز تكلفة اختبار بروتوكول DIN 70121 أو 15118 من قِبل جهة إصدار الشهادات 100,000 يوان، مع مدة اختبار ثابتة لا تتجاوز بضعة أيام، وتُفرض رسوم إضافية في حال تجاوز هذه المدة. ويتطلب اختبار بروتوكول 15118 جهدًا أكبر قليلًا من اختبار بروتوكول 70121، وبالتالي تكون التكلفة أعلى بعشرات الآلاف. وفي حال إجراء كلا الاختبارين، يتضاعف السعر.

لا تملك شركات الركائز المحلية إلا أن تستنكر غشّ جهة إصدار الشهادات مقابل المال، ولا تقبل إلا بشهادة المطابقة الأوروبية CE. وتختار معظم هذه الشركات دعم معيار DIN 70121 لسبب بسيط: فهو أرخص من معيار 15118، وأقل صعوبة في الاختبار، مع احتمال أكبر لإتمامه في غضون المدة المحددة.

في الواقع، حققت جهة الاعتماد التي اختبرت هذا البروتوكول ربحًا غير مشروع. إذ يتجاوز سعر جهاز المحاكاة المستخدم لاختبار هذا البروتوكول - وهو عبارة عن صندوق صغير بحجم درج مُقترن بجهاز كمبيوتر علوي - مليون يوان، أي ما يُقارب سعر شقة في مدينة متوسطة، بالإضافة إلى رسوم صيانة وتحديث برمجية سنوية باهظة. وقد أبرمت أوروبا الاتفاقية، ولا يُمكن شراء سوى خطط الاختبار الخاصة بها. كما تُحمّل جهة الاعتماد الشركة المُصنّعة لجهاز المحاكاة مسؤولية التلاعب في الدفع، وإلا لما كانت لديها القدرة على إجراء الاختبارات اللازمة لهذا المشروع.

ليس أمام الجميع خيار.

لكن الأيام الجيدة لم تدم سوى بضع سنوات.

أصدر الاتحاد الأوروبي اللائحة المفوضة (الاتحاد الأوروبي) 2025/656 في يونيو 2025، والتي تُكمّل وتُعدّل اللائحة (الاتحاد الأوروبي) 2023/1804 بشأن الشحن اللاسلكي، وأنظمة الطرق الكهربائية، وإمدادات الهيدروجين لمركبات النقل البري. تُعرف اللائحة (الاتحاد الأوروبي) 2023/1804، الصادرة عام 2023، باسم لائحة البنية التحتية للوقود البديل (AFIR). وهي سياسة رئيسية تبناها الاتحاد الأوروبي لتسريع الانتقال إلى وسائل نقل خالية من الانبعاثات، ومعالجة مشكلة عدم كفاية البنية التحتية للوقود البديل كالكهرباء والهيدروجين. يتمثل هدفها الأساسي في إلزام الدول الأعضاء بتحسين شبكات بنيتها التحتية للشحن والتزود بالوقود وغيرها من الخدمات من خلال التشريعات، وتبديد مخاوف المستخدمين بشأن مدى سير المركبات الكهربائية وتجديد الطاقة، ودعم الانتشار الواسع للمركبات الكهربائية، ومركبات خلايا وقود الهيدروجين، والشاحنات الكهربائية الثقيلة.

ببساطة، ما عليك سوى معرفة أن الاتحاد الأوروبي قد أصدر نسخة منقحة من لائحة البنية التحتية للوقود البديل (AFIR)، والتي لها أثر قانوني كامل وهي متطلب إلزامي ينطبق مباشرة على جميع الدول الأعضاء.

باختصار، يجب أن تتوافق ركائز التيار المستمر العامة بعد عام 2026 مع متطلبات EN ISO 15118-2:2016، وبعد عام 2027، يجب أن تتوافق جميع ركائز التيار المستمر وركائز التيار المتردد من النوع 3 مع EN ISO 15118-20:2022.

من بين أنواع أعمدة الشحن، يُعدّ عمود الشحن من النوع الثاني (التيار المتردد) هو الوحيد الذي لم يتأثر. في الصين، يُطلق على هذا العمود المحمول (IC-CPD) اسم "الشحن المحمول"، وتبلغ قدرته العامة 3.7 كيلوواط. ويوضح النظام (الاتحاد الأوروبي) 2025/656 أن أعمدة الشحن من النوع الثاني (التيار المتردد) تستخدم تقنية تعديل عرض النبضة (PWM)، وهي كافية لدعم معيار ISO 15118-2 أو -20، ولن تُضيف أي قيمة إضافية للمستخدم النهائي.

بالنسبة لشركات الركائز المحلية، لا يُعدّ هذا النظام سهلاً. فبعد الحصول على شهادة DIN 70121 مباشرةً، يُصبح من الإلزامي الحصول على شهادة ISO 15118، والتي تتطلب بدورها الحصول على شهادة ISO 15118-2 وISO 15118-20. وقد لا تكون العديد من الشركات على دراية بالاختلافات بين معايير DIN 70121 وISO 15118-2 وISO 15118-20، فضلاً عن الغرض من الحصول على هذه الشهادات.

يجب أن تبدأ القصة من البداية.

في أوائل عام 2010، بدأ فريق العمل المشترك للجنة الفنية 69 التابعة للجنة الكهروتقنية الدولية (TC69) واللجنة الفنية 22 التابعة للمنظمة الدولية للمقاييس (TC22) التعاون لتطوير سلسلة معايير ISO 15118، بهدف معالجة مسألة توحيد الاتصالات بين المركبات الكهربائية ومحطات الشحن.

نظراً لكثرة الاعتبارات من قبل فريق العمل وانخفاض كفاءة العمل لدى الأوروبيين، فإن معايير سلسلة 15118 قيد الإعداد ولم يتم إصدارها رسمياً بعد.

لكن السوق لا يمكنه الانتظار أكثر من ذلك. فشركات صناعة السيارات الألمانية العملاقة تحديدًا، تأمل في تحقيق شحن موحد لسياراتها الكهربائية في أسرع وقت ممكن واكتساب ميزة تنافسية في السوق. لذا، تضافرت جهود هذه الشركات، وفي إطار معايير DIN، استخلصت بعض المحتويات الناضجة نسبيًا التي نوقشت في معيار ISO 15118، وطورت معيارًا وطنيًا ألمانيًا قابلًا للتطبيق الفوري. صدر معيار DIN 70121 في عام 2012 وتم تحديثه في عام 2014. أما معيار DIN 70122:2018 فهو معيار اختبار يخدم معيار DIN 70121:2014.

مع ذلك، تأخر إصدار معيار ISO 15118، ولم يُصدر رسميًا إلا في عام 2013. وصدرت معايير طبقة التطبيق ومعايير الاختبار الخاصة به تدريجيًا في عامي 2014 و2018. تتألف سلسلة ISO 15118 من خمسة كتب، وفيما يلي العلاقات بين هذه الكتب:

لذا، يمكن اعتبار معيار DIN 70121:2014 نسخةً مبسطةً من معيار ISO 15118. يدعم معيار DIN 70121 الشحن بالتيار المستمر فقط، بينما يدعم معيار ISO 15118-1-5 الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر، بالإضافة إلى تشفير TLS، ووظيفة التوصيل والشحن، والشحن الذكي.

في عام 2022، أصدرت المنظمة الدولية للمعايير ISO 15118 الجيل الثاني من معايير الشحن، وهو ISO 15118-20:2022 كما ذُكر سابقًا. وبالمقارنة مع الإصدار 15118-2، يدعم هذا الإصدار أيضًا تشفير TLS 1.3، ووظائف VG (نقل الطاقة إلى الشبكة)، وWPT (الشحن اللاسلكي)، وACD (جهاز التوصيل التلقائي) على أساس الإصدار الأصلي. كما يتضمن معايير اختبار مُطابقة.

كان الهدف الأصلي من وضع معيار DIN SPEC 70121 هو توفير حل انتقالي لضمان التشغيل الطبيعي للسوق قبل إصدار معيار ISO 15118. لسوء الحظ، في عملية اختيار الاتصال الفعلية بين الركيزة والمركبة، حتى عندما تدعم كل من المركبة والركيزة معياري 70121 و15118، فإن 90% من السيناريوهات لا تزال تعتمد على معيار DIN 70121.

بالإضافة إلى ميزة الريادة التي يتمتع بها معيار DIN 70121، فإن الغالبية العظمى من السيارات والأكوام لا تتطلب أي وظائف متقدمة (TLS/PNC/VG/WPT، إلخ)، فهي تريد فقط أن يتم شحنها ببساطة.

للمفوضية الأوروبية اعتباراتها.

تم إصدار التوجيه 2014/94/EU بشأن نشر البنية التحتية للوقود البديل لأول مرة في عام 2014، عندما لم يكن لائحة بعد، بل كان توجيهًا.

يختلف التوجيه عن المتطلبات الإلزامية للوائح، فهو يحدد النتائج المرجوة فقط، تاركًا طريقة وشكل تحقيقها لتقدير حكومات الدول الأعضاء. ولا يُنفذ التوجيه بشكل مباشر، بل يُلزم الدول الأعضاء بتحويل مضمونه إلى قانون خلال فترة زمنية محددة. فعلى سبيل المثال، يُلزم توجيه الاتحاد الأوروبي بشأن المنتجات البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد (EU 2023/814) الدول الأعضاء بتنظيم استهلاك بعض هذه المنتجات، إلا أن قرار فرض الضرائب أو الحظر أو غيرها من التدابير يعود إلى الدول الأعضاء.

تضمن توجيه البنية التحتية لاستبدال الوقود لعام 2014 متطلباتٍ لنقاط الشحن، ومحطات إعادة تزويد الهيدروجين، ومحطات تعبئة الغاز، وغيرها، على أن يتم الوفاء بها بحلول عامي 2020 و2025، إلا أنها كانت غامضة للغاية، إذ اقتصرت على النص على ضرورة وجود "كثافة تغطية مناسبة" دون تحديد قيمة مستهدفة واضحة. ومما لا شك فيه أن هذا منح الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي هامشًا زمنيًا كبيرًا وحرية واسعة، لكن النتائج لم تكن مثالية. فعند صياغة أطر السياسات الوطنية، تتبنى الدول أهدافًا وتدابير مختلفة، مما يؤدي إلى تنمية مجزأة وغير متكافئة للبنية التحتية داخل الاتحاد الأوروبي. فالدول التي تشهد تطورًا جيدًا وشعبية واسعة للسيارات الكهربائية تكون بطبيعة الحال على استعداد للاستثمار، بينما الدول ذات التطور المتوسط ​​في هذا المجال تكون بالتأكيد غير راغبة في البناء. إن إنفاق أموال دافعي الضرائب في بلد ما على مشاريع خارجية أمرٌ غير ضروري على الإطلاق.

علاوة على ذلك، شهدت السنوات الأخيرة تطوراً سريعاً في مجال المركبات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الجديدة، وتتصدر الصين هذا المجال. وقد تجاوز معدل انتشار المركبات الكهربائية (الترام، والترام الهجين القابل للشحن، والترام ذو المدى الموسع) 50%. أما أوروبا، فتتخلف بشكل واضح بفارق كبير، ويعود السبب الرئيسي في ذلك إلى ضعف البنية التحتية، وقِدم ظروف الشحن، وتعقيد عمليات الشحن، مما يؤثر سلباً على تجربة التنقل.

إن حقيقة أن DIN 70121، كبروتوكول انتقالي تم ذكره سابقًا، لطالما اعتبرت بمثابة التيار الرئيسي للرسوم هي دليل واضح.

لذا، أدركت المفوضية الأوروبية في هذا السياق أنه لا يمكن تأجيل البنية التحتية الجديدة للطاقة أكثر من ذلك. وإلا، فلن نفشل فقط في تحقيق هدف خفض انبعاثات الكربون لعام 2050، بل سنتخلف أيضاً عن الصين في جميع المجالات. لذلك، في عام 2023، تم تحديث التوجيه 2014/94/EU وتطويره ليصبح متطلباً للائحة (الاتحاد الأوروبي) 2023/1804. وقد تم توضيح هذه المتطلبات بوضوح في المادة 3، وعلى الشبكة الأساسية لشبكة النقل الأوروبية عبر أوروبا (TEN-T).

باختصار، تتطلب الطرق السريعة الرئيسية في الاتحاد الأوروبي محطات شحن، وخاصة محطات الشحن السريع عالية الطاقة.

بعد تحديد عدد وقوة محطات الشحن التفصيلية في لائحة عام 2023، رأت المفوضية الأوروبية أن ذلك غير كافٍ. فالمركبات الكهربائية لا تحتاج فقط إلى محطات شحن عالية الطاقة، بل هناك حاجة أيضاً إلى محطات شحن سهلة الاستخدام وشفافة.

تخيل أنك تقود سيارتك الكهربائية الجديدة بكل سرور في أوروبا، وتشحنها بسلاسة في فرنسا مع دفع مريح عبر رمز الاستجابة السريعة، وسرعة شحن فائقة، وفواتير واضحة. لكن بعد وصولك إلى اليونان، اكتشفت أن منفذ الشحن قديم وغير متوافق مع سيارتك. تجولت في العديد من محطات الشحن دون جدوى. لذا توجهت إلى بلغاريا، الدولة المجاورة لليونان، حيث يمكنك استخدام جهاز الشحن، لكنك تحتاج إلى استخدام جهاز نقاط البيع لتمرير بطاقتك، ولا يدعم هذا الجهاز الدفع عبر رمز الاستجابة السريعة. شعرت بالإحباط الشديد لأنك لم تحمل بطاقة بنكية، وكان مدى بطارية السيارة المتبقي أقل من 20 كيلومترًا. يا لها من تجربة سيئة!

لحل هذه المشكلة، من الضروري توحيد الواجهة المادية وبروتوكول الاتصال لمحطة الشحن.

في اللائحة (الاتحاد الأوروبي) 2025/656 بشأن البنية التحتية لاستبدال الوقود، ينصب التركيز على تحديد أن الواجهات المادية لمحطات الشحن المثبتة حديثًا أو التي تم تجديدها يجب أن تتوافق مع متطلبات IEC 62196-2:2022 و IEC 62196-3:2022، متبوعة بمتطلبات ISO 15118-2:2016 و ISO 15118-20:2022 كما ذكر أعلاه.

ليس من الصعب تخمين سبب اختيار عدم استخدام معيار DIN 70121 كمعيار للاتصالات.

يُعدّ معيار DIN 70121 بسيطًا للغاية، ويفتقر إلى التشفير الآمن أثناء الاتصال، ولا يدعم وظيفة التوصيل والتشغيل (PNC)، مما يزيد العبء على المستخدمين النهائيين ويُقلّل من راحتهم. أما مع وظيفة التوصيل والتشغيل، فيمكن للمستخدمين التشغيل بسهولة تامة، فما عليهم سوى توصيل الجهاز دون أي عناء - لا حاجة لتمرير البطاقة، ولا لمسح الرمز، ولا للنقر على الشاشة. بعد الشحن، سيرسل لك المشغل تفاصيل الفاتورة تلقائيًا.

وبحلول عام 2027، ستدعم جميع محطات التيار المتردد والتيار المستمر معيار 15118-20 (وخاصةً وظيفة مولد الجهد)، وذلك بشكل أساسي لتصميم الشبكة الكهربائية. قد لا تُمثل سيارة كهربائية جديدة واحدة فرقًا كبيرًا، ولكن في حال وجود 100 ألف سيارة أو حتى ملايين منها، ستكون الطاقة المخزنة هائلة. إذا تم إعادة جزء من الطاقة الكهربائية للسيارة إلى الشبكة خلال ساعات ذروة استهلاك الكهرباء، فسيُخفف ذلك العبء عليها بشكل كبير دون الحاجة إلى نشر عدد كبير من المولدات. في المناطق التي تشهد انخفاضًا في استهلاك الكهرباء، يُمكن نقل الطاقة الفائضة من الشبكة إلى السيارات دون هدر. تُعد محطات الشحن المزودة بإمكانية الربط بالشبكة ذات أهمية خاصة في بعض المناطق النائية في أوروبا، حيث تعتمد طرق توليد الطاقة الرئيسية على طاقة الرياح والطاقة الشمسية. هذه المصادر حساسة للوقت ويجب تخزينها، وإلا ستُهدر.

باختصار، يتضح جلياً من اللوائح المعدلة بشأن البنية التحتية لاستبدال الوقود، الصادرة عام 2025، مدى تصميم أوروبا وحرصها على إنشاء مرافق طاقة جديدة. وإلا، فلن يكون تطبيقها إلزامياً في أوائل عام 2026، أي بعد ستة أشهر من صدورها.

بما أنه شرط تنظيمي، فهو ليس مصدر قلق للجميع، بل مطلب حقيقي. يُدرج الموقع الإلكتروني الأوروبي لمراقبة البنية التحتية لاستبدال الوقود بيانات تفصيلية، مما يتيح لك رؤية تقدم أعمال البناء في كل دولة بوضوح وسهولة.

بعد صدور اللوائح، بدأت الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي بالاستجابة بفعالية. أعلنت فرنسا في نوفمبر 2025 أنها ستقدم دعماً بيئياً لشراء السيارات الكهربائية الخاصة؛ وفي الشهر نفسه، أصدرت ألمانيا خطة رئيسية للبنية التحتية للشحن بحلول عام 2030، بما يتماشى تماماً مع لائحة الاتحاد الأوروبي (AFIR) 2023/1804؛ أما في إيطاليا، ومع دعم القسائم، فمن المتوقع أن ترتفع حصة السيارات الكهربائية بالكامل في السوق بنسبة 12.2% فقط في عام 2025. وفي ديسمبر 2025، تستعد قبرص، الدولة الجزيرة الصغيرة النائية في أوروبا، لتخصيص 4.5 مليون يورو لتعزيز التنقل الكهربائي.

بدأت شركات السيارات الكبرى أيضاً في إطلاق طرازات متوافقة مع معيار 15118-20. يدعم طراز 2026 من شركة BMW iX3 العريقة وظيفة VG بشكل كامل؛ كما تخطط هيونداي أيونيك، التي لا تحقق مبيعات جيدة في الصين، للتعاون وإطلاق طراز متوافق مع معيار 15118-20 في عام 2026؛ ومن المخطط أيضاً إطلاق طرازات مماثلة من مرسيدس بنز EQS وفولكس فاجن من سلسلة ID.

بالنسبة للمؤسسات المحلية العاملة في مجال تصدير المواد الخام، سواء كنت راغبًا أم لا، وسواء كنت تمتلك القدرة على تطوير وحدات SECC بشكل مستقل، فإن معايير ISO 15118-2 و 15118-20 هي معايير لا يمكن تجاوزها للتصدير إلى أوروبا.

في الوقت الحالي، وفقًا لفهم المؤلف، هناك عدد قليل من شركات البطاريات في السوق التي تدعم الشحن الفوري ISO 15118-2 (وضع PNC)، ولا توجد تقريبًا أي وظيفة شحن ثنائية الاتجاه تدعم ISO 15118-20.

بدلاً من الانتظار والمراقبة، من الأفضل الاستثمار مبكراً واغتنام فرص السوق. وكما ذكرنا سابقاً، فقد كان معيار DIN 70121 شائع الاستخدام قبل بضع سنوات.