Sèrie ISO 15118: una norma per a endolls d'estacions de càrrega que ja no es pot ignorar

En el procés de disseny i desenvolupament de piles de càrrega a la majoria d'indústries de piles domèstiques, es tenen en compte el cost de les piles de càrrega, el disseny de l'aspecte de les piles de càrrega, així com l'estructura (incendi/IP/distància de seguretat), el rendiment (precisió del corrent i la tensió), la compatibilitat (adaptació a les principals companyies automobilístiques), les funcions de protecció (aturada d'emergència/aturada per fallada), etc. de les piles de càrrega. Tanmateix, pocs fabricants se centren en el procés de comunicació entre les piles i els vehicles, i molt menys en si compleix amb els estàndards de comunicació pertinents. Només cal poder arrencar i carregar, la resta no és tan important.

Si el producte només es ven al mercat nacional, no cal preocupar-se. En la certificació 3C de la Xina, GB/T27930 (Protocol de comunicació digital entre carregadors conductors fora de bord i vehicles elèctrics) no és un requisit obligatori perquè les estacions de càrrega obtinguin la certificació.

La normativa europea sobre estacions de càrrega IEC 61851-24 2014/2023, apèndix C, estipula clarament que la comunicació d'ordre alt de les estacions de càrrega de CC ha de complir els requisits de la norma DIN SPEC 70121:2014 o ISO 15118-2:2014. Per descomptat, també es poden admetre ambdues normes.

El capçal de la pistola en l'estàndard nacional té línies de senyal CAN+ i CAN- separades, i el mètode de comunicació utilitzat pel vehicle i la pila és la comunicació CAN. El capçal de la pistola estàndard europeu no té una línia CAN, i la comunicació d'ordre alt entre l'estació de càrrega estàndard europea i el vehicle s'aconsegueix acoblant senyals d'alta freqüència a les línies CP i PE de 12V, 1kHz. Aquest mètode de comunicació s'anomena comunicació Power Line Carrier (PLC).

La dificultat de desenvolupament del protocol per a l'estació de càrrega estàndard europea basada en la comunicació PLC és molt més gran que la de la comunicació CAN, i no hi ha gaires materials de codi obert disponibles al mercat com a referència. Per tant, la majoria de les empreses de piles compren directament mòduls SECC (Supply Equipment Communication Controller) separats, empaqueten la seva pròpia informació de càrrega a través de senyals CAN i l'envien al mòdul SECC, que després es comunica amb el mòdul EVCC del vehicle.

Tanmateix, comprar un mòdul SECC separat només és el primer pas, i demostrar que aquest mòdul compleix els requisits de la norma DIN SPEC 70121:2014 o ISO 15118-2:2014 juntament amb tota la pila és una despesa important.

El pressupost per a una sola prova del protocol DIN 70121 o 15118 per part d'un organisme de certificació és generalment superior a 100.000 iuans, amb un temps de prova fix d'uns quants dies, i es cobraran tarifes addicionals per superar el límit de temps. La càrrega de treball per a la prova 15118 serà lleugerament superior a la de 70121, i el preu serà unes desenes de milers més alt. Si es fan ambdues coses, el preu es duplicarà.

Les empreses de piles nacionals només poden maleir l'agència de certificació per ser poc escrúpols en pagar diners, i només poden acceptar el certificat CE europeu. La majoria de les empreses de piles opten per només admetre la DIN 70121 per una simple raó: és més barat que la 15118 i la dificultat de les proves és menor, amb una major probabilitat de finalització dins del nombre especificat de dies.

De fet, l'agència de certificació que va provar aquest protocol també va obtenir un benefici injust. El simulador per provar aquest protocol –una caixa de la mida d'un calaix combinada amb un ordinador superior– costa més d'un milió de iuans, cosa que s'acosta al cost d'un apartament de segona planta a la ciutat, amb una forta tarifa anual de manteniment i actualització del programari. L'acord va ser establert per Europa i només es poden comprar els seus plans de prova. L'organisme de certificació també culpa el fabricant del simulador per ser poc escrúpols a l'hora de pagar, ja que en cas contrari no tindrien la capacitat de prova per a aquest projecte.

Tothom no té cap opció.

No obstant això, els bons dies només han estat fa uns quants anys.

La Unió Europea va publicar el REGLAMENT DELEGAT (UE) 2025/656 de la COMISSIÓ el juny de 2025, que complementa i revisa el REGLAMENT (UE) 2023/1804 sobre la càrrega sense fil, els sistemes elèctrics de carretera i el subministrament d'hidrogen per a vehicles de transport per carretera. El REGLAMENT (UE) 2023/1804, publicat el 2023, és més conegut com el Reglament sobre infraestructures de combustibles alternatius (AFIR). És una política clau introduïda per la Unió Europea per accelerar la transició cap al transport amb zero emissions i abordar el problema de la insuficiència d'infraestructures per a combustibles alternatius com l'electricitat i l'hidrogen. El seu objectiu principal és obligar els estats membres a millorar les seves xarxes d'infraestructures per a la càrrega, el reabasteciment de combustible i altres serveis mitjançant legislació, eliminar l'"ansietat" dels usuaris sobre l'autonomia i la reposició d'energia, i donar suport a la popularització a gran escala dels vehicles elèctrics (VE), els vehicles de piles de combustible d'hidrogen (FCEV) i els camions elèctrics pesants.

En poques paraules, només cal saber que la UE ha publicat una versió revisada del Reglament sobre infraestructures de combustibles alternatius (AFIR), que té plens efectes jurídics i és un requisit obligatori directament aplicable a tots els estats membres.

En resum, les piles de CC públiques després del 2026 han de complir els requisits de la norma EN ISO 15118-2:2016, i després del 2027, totes les piles de CC i les piles de CA de mode 3 han de complir la norma EN ISO 15118-20:2022.

En la família de piles de càrrega, l'única que s'ha salvat és la pila de càrrega de CA de mode 2. A la Xina, aquesta pila de càrrega portàtil (IC-CPD) s'anomena càrrega portàtil, amb una potència general de 3,7 kW. L'explicació que es dóna al REGLAMENT (UE) 2025/656 és que les piles de CA de mode 2 utilitzen PWM, que és suficient per complir amb la norma ISO 15118-2 o -20, i no aportaran cap valor afegit a l'usuari final.

Per a les empreses de pilons domèstics, aquesta regulació no és fàcil. Just després d'obtenir la certificació DIN 70121, és obligatori complir amb la norma 15118, que requereix la compatibilitat tant amb la 15118-2 com amb la 15118-20. Moltes empreses poden no ser conscients de les diferències entre les normes DIN 70121, ISO 15118-2 i ISO 15118-20, així com de la finalitat de donar-les suport.

La història ha de començar des del principi.

A principis del 2010, el grup de treball conjunt del Comitè Tècnic 69 de la IEC (TC69) i el Comitè Tècnic 22 de la ISO (TC22) van començar a col·laborar per desenvolupar la sèrie de normes ISO 15118, amb l'objectiu d'abordar la qüestió de l'estandardització de la comunicació entre els vehicles elèctrics i les estacions de càrrega.

A causa de massa consideració per part del grup de treball i la baixa eficiència laboral dels europeus, els estàndards de la sèrie 15118 s'han estat preparant i encara no s'han publicat oficialment.

Però el mercat no pot esperar més. Especialment els gegants alemanys de l'automòbil esperen aconseguir una càrrega comuna per als seus vehicles elèctrics el més aviat possible i obtenir avantatges de mercat. Així doncs, els gegants de la indústria alemanya van unir forces i, en el marc de la DIN, van extreure part del contingut relativament madur que es discuteix a la ISO 15118 i van desenvolupar una norma nacional alemanya que es podria implementar immediatament. La DIN 70121 es va publicar el 2012 i es va actualitzar el 2014. La DIN 70122:2018 és una norma d'assaig que serveix a la DIN 70121:2014.

Tanmateix, l'estàndard 15118 va arribar tard i només va publicar oficialment la seva primera versió el 2013. Els seus estàndards específics de la capa d'aplicació i els estàndards de prova es van publicar gradualment el 2014 i el 2018. Hi ha un total de cinc llibres a la sèrie ISO 15118, i les relacions entre els cinc llibres són les següents:

Per tant, la norma DIN 70121:2014 es pot considerar una versió simplificada de la norma ISO 15118. La DIN 70121 només admet la càrrega de CC, mentre que les normes ISO 15118-1-5 poden admetre tant la càrrega de CA com de CC, així com el xifratge TLS, la funcionalitat Plug&Charge i la càrrega intel·ligent.

El 2022, la norma ISO 15118 va publicar la segona generació d'estàndards de càrrega, concretament la norma ISO 15118-20:2022, com s'ha esmentat anteriorment. En comparació amb la norma 15118-2, també admet el xifratge TLS1.3, les funcions VG (transmissió d'energia a la xarxa), WPT (càrrega sense fil) i ACD (dispositiu de connexió automàtica) de la mateixa manera. També té els estàndards de prova corresponents:

El naixement de la norma DIN SPEC 70121 es va concebre originalment com una solució de transició per garantir el funcionament normal del mercat abans del llançament de la norma ISO 15118. Malauradament, en el procés de selecció de la comunicació real entre la pila i el vehicle, fins i tot quan tant el vehicle com la pila admeten la norma 70121 i la 15118, el 90% dels escenaris encara es basen en la norma DIN 70121.

A més de l'avantatge del primer a arribar que ofereix la norma DIN 70121, per a la gran majoria de cotxes i piles, no requereixen cap funció avançada (TLS/PNC/VG/WPT, etc.), només volen que es carreguin de manera senzilla.

La Comissió Europea té les seves consideracions.

La Directiva 2014/94/UE sobre el desplegament d'infraestructures de combustibles alternatius es va publicar per primera vegada el 2014, quan encara no era un reglament, sinó una directiva.

La directiva és diferent dels requisits obligatoris dels reglaments, ja que només especifica els resultats que cal aconseguir, però deixa la manera i la forma d'aconseguir els resultats a la discreció dels governs dels estats membres. La directiva no té efecte directe i exigeix ​​que els estats membres tradueixin el contingut de la directiva en llei en un termini especificat. Per exemple, la Directiva de la UE sobre productes de plàstic d'un sol ús/UE 2023/814 exigeix ​​que els estats membres regulin el consum de certs productes de plàstic d'un sol ús, però la imposició d'impostos, prohibicions o altres mesures correspon als estats membres.

La Directiva d'infraestructures de substitució de combustible del 2014 també incloïa requisits per a punts de càrrega, estacions de subministrament d'hidrogen, estacions de servei de gasolina, etc., que s'havien de complir el 2020 i el 2025, però eren massa vagues, ja que només afirmaven que hi hauria d'haver una "densitat de cobertura adequada" sense un valor objectiu clar. Sens dubte, això va donar als estats membres europeus molt de temps i llibertat, però els resultats no van ser ideals. A l'hora de formular marcs polítics nacionals, els països tenen objectius i mesures diferents, cosa que resulta en un desenvolupament d'infraestructures fragmentat i desigual dins de la UE. Els països amb un bon desenvolupament i una alta popularitat dels vehicles elèctrics estan naturalment disposats a invertir, mentre que els països amb un desenvolupament mitjà dels vehicles elèctrics definitivament no estan disposats a construir. Gastar els diners dels contribuents del propi país per fer vestits de núvia per a altres persones és realment innecessari.

A més, en els darrers anys, el desenvolupament de vehicles elèctrics de nova energia ha estat ràpid, amb la Xina al capdavant. La taxa de penetració dels vehicles elèctrics (tramvies, tramvies híbrids endollables i tramvies d'abast ampliat) ha superat el 50%. Europa s'està quedant clarament enrere per un marge considerable, i la raó més directa és la debilitat de les infraestructures, les condicions de càrrega obsoletes i les operacions de càrrega complexes, que afecten enormement l'experiència de viatge de les persones.

El fet que la DIN 70121, com a protocol de transició esmentat anteriorment, sempre s'hagi considerat el corrent principal de la càrrega n'és una prova clara.

Per tant, en aquest context, la Comissió Europea s'ha adonat que les noves infraestructures energètiques no es poden ajornar més. En cas contrari, no només no aconseguirem l'objectiu de reducció de carboni per al 2050, sinó que també ens quedarem completament enrere respecte a la Xina. Així, el 2023, la directiva 2014/94/UE es va actualitzar i millorar segons un requisit del Reglament (UE) 2023/1804. Les etiquetes s'indiquen clarament a l'article 3 i a la xarxa bàsica TEN-T:

En resum, les principals autopistes de la UE requereixen estacions de càrrega, especialment estacions de càrrega ràpida d'alta potència.

Després d'especificar el nombre i la potència de les estacions de càrrega detallades en el reglament del 2023, la Comissió Europea va considerar que no era suficient. Els vehicles elèctrics només necessiten estacions de càrrega d'alta potència, i també calen estacions de càrrega fàcils d'utilitzar, fàcils d'utilitzar i transparents.

Imagineu-vos conduir el vostre darrer cotxe elèctric amb alegria per Europa, carregant-lo sense problemes a França amb un còmode pagament amb codi QR, una velocitat de càrrega ràpida i factures clares... Però després d'anar a Grècia, vaig descobrir que la interfície física del capçal de la pistola era antiga i no compatible amb el vostre darrer cotxe. Vaig vagar per diverses estacions de càrrega, però no vaig poder trobar una pistola de càrrega adequada. Així que vau anar a Bulgària, un país veí de Grècia, on podeu inserir una pistola, però heu d'utilitzar un TPV per passar la targeta i no admet el pagament amb codi QR. Estaveu desesperats perquè no portàveu una targeta bancària i el quilometratge restant de la bateria del cotxe era inferior a 20 quilòmetres. Quina experiència tan terrible.

Per resoldre aquesta situació, cal unificar la interfície física i el protocol de comunicació de l'estació de càrrega.

En el Reglament (UE) 2025/656 sobre infraestructura de substitució de combustibles, l'atenció se centra en especificar que les interfícies físiques de les estacions de càrrega recentment instal·lades o reformades han de complir els requisits de la norma IEC 62196-2:2022 i la norma IEC 62196-3:2022, seguits dels requisits de la norma ISO 15118-2:2016 i la norma ISO 15118-20:2022 esmentada anteriorment.

El motiu per no utilitzar la norma DIN 70121 com a estàndard de comunicació no és difícil d'endevinar.

La norma DIN 70121 és massa simple, no té xifratge segur durant la comunicació i no admet la funció PNC (plug and play), cosa que augmenta la càrrega dels usuaris finals i no és gaire convenient. I amb la funció PNC, els usuaris poden operar gairebé sense pensar, connectar la pistola i no preocupar-se de res: no cal passar la targeta, no cal escanejar el codi, no cal fer clic a la pantalla. Després de la càrrega, l'operador us enviarà automàticament els detalls de la factura.

I el 2027, totes les piles de CA i CC suportaran 15118-20 (principalment funció VG), principalment per al disseny general de la xarxa. Un sol vehicle elèctric de nova energia pot no ser un gran problema, però si hi ha 100.000 o fins i tot milions de vehicles, l'energia emmagatzemada és considerable. Si durant el consum màxim d'electricitat, una part de l'energia elèctrica del cotxe es retorna a la xarxa, es pot reduir considerablement la càrrega de la xarxa sense haver de desplegar tants generadors. A la vall elèctrica, l'excés d'energia de la xarxa elèctrica es pot transmetre als cotxes sense malgastar electricitat. Les estacions de càrrega amb capacitat de connexió a la xarxa són particularment importants en algunes zones remotes d'Europa, on els principals mètodes de generació d'energia es basen en l'energia eòlica i solar. Aquestes fonts d'energia són sensibles al temps i s'han d'emmagatzemar, ja que en cas contrari es malgastaran.

En resum, a partir de la normativa revisada sobre infraestructura de substitució de combustibles publicada el 2025, es pot percebre clarament la determinació i la urgència d'Europa en noves instal·lacions energètiques. En cas contrari, no serà obligatori implementar-la a principis del 2026, sis mesos després de la seva publicació.

Com que és un requisit reglamentari, no és una por per a tothom, sinó una demanda real. Al lloc web europeu de seguiment de les infraestructures de substitució de combustibles, s'enumeren dades detallades que permeten veure de manera clara i intuïtiva el progrés de la construcció de cada país.

Després de la publicació de les regulacions, els estats membres europeus han començat a respondre activament. França va anunciar el novembre de 2025 que proporcionarà subvencions ecològiques per a la compra de vehicles elèctrics privats; el novembre de 2025, Alemanya va publicar un pla director per a la infraestructura de càrrega per al 2030, totalment en línia amb el Reglament de la Unió Europea (AFIR) 2023/1804; A Itàlia, amb les subvencions de cupons, la quota de mercat dels vehicles elèctrics purs només augmentarà un 12,2% el 2025. El desembre de 2025, la petita i remota nació insular de Xipre a Europa es prepara per assignar 4,5 milions d'euros per promoure la mobilitat elèctrica.

Les principals companyies automobilístiques també han començat a llançar models que compleixen amb la norma 15118-20. El model 2026 de la vella empresa de cotxes BMW iX3 és totalment compatible amb la funció VG; el Hyundai IONIQ, que no es ven bé a la Xina, també té previst col·laborar i llançar un model 15118-20 el 2026; també hi ha previstes les sèries EQS de Mercedes Benz i ID de Volkswagen.

Per a les empreses nacionals de piles dedicades al negoci d'exportació, tant si hi esteu disposats com si no, i tant si teniu la capacitat de desenvolupar mòduls SECC de forma independent, les normes ISO 15118-2 i 15118-20 són normes que no es poden eludir per a l'exportació a Europa.

Actualment, segons l'autor, hi ha poques empreses de piles al mercat que admetin la càrrega plug and play ISO 15118-2 (mode PNC), i gairebé no hi ha cap funció de càrrega bidireccional que admeti la ISO 15118-20.

En comptes d'esperar i observar, és millor planificar amb antelació i aprofitar les oportunitats del mercat. Com s'ha esmentat anteriorment, la norma DIN 70121 es va utilitzar àmpliament fa uns anys.