Nov standard EN ISO 15118-1 / 2 za polnilne postaje za električna vozila

Nove zahteve za polnilne postaje: standard EN ISO 15118-1

Evropska komisija je objavila odločitev, ki bo imela velik vpliv na vse proizvajalce električnih vozil in polnilne infrastrukture. Od prihodnjega leta morajo polnilne postaje izpolnjevati standarde serije ISO 15118. Inštitut VDE je zagotovil več storitev prilagajanja in razvija še več postopkov testiranja za zagotovitev skladnosti s standardi.

Od 8. januarja 2026 morajo vse javne polnilnice izpolnjevati zahteve serije standardov EN ISO 15118-1 do -5. Od 1. januarja 2027 bo izvajanje standarda EN ISO 15118-20 postalo obvezno, tudi za zasebno ali delno javno upravljane polnilnice. Ti standardi so temelj za prihodnost usmerjene funkcije, kot so »plug and play«, varna komunikacija med vozili in polnilnicami ter dvosmerno polnjenje (vozilo-omrežje).

Kaj pomeni standard EN ISO 15118-1/2?

Inštitut za testiranje in certificiranje VDE se je zgodaj odzval na nove regulativne zahteve in trenutno razvija standardizirane postopke testiranja. Cilj je proizvajalcem polnilnih postaj z izmeničnim in enosmernim tokom že od zgodnje faze zagotoviti celovite storitve testiranja in zanesljivega certificiranja na podlagi standarda ISO 15118, da se zagotovi, da njihovi izdelki izpolnjujejo specifikacije.

Storitve inštituta VDE za standard ISO 15118 vključujejo testiranje interoperabilnosti in skladnosti polnilne infrastrukture, pripravo standardiziranih poročil o preskusih in potrdil o skladnosti ter oceno integracije novih funkcij, kot sta plug-and-play in V2G.

Evropski predpisi o polnilnih stebrih, IEC 61851-24:2014/2023, Priloga C, že dolgo jasno določajo, da mora biti komunikacija na visoki ravni za polnilne stebre enosmernega toka skladna s standardom DIN SPEC 70121:2014 ali ISO 15118-2:2014 (podprt je lahko eden ali oba).

Ta zahteva predstavlja izziv za nekatera domača podjetja, ki se ukvarjajo z nabijanjem pilotov.

Obstajajo razlike v fizičnih vmesnikih. Evropski standard uporablja vmesnik CCS2 (Combined Charging System 2), kjer si vhodni vtičnici za izmenični in enosmerni tok delita en sam vmesnik; kitajski standard uporablja vmesnik System B, ki ločuje vhode za izmenični in enosmerni tok. To razliko je mogoče odpraviti s strogim upoštevanjem standarda IEC 62196 (ki jasno določa fizične dimenzije in zahteve glede zmogljivosti), zaradi česar je tehnično relativno preprost.

Način komunikacije se razlikuje. To je ključna tehnološka ovira. Kitajska standardna polnilna šoba ima ločeni signalni liniji CAN+ in CAN-, komunikacija med polnilnim stebrom vozila pa uporablja komunikacijo CAN; medtem ko evropska standardna polnilna šoba nima linije CAN, uporablja PLC (komunikacija prek električnega omrežja), ki visokofrekvenčni signal povezuje z 12V, 1kHz PWM nizkofrekvenčnim signalom širinske modulacije impulzov med linijama CP in PE. V primerjavi s komunikacijo CAN je razvoj komunikacijskega protokola PLC težji, dokumentacija odprte kode pa je redka. Zato mnoga podjetja, ki proizvajajo polnilne stebre, kupujejo ločene module SECC (krmilnik komunikacije napajalne opreme), ki svoje podatke o polnjenju pakirajo prek signalov CAN in jih pošiljajo modulu SECC, ki nato komunicira z modulom EVCC (krmilnik komunikacije EV) vozila.

Vendar pa je nakup ali razvoj lastnega modula SECC le prvi korak. Po namestitvi modula SECC v polnilni kup je treba še vedno dokazati, da modul, ko se uporablja s celotnim polnilnim kupom, izpolnjuje zahteve evropskega standarda DIN SPEC 70121:2014 ali ISO 15118-2:2014.

Da bi prihranili stroške, se mnoga podjetja, ki izdelujejo polnilne pilote, odločijo, da bodo podpirala le DIN SPEC 70121, ker je nakup modulov SECC cenejši in lažji za testiranje.

Katere so ključne razlike med standardoma DIN 70121 in serijo ISO 15118 za enosmerne polnilne pilote?

Zgolj podpora standardu DIN 70121 ni več zadostna za izpolnjevanje najnovejših zahtev EU.

EU je junija 2025 objavila DELEGIRANO UREDBO KOMISIJE (EU) 2025/656. Ta uredba je dopolnilo in sprememba UREDBE (EU) 2023/1804 glede brezžičnega polnjenja, električnih cestnih sistemov in oskrbe cestnih prevoznih vozil z vodikom. UREDBA (EU) 2023/1804, bolj znana kot uredba o infrastrukturi za alternativna goriva (AFIR), ki je bila izdana leta 2023, je ključna uredba politike, ki jo je uvedla Evropska unija za pospešitev prehoda na promet z ničnimi emisijami in odpravo neustreznosti infrastrukture za alternativna goriva (elektrika, vodik itd.). Njen cilj je državam članicam naložiti, naj z zakonodajo izboljšajo svoja omrežja infrastrukture za polnjenje in polnjenje, s čimer se zmanjša zaskrbljenost uporabnikov glede dosega in polnjenja goriva ter podpre obsežno uporabo električnih vozil (EV), vozil na vodikove gorivne celice (FCEV) in težkih električnih tovornjakov.

Skratka, EU je objavila revidirano različico uredbe o infrastrukturi za alternativna goriva (AFIR), ki ima polno pravno veljavo, je obvezna in se neposredno uporablja za vse države članice.

Pomembne spremembe vključujejo: Po 8. januarju 2026 morajo vse javno dostopne in na novo nameščene ali prenovljene polnilnice, vključno s polnilnicami za izmenični in enosmerni tok, izpolnjevati vsaj zahteve standarda EN ISO 15118-2:2016. Po 1. januarju 2027 morajo vse javno dostopne in na novo nameščene ali prenovljene polnilne postaje, vključno s polnilnimi stebri za izmenični in enosmerni tok, izpolnjevati vsaj zahteve standarda EN ISO 15118-20:2022. Če polnilna postaja zagotavlja storitve samodejnega preverjanja pristnosti in avtorizacije, kot je PNC (priključi in napolni), mora biti skladna s standardom EN ISO 15118-2:2016 in standardom EN ISO 15118-20:2022. Po 1. januarju 2027 morajo vse polnilne postaje v zasebnih polnilnicah, ki so na novo nameščene ali prenovljene, za polnilne postaje za izmenični tok v načinu 2, izpolnjevati zahteve standarda EN IEC 61851-1:2019; Za polnilne stebre z izmeničnim tokom v načinu 3 in polnilne stebre z enosmernim tokom v načinu 4 morajo biti skladni s standardom EN ISO 15118-20:2022. Skratka, vse nove ali prenovljene javne polnilne postaje z enosmernim tokom, nameščene po letu 2026, morajo biti skladne s standardom EN ISO 15118-2:2016. Vse nove ali prenovljene polnilne postaje z enosmernim tokom in polnilne postaje z izmeničnim tokom v načinu 3, nameščene po letu 2027, morajo biti skladne tudi s standardom EN ISO 15118-20:2022.

V družini polnilnih postaj so izven področja uporabe te direktive le IC-CPD-ji načina 2. Na Kitajskem se te prenosne polnilne postaje imenujejo »polnilniki, nameščeni na vozila«, v Evropi pa njihova moč običajno ne presega 3,7 kW. UREDBA (EU) 2025/656 pojasnjuje, da je PWM (modulacija širine impulzov) zadostna za polnilne postaje z izmeničnim tokom načina 2, ki podpirajo standard ISO 15118-2 ali 20, in končnemu uporabniku ne prinaša nobene dodatne vrednosti.

Za domača podjetja, ki upravljajo polnilne postaje, lahko ta nova uredba ustvari znatne tehnološke ovire. Sprva je bila zahtevana skladnost s standardom DIN 70121, kmalu zatem pa je bila obvezna podpora za standard ISO 15118; zahtevana je bila tudi podpora za standarda ISO 15118-2 in ISO 15118-20. Nekatera podjetja, ki upravljajo polnilne stebre in so želela širiti svoje poslovanje v tujino, teh standardov niso poznala in so morala razumeti razlike med standardi DIN SPEC 70121, ISO 15118-2 in ISO 15118-20 ter namen njihove podpore. Zakaj je v Evropi toliko standardov za komunikacijo med polnilnimi stebri za vozila?

Razvoj standardov serije ISO 15118: od prehodne rešitve do globalnega merila

V začetku leta 2010 je skupna delovna skupina tehničnega odbora IEC 69 ​​(TC69) in tehničnega odbora ISO 22 (TC22) začela sodelovati pri standardih serije ISO 15118 v upanju, da bo rešila problem enotne komunikacije med električnimi vozili in polnilnimi postajami. Ker je delovna skupina obravnavala širok spekter vprašanj in si prizadevala za obsežno, združljivo različico, je bil čas priprave na standarde serije ISO 15118 predolg, zato je bila njihova uradna objava zamujena.

Vendar trg ni mogel čakati. Predvsem nemški proizvajalci avtomobilov si želijo, da bi njihova električna vozila čim prej dosegla skupno polnilno infrastrukturo, da bi si pridobili tržno prednost. Zato so se deležniki v nemški industriji združili in v okviru standarda DIN iz razprav o standardu ISO 15118 izluščili relativno zrele vidike, da bi razvili nemški nacionalni standard, ki bi ga bilo mogoče takoj uveljaviti. Standard DIN SPEC 70121 je bil objavljen leta 2012, posodobljen leta 2014, njegov standard za preskusne specifikacije, DIN SPEC 70122:2018, pa je bil objavljen leta 2018.

Standard ISO 15118 je bil izdan pozno, prva različica pa je bila uradno objavljena leta 2013. Specifični standardi za aplikacijsko plast in standardi testiranja so bili nato izdani v letih 2014 in 2018. ISO 15118 je velika serija standardov, ki se je hitro razvijala. Prva generacija standardov, povezanih s prevodnim nabijanjem, vključuje naslednjih pet standardov: ISO 15118-1 (Splošne zahteve in opredelitve primerov uporabe), ISO 15118-2 (Zahteve protokola aplikacijske plasti), ISO 15118-3 (Zahteve fizične plasti in plasti podatkovnih povezav), ISO 15118-4 (Specifikacije testiranja aplikacijske plasti) in ISO 15118-5 (Specifikacije testiranja fizične plasti). DIN SPEC 70121:2014 je mogoče razumeti kot poenostavljeno različico standarda ISO 15118-2/3. Standard DIN SPEC 70121 podpira samo polnjenje z enosmernim tokom, medtem ko standardi ISO 15118-1 do 5 podpirajo hkratno polnjenje z izmeničnim in enosmernim tokom ter podpirajo tudi šifriranje TLS, funkcijo »plug-and-charge« (PNC) in pametno polnjenje.

Leta 2022 je serija standardov ISO 15118 izdala svoj standard za polnjenje druge generacije, in sicer zgoraj omenjeni standard ISO 15118-20:2022. V primerjavi s standardom ISO 15118-2 podpira tudi šifriranje TLS 1.3, funkcije V2G (vozilo-v-omrežje), brezžično polnjenje WPT (brezžično polnjenje) in ACD (naprava za samodejno povezavo) ter ima ustrezne preskusne standarde: 15118-21 Splošni preskusi, 15118-23 Specifični preskusi za enosmerni tok, 15118-22 Specifični preskusi za izmenični tok (še niso objavljeni), 15118-24 Specifični preskusi za ACD (še niso objavljeni) in 15118-25 Specifični preskusi za WPT (še niso objavljeni). Standard DIN SPEC 70121 je bil prvotno ustvarjen kot prehodna rešitev za podporo hitremu razvoju trga električnih vozil pred izdajo standarda ISO 15118. Vendar pa pri dejanskih komunikacijskih odločitvah med polnilnimi postajami in vozili, tudi če tako vozilo kot polnilna postaja podpirata tako standarda DIN SPEC 70121 kot ISO 15118, v večini scenarijev še vedno prevladuje standard DIN SPEC 70121. Poleg prednosti prvega ponudnika, ki jo ponuja standard DIN SPEC 70121, je najpomembnejši razlog pomanjkanje kompleksnih primerov uporabe na visoki ravni (TLS/PNC/V2G/WPT itd.).

Zakaj nova uredba o infrastrukturi za alternativna goriva zdaj zahteva polno podporo za standarda ISO 15118-2 in ISO 15118-20?

Temeljna logika obveznega spodbujanja standardov serije ISO 15118 s strani EU

Evropska komisija ima pomisleke glede industrijske politike.

Infrastruktura za alternativna goriva (Direktiva 2014/94/EU o vzpostavitvi infrastrukture za alternativna goriva) je bila prvič objavljena leta 2014, vendar takrat ni bila uredba, temveč le direktiva.

Direktive se od obveznih predpisov razlikujejo po tem, da le določajo rezultate, ki jih je treba doseči, vendar ne določajo jasnih količin zahtev, kar državam članicam omogoča, da samostojno razvijejo metode izvajanja.

Na primer, direktiva o infrastrukturi za alternativna goriva iz leta 2014 je vključevala tudi zahteve za polnilne postaje, bencinske črpalke za vodik in bencinske črpalke, vendar je navedla le, da morajo imeti »ustrezno gostoto pokritosti«, ne da bi določila številčne cilje, kar je vodilo do razdrobljenosti in neenakomernega razvoja infrastrukture po vsej EU. Države z dobro razvitimi in razširjenimi sistemi električnih vozil (EV) so seveda bolj pripravljene vlagati, medtem ko tiste z počasnejšim razvojem EV napredujejo počasneje. V zadnjih letih je bil svetovni razvoj EV hiter (prodor EV na Kitajskem je presegel 50 %), vendar sta v Evropi šibka polnilna infrastruktura in kompleksno delovanje povzročila slabo uporabniško izkušnjo za uporabnike EV, kar je oviralo prehod na prevoz z ničelnimi emisijami ogljika.

DIN SPEC 70121 je kot prehodni sporazum dosledno služil kot glavni standard zaračunavanja, kar je dokaz za to.

Evropska komisija je prepoznala potrebo po pospešitvi gradnje nove energetske infrastrukture; sicer ne bi bilo le težko doseči ciljev zmanjšanja emisij ogljika do leta 2050, temveč bi tudi zaostali v konkurenci v avtomobilski industriji in industriji distribuirane energije. Da bi to stanje obrnili, je EU leta 2023 nadgradila Direktivo 2014/94/EU v uredbo (UREDBA (EU) 2023/1804) in jasno opredelila cilj: do leta 2025 mora biti na vsakih 60 kilometrov nameščena polnilnica s skupno močjo najmanj 400 kW. Ta polnilna postaja mora vključevati vsaj en polnilni steber z močjo 150 kW ali več. Do leta 2027: Skupna potrebna moč polnilnih postaj na 60 kilometrov se bo povečala na 600 kW in mora vključevati vsaj eno polnilnico z izhodno močjo 150 kW ali več.

Evropska komisija ima vzpostavljene vidike industrijske politike.

Direktiva o vzpostavitvi infrastrukture za alternativna goriva (Direktiva 2014/94/EU) je bila prvič izdana leta 2014, sprva kot direktiva in ne kot uredba.

Za razliko od obveznih zahtev predpisov direktive določajo želene rezultate, ne da bi jih jasno količinsko opredelile, kar državam članicam omogoča, da razvijejo lastne metode izvajanja.

Na primer, Direktiva o infrastrukturi za alternativna goriva iz leta 2014 je prav tako opredelila zahteve za polnilne postaje, bencinske črpalke za vodik in bencinske črpalke za stisnjen zemeljski plin (CNG), vendar je navedla le „ustrezno gostoto pokritosti“, ne da bi navedla konkretne številke. To je privedlo do razdrobljenosti in neenakomernega razvoja infrastrukture po vsej EU. Države z naprednim in razširjenim razvojem električnih vozil so seveda bolj pripravljene vlagati, medtem ko države z počasnejšim razvojem električnih vozil napredujejo počasneje. V zadnjih letih se je svetovni trg električnih vozil (EV) hitro razvil (prodor EV na Kitajskem je presegel 50 %). Vendar pa sta v Evropi šibka polnilna infrastruktura in kompleksno delovanje povzročila slabo uporabniško izkušnjo za uporabnike EV, kar je oviralo prehod na prevoz z ničelnimi emisijami ogljika.

DIN SPEC 70121 je kot prehodni sporazum dosledno služil kot glavni standard zaračunavanja, kar je dokaz za to.

Evropska komisija je prepoznala potrebo po pospešitvi gradnje nove energetske infrastrukture; sicer ne bi bilo le težko doseči ciljev zmanjšanja emisij ogljika do leta 2050, temveč bi tudi zaostali v konkurenci v avtomobilski industriji in industriji distribuirane energije. Da bi to stanje obrnili, je EU leta 2023 nadgradila Direktivo 2014/94/EU v uredbo (UREDBA (EU) 2023/1804) in jasno opredelila cilje: Do leta 2025: na vsakih 60 kilometrov mora biti nameščena polnilnica s skupno močjo najmanj 400 kW. Ta polnilna postaja mora vključevati vsaj en polnilni steber z močjo 150 kW ali več. Do leta 2027: skupna potrebna moč polnilnih postaj se bo na vsakih 60 kilometrov povečala na 600 kW in mora vključevati vsaj en polnilni steber z močjo 150 kW ali več.