Protokoller og tjenester for elbillading

Lading kan mislykkes selv om kontakten passer og begge sider kan håndtere samme spenning. En komplett ladeøkt avhenger også av signalering, digitale protokoller, påloggingsinformasjon, operatørsystemer, roamingforbindelser og betalingstjenester.

Kommunikasjonslagene

Elbillading bruker flere grensesnitt med ulike oppgaver:

Fra kjøretøy til EVSE: Grunnleggende signalering fastslår at et kjøretøy er tilkoblet og kommuniserer sikre strømgrenser. Kommunikasjon på høyt nivå kan deretter utveksle ladeparametere, identifikasjon, sertifikater, tidsplaner og meldinger om energioverføring.
Fra EVSE til styringssystem: Ladestasjonen rapporterer status, mottar konfigurasjon, kontrollerer autorisasjon, registrerer transaksjoner og kan motta ladegrenser fra et sentralt system.
Fra operatør til mobilitetstjenesteleverandør: Roamingforbindelser utveksler steder, tilgjengelighet, priser, påloggingsinformasjon, ladeøkter og laderegistreringer mellom organisasjoner.
Kontrakts- og betalingstjenester: Kontoer, sertifikater, behandling av bankkort, fakturaer og oppgjør avgjør hvem som kan lade, og hvem som blir fakturert.

Disse lagene henger sammen, men kan ikke erstatte hverandre. ISO 15118 dekker hovedsakelig kommunikasjon på høyt nivå mellom kjøretøyets kommunikasjonskontroller og forsyningsutstyrets kommunikasjonskontroller. OCPP kobler en ladestasjon til styringssystemet. Roamingprotokoller kobler sammen ladeoperatører, mobilitetstjenesteleverandører eller knutepunkter.

Den elektriske energiens vei beskrives i EV Charging: The Complete System, mens kontaktgeometri og regionale grensesnitt beskrives i EV Charging Connectors and Inlets.

Hva skjer før og etter at energien flyter?

En vanlig konduktiv ladeøkt går gjennom flere kontroller:

Kontakten og inntaket kobles sammen, og nærhets- eller låsekretser angir tilkoblingsstatusen.
Grunnleggende signalering forteller kjøretøyet hvor mye strøm EVSE-en kan gjøre tilgjengelig, og bekrefter at ladingen kan starte på en sikker måte.
Der det støttes, oppretter kommunikasjon på høyt nivå en digital økt og utveksler egenskaper og ladeparametere.
Føreren eller kjøretøyet presenterer påloggingsinformasjon. En lokal liste eller et backendsystem avgjør om den er autorisert.
Stasjonen og kjøretøyet fullfører sikkerhetssekvensen. Under DC-lading koordinerer de også spenning og strøm før høyspenningsforbindelsen lukkes.
Målerverdier, status og transaksjonshendelser registreres mens energien overføres.
Når økten stopper, oppretter operatøren en laderegistrering, og den ansvarlige tjenesten fakturerer eller gjør opp transaksjonen.

Ikke alle økter bruker alle nettverkslagene. En privat ladeboks kan autorisere lokalt og fungere uten en aktiv skytilkobling. En offentlig roamingøkt kan involvere kjøretøyet, stasjonen, ladepunktoperatøren, mobilitetstjenesteleverandøren, roamingplattformen og betalingsformidleren.

Autentisering, autorisasjon og betaling

Disse tre begrepene beskriver ulike beslutninger:

Autentisering kontrollerer identiteten eller gyldigheten til påloggingsinformasjon, for eksempel en RFID-brikke, en appkonto, et bankkort eller et kjøretøysertifikat.
Autorisasjon avgjør om påloggingsinformasjonen kan starte en økt ved det aktuelle ladepunktet i henhold til gjeldende kontrakt eller ad hoc-vilkår.
Betaling og oppgjør overfører penger og fordeler inntekter og gebyrer under eller etter økten.

En app kan autentisere en fører, men autorisasjonen kan mislykkes fordi stasjonen ligger utenfor leverandørens roamingdekning. Et bankkort kan støtte ad hoc-betaling uten at det opprettes en kontrakt med en mobilitetstjenesteleverandør. Europeiske regler skiller på en nyttig måte mellom ad hoc-lading og kontraktsbasert betaling og definerer separate roller for operatøren og mobilitetstjenesteleverandøren. EU Regulation 2023/1804 — Alternative fuels infrastructure

Plug & Charge og ISO 15118

Plug & Charge gjør det mulig for et kompatibelt kjøretøy å presentere et kontraktssertifikat gjennom ladetilkoblingen, slik at autentisering og autorisasjon kan skje uten et separat kort eller en handling i en app. Sertifikatkjeden og den støttende infrastrukturen for offentlige nøkler hjelper partene med å avgjøre om kontraktens påloggingsinformasjon er pålitelig. CharIN — Plug & Charge

Plug & Charge er ikke et synonym for alle metoder for automatisk start. Noen systemer identifiserer et kjøretøy gjennom en nettverkskonto eller en annen kjøretøyidentifikator uten å bruke sertifikatmodellen i ISO 15118. Metodene kan oppleves like for føreren selv om de har ulike egenskaper for sikkerhet, personvern og interoperabilitet.

ISO 15118 omfatter også mer enn Plug & Charge. Serien med flere deler definerer brukstilfeller og kommunikasjon mellom elbilen og EVSE-en for funksjoner som omfatter ladestyring, identifikasjon, betalingsrelatert informasjon, planlegging og toveis energioverføring. ISO 15118-2 og ISO 15118-20 representerer ulike generasjoner av applikasjonsprotokollen, så en påstand om «støtte for ISO 15118» bør angi den implementerte delen og funksjonene. ISO 15118-1:2019 — General information and use-case definition ISO 15118-2:2014 — Network and application protocol requirements ISO 15118-20:2022 — Second-generation network and application requirements

Endringen av ISO 15118-20, som ble publisert i 2026, legger til tjenester for distribuerte energiressurser med AC og Megawatt Charging System sammen med et revidert sikkerhetskonsept. Publiseringen gjør ikke eldre kjøretøy eller stasjoner kompatible med disse funksjonene. ISO 15118-20:2022/Amd 1:2026 — AC DER, MCS, and security amendment

OCPP, roaming og operatørroller

Open Charge Point Protocol (OCPP) brukes mellom en ladestasjon og et styringssystem for ladestasjoner. Det kan overføre funksjoner for autorisasjon, transaksjoner, enhetsadministrasjon, overvåking, smartlading og støtte for ISO 15118. Støtte for OCPP beviser ikke at en bil og en stasjon kan bruke Plug & Charge, fordi kjøretøygrensesnittet, sertifikatene, backendintegrasjonene og mobilitetskontrakten også må fungere. Open Charge Alliance — Open Charge Point Protocol

En ladepunktoperatør (CPO) administrerer og driver ladepunkter og leverer ladetjenesten. En leverandør av e-mobilitetstjenester (eMSP) selger ladetjenester eller kontrakter til førere. Ett selskap kan utføre begge rollene, men roaming kobler ofte førerens eMSP til en annen CPO.

Open Charge Point Interface (OCPI) er en av protokollene som brukes til denne utvekslingen mellom operatør og leverandør. Den kan overføre steder, priser, påloggingsinformasjon, økter, detaljerte laderegistreringer og kommandoer. Andre bilaterale protokoller eller knutepunktprotokoller kan fylle en lignende rolle, så roamingstøtte må kontrolleres mellom de aktuelle leverandørene fremfor å utledes fra kontakten eller bilen. EVRoaming Foundation — Open Charge Point Interface

En reservasjon legger til enda en kjede av avhengigheter. Appen eller leverandøren må be om den, operatørens backendsystem må godta den, og stasjonen må håndheve den overfor andre brukere. En reservasjon kan reservere tilgang til et ladepunkt, men den kan ikke garantere at maskinvaren fungerer, er tilgjengelig eller kan levere den annonserte effekten når kjøretøyet ankommer.

Hvorfor kompatible systemer fortsatt kan svikte

Feilstedet er ofte et annet enn det synlige symptomet:

En feil i kontakten eller låsen stopper det fysiske håndtrykket.
Uoverensstemmelse i signalering eller protokoll hindrer kjøretøyet og EVSE-en i å bli enige om en økt.
Et utløpt eller ikke-klarert sertifikat blokkerer Plug & Charge.
Et brudd mellom stasjonen og backendsystemet hindrer nettbasert autorisasjon selv om kraftmaskinvaren fungerer.
En roamingavtale mangler nødvendig påloggings-, pris- eller stedsinformasjon.
Økten starter, men behandlingen av betalingen eller laderegistreringen mislykkes senere.

Førere bør derfor kontrollere mer enn kontakttypen. Nyttige spørsmål er om kjøretøyet og stasjonen støtter de samme ISO 15118-funksjonene, om nettverket aktiverer Plug & Charge for det aktuelle kjøretøyet og kontrakten, om førerens leverandør har roaming med operatøren, hvilken ad hoc-betalingsmetode som er tilgjengelig, og hva som skjer når stasjonen mister forbindelsen.

Utforming av offentlige hurtigladesteder, effektdeling, driftssikkerhet og konsekvenser for ruteplanlegging beskrives i DC Fast Charging.