ISO 15118-20:2022 Wie Codico die neue EU-Verordnung für Ladestationen unterstützt

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Ab 1.1.2027 muss die ISO 15118-20:2022 für neu installierte sowie renovierte Ladestationen implementiert werden. Diese Norm regelt die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeugen (EV) und Ladestationen (EVSE), um verbesserte Interoperabilität, Sicherheit beim Laden sowie V2G zu gewährleisten. Codico ist dafür gerüstet.

Die Verordnungen (EU) 2023/1804 bzw. beziehungsweise 2025/656 des Europäischen Parlaments und des Rates konzentrieren sich auf öffentlich zugängliche sowie private Ladestationen für Wechselstrom und Gleichstrom.

Die Europäische Union arbeitet im Rahmen ihrer umfassenderen Strategie zur Integration von Elektrofahrzeugen in das Energiesystem aktiv an Vorschriften zur Unterstützung und Förderung des bidirektionalen Ladens, auch bekannt als V2G (Vehicle-to-Grid).

Ausnahmen für bestehende, öffentlich zugängliche Ladeinfrastrukturen

Eines vorweg: Bestehende Ladeinfrastrukturen müssen nicht nachgerüstet werden. Bestehende öffentlich zugängliche Ladepunkte für die Ladebetriebsart 3 und 4 mit Low-Level-Kommunikationslösungen wie PWM, die bereits in der Lage sind, mit auf dem Markt befindlichen und mit EN ISO 15118-2:2016 ausgerüsteten Elektrofahrzeugen zu kommunizieren, werden von der Umsetzung der Teile 1 bis 5 der Norm EN ISO 15118 oder nachfolgender erweiterter Versionen wie EN ISO 15118-20:2022 ausgenommen.

Der Begriff „instandgesetzt“ bzw. „renoviert“ soll als umfangreicher oder vollständiger Ersatz relevanter Ausrüstung für Ladepunkte verstanden werden.

Regelmäßige Aktualisierungen bei der Instandhaltung, einschließlich des Austauschs bestimmter Komponenten wie Ladekabel, sollten nicht als Instandsetzung betrachtet werden.

Aber, soweit technisch möglich, sollen die Betreiber bestehende Ladepunkte auf dem Markt so aktualisieren, dass diese zusätzlich zu EN ISO 15118-2:2016 auch die Norm EN ISO 15118-20:2022 sowie andere potenziell bestehende Low-Level-Kommunikationslösungen wie die Pulsweitenmodulation (PWM) gemäß EN IEC 61851-1:2019 unterstützen.

Dies bedeutet ein gleichzeitiges Vorhandensein von ISO-2:2016 und ISO-20:2022. Bereits heute sind DC-Charger mit bis zu drei Software Stacks ausgestattet: DIN 70121, ISO 15118-2 und ISO 15118-20. Die Ladestation muss dem anzuschließenden Fahrzeug diese Normen anbieten, denn die Fahrzeuge unterstützen eventuell nur eine dieser Spezifikationen, und ein Ladeabbruch und nachfolgender Wechsel zwischen den Normen ist zu vermeiden.

Plug-and-Charge: automatische Authentifizierung und Autorisierung

Ein Wort zu Plug-and-Charge (PnC): Betreiber öffentlich zugänglicher Ladepunkte können freiwillig entscheiden, ob sie PnC-Dienste im Einklang mit den in den Normteilen EN ISO 15118-2:2016 und EN ISO 15118-20:2022 festgelegten Optionen anbieten.

PnC-Dienste sind eine technologische Lösung, die durch die Normteile EN ISO 15118-2:2016 und EN ISO 15118-20:2022 ermöglicht wird. Sie sieht eine automatische Authentifizierung und Autorisierung zwischen dem Elektrofahrzeug und der Ladestation vor.

Dies ermöglicht die Durchführung eines Ladevorgangs auf der Grundlage einer vertragsbasierten Zahlung zwischen dem Endnutzer und dem Mobilitätsdienstleister, einschließlich Abrechnungsinformationen. Für die Durchführung eines Ladevorgangs müssen Fahrer von Elektrofahrzeugen lediglich die Kupplung eines Ladepunkts mit dem Elektrofahrzeug verbinden, wodurch der Prozess automatisch beginnt. Die EU-weite Umsetzung von PnC-Diensten sowie die Möglichkeit für die Endnutzer, in der gesamten EU interoperablen Zugriff auf diese Dienste zu haben, sollen das Aufladen von Elektrofahrzeugen weiter vereinfachen und die Nutzererfahrung insgesamt verbessern.

Codico bietet Lösungen mit Qualcomms aktuellem PLC-Chip QCA7006AQ

Codico ist bestens gerüstet, die notwendigen Designanforderungen mit seinem Portfolio an Powerline-Communication-Lösungen, basierend auf der ISO 15118-3:2016, zu unterstützen. Geeignet dafür sind sowohl das bewährte RED-BEET-2.0-Modul von 8Devices als Hardware-PLC-Modem, als auch das Dropbeats DB2605-System-on-Module (SOM) mit integriertem Software Stack. Ab einer bestimmten Projektgröße steht darüber hinaus Unterstützung für Chip-down-Designs zur Verfügung. Alle Lösungen basieren auf dem neuesten PLC-Chip QCA7006AQ von Qualcomm.

Softwareseitig arbeitet Codico mit verschiedenen Partnern zusammen und kann somit Hardware und Software aus einer Hand anbieten. Die Softwarepartner unterstützen ihrerseits die Implementierung bereits verifizierten ISO-15118-Stacks, um die Integration abzuschließen. Für die genannten Lösungen stehen entsprechende Evaluierungsboards zur Verfügung. Amendment 1 der ISO 15118-20 führt neue Funktionen wie den AC-DER-Dienst (Distributed Energy Resource), den MCS-Dienst (Megawatt-Charging-System) und ein verbessertes Sicherheitskonzept ein. Diese Änderung ist entscheidend für die Ermöglichung einer erweiterten Netzinteraktion wie V2G-(Vehicle-to-Grid) und V2H-Anwendungen (Vehicle-to-Home), indem sie spezifiziert, wie Elektrofahrzeuge Netzcodes (grid-codes) kommunizieren und zur Netzstabilisierung beitragen können. Neben der genannten EN ISO 15118-20:2022 sollen ab 2027 auch die Normen ISO 15118-1:2019, ISO 15118-2:2016, ISO 15118-3:2016, ISO 15118-4:2019 und ISO 15118-5:2019 Grundlage der Ladestationen sein.

Die ISO 15118-4 zum Beispiel beschreibt die „network and application protocol conformance tests“ bezogen auf die ISO 15118-2. Für die verbindlich werdende ISO 15118-20 ist dann die entsprechende Conformance-Testung in der ISO 15118-21 beschrieben. Auch hier bietet Codico Anwendungslösungen zur Interoperabilitätsprüfung an – Simulatoren, Sniffer aber auch Conformance-Tester stehen zur Auswahl.

Codico bietet zudem eine große Auswahl an geeigneten PLC-Coupling-Transformer von Elytone, sowohl für EV- als auch für EVSE-Anwendungen. Diese etablierten Koppler zeichnen sich durch eine sehr geringe Einfügedämpfung im Bereich von 3 bis 30 MHz aus, kombiniert mit allen erforderlichen Eigenschaften (AEC-Q200, Isolation usw.), die von den Märkten gefordert werden.

Für PLC-Anwendungen steht eine 25-MHz-Quarzeinheit von TXC (AM-Serie, Baugröße 3225, 25 MHz) zur Verfügung. Der Quarz ist kompatibel mit den Qualcomm-Chips QCA7005 und QCA7006, die eine Gesamtfrequenztoleranz von ±25 ppm erfordern. Am Markt erfüllt derzeit ausschließlich TXC diese ±25 ppm, einschließlich einer Alterung über zehn Jahre.

Darüber hinaus bietet Codico alles, was für einen zuverlässigen und effizienten EV-Ladeanschluss benötigt wird. Das Portfolio umfasst Typ-2-Ladesteckdosen nach IEC 62196-2 und fest installierte EV-Ladekabel. Für sichere elektrische Verbindungen und eine Zugentlastung sind diese kundenspezifisch mit Anschlussklemmen an einem Ende und Kabelverschraubungen auf der Geräteseite ausgestattet. Direkte Leiterplattenkontakte für eine zuverlässige Leistungsübertragung werden ebenfalls unterstützt – perfekt für kundenspezifische „Cost-down“-Designs.

Für das Innere der Ladestation gibt es eine breite Palette flexibler interner Verdrahtungs- und PCB-Verbindungslösungen für verschiedene Leiterplattenausrichtungen, darunter auch toleranzausgleichende Board-To-Board-Verbinder und SMT-Jumper-Kabel. Hebelklemmen sorgen für reibungslose, werkzeugfreie und schnelle Leitungsanschlüsse.

Um alles kühl zu halten, runden AC- und DC-Lüfter für ein effektives Temperaturmanagement in kompakten Gehäusen das Sortiment ab. (mk)

* Christian Nick ist Product Line Manager bei Codico.

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