ISO 15118-20 (Vehicle-to-Grid-Kommunikationsschnittstelle der zweiten Generation)

ISO 15118-20 ist die 2022 veröffentlichte zweite Generation des Kommunikationsstandards ISO 15118 für Vehicle-to-Grid. Sie ergänzt die native bidirektionale Energieübertragung (Bidirectional Power Transfer, BPT) für die Anwendungsfälle Vehicle-to-Grid, Vehicle-to-Home und Vehicle-to-Building, macht die gegenseitige Authentifizierung über TLS 1.3 verpflichtend und unterstützt die Verwaltung mehrerer Verträge für Plug & Charge.

Auf Ebene des Anwendungsprotokolls ist sie nicht abwärtskompatibel mit ISO 15118-2. Eine Ladestation, die Fahrzeuge mit beiden Versionen bedienen soll, muss daher beide Protokollstacks implementieren und beim Aufbau des Ladevorgangs die passende Version auswählen.

Eckdaten

Merkmal	Details
Normungsgremium / Urheber	ISO, entwickelt in Zusammenarbeit innerhalb des ISO- und IEC-Normungsumfelds für das Laden von Fahrzeugen
Aktuelle Version	ISO 15118-20:2022
Letzte Änderung	ISO 15118-20:2022/Amd 1:2026, mit AC-DER-Diensten, MCS-Diensten und einem verbesserten Sicherheitskonzept
Erscheinungsjahr	2022
Was sie verbindet	Elektrofahrzeug und Ladestation
Wichtigste Neuerungen	Bidirektionale Energieübertragung, TLS 1.3, gegenseitige Authentifizierung, Dynamic Control Mode und Verwaltung mehrerer Verträge
Kompatibilität	Erfordert eine separate Protokollimplementierung neben ISO 15118-2
Regulatorische Relevanz in der EU	Ab 1. Januar 2027 vorgeschrieben für neu installierte oder renovierte öffentlich zugängliche AC- und DC-Ladepunkte sowie für private Ladepunkte mit Mode 3 oder Mode 4, die in den Anwendungsbereich der Verordnung fallen

Was ist ISO 15118-20?

ISO 15118-20 ist ein Teil der Norm ISO 15118 für die digitale Kommunikation zwischen einem Elektrofahrzeug und einer Ladestation.

ISO 15118-2, veröffentlicht 2014, definierte die Kommunikation der ersten Generation auf Netzwerk- und Anwendungsebene, unter anderem für Smart Charging und die Authentifizierung per Plug & Charge beim unidirektionalen Laden. ISO 15118-20, veröffentlicht 2022, ist die zweite Generation dieser Anwendungsebene und eine grundlegende Überarbeitung, keine punktuelle Revision.

Drei Änderungen prägen sie.

Erstens legt ISO 15118-20 die Nachrichten und Kommunikationsabläufe fest, die für die bidirektionale Energieübertragung erforderlich sind, also die Kommunikation, mit der ein Fahrzeug Strom sowohl beziehen als auch zurückgeben kann. Das ermöglicht eine standardisierte Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation für die Anwendungsfälle Vehicle-to-Grid (V2G), Vehicle-to-Home und Vehicle-to-Building.

Zweitens verbessert sie die Sicherheit. ISO 15118-20 nutzt TLS 1.3 und gegenseitige Authentifizierung, mit eigenen kryptografischen Profilen und Zertifikatsanforderungen, die sich von denen in ISO 15118-2 unterscheiden. Fahrzeug und Ladestation können sich so beim sicheren Plug-&-Charge-Handshake gegenseitig verifizieren.

Drittens führt ISO 15118-20 neue Nachrichtensätze auf Anwendungsebene ein, statt die von ISO 15118-2 einfach zu erweitern. Die Unterstützung beider Generationen erfordert daher getrennte Protokollprofile und eine sorgfältige Aushandlung der jeweiligen TLS-Versionen, Cipher Suites und Zertifikate.

Die allgemeine Funktionsweise von ISO 15118, die PKI-Vertrauenskette und den vollständigen V2G-Nachrichtenablauf beschreibt der umfassende ISO-15118-Leitfaden für CPOs und eMSPs. Dieser Eintrag konzentriert sich darauf, was -20 neu einführt und was das in der Praxis bedeutet.

Warum ISO 15118-20 zählt

Für Ladestationsbetreiber (CPOs) und E-Mobilitätsanbieter (eMSPs) liegt ISO 15118-20 an der Schnittstelle zwischen einer regulatorischen Frist und einem möglichen neuen Markt für Energiedienstleistungen mit zusätzlichen Erlösen.

Auf regulatorischer Seite verlangt die Delegierte Verordnung (EU) 2025/656 der Kommission, die die AFIR ändert, dass neu installierte oder renovierte öffentlich zugängliche AC- und DC-Ladepunkte ab dem 1. Januar 2027 EN ISO 15118-20:2022 erfüllen. Bei privaten Ladepunkten gilt die Anforderung für das Laden mit Mode 3 und Mode 4. Öffentliche Ladepunkte mit automatischer Authentifizierung und Autorisierung müssen sowohl EN ISO 15118-2:2016 als auch EN ISO 15118-20:2022 unterstützen.

Auf der Erlösseite bietet ISO 15118-20 die standardisierte Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation, die ein geparktes Elektrofahrzeug für die Teilnahme an bidirektionalen Energiediensten braucht. Sie standardisiert den Austausch, mit dem Fahrzeug und Ladestation das Entladen aushandeln, und schafft so die Grundlage für Energiearbitrage, Peak Shaving und Dienste zum Netzausgleich. Der Haken, der unten unter „In der Praxis“ behandelt wird: Der Standard ist notwendig, aber nicht ausreichend, um diesen Nutzen zu erzielen.

In der Praxis

Das häufigste Missverständnis zu ISO 15118-20 ist, eine „-20-konforme“ Ladestation mit einer „V2G-fähigen, erlösbringenden“ Ladestation gleichzusetzen. Das ist nicht dasselbe, und der Unterschied entscheidet darüber, ob ein bidirektionaler Einsatz tatsächlich etwas einbringt.

ISO 15118-20 regelt die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation. Sie ermöglicht es beiden, sich darüber abzustimmen, ob Strom in beide Richtungen fließen darf, welche Grenzen gelten und wie Laden oder Entladen lokal gesteuert werden soll. Sie sagt nichts darüber aus, wie das Backend des Betreibers diesen Energiefluss plant, misst oder abrechnet. Diese Aufgabe gehört zum Backend-Protokoll OCPP, genauer zu OCPP 2.1, veröffentlicht am 23. Januar 2025. OCPP 2.1 bringt native Unterstützung für ISO 15118-20, einen Funktionsblock Bidirectional Charging und einen Funktionsblock DER Control und bietet damit einen standardisierten Weg, auf dem eine kompatible Ladestation und ein CSMS die für den bidirektionalen Betrieb nötigen Informationen austauschen. Ein vollständiger kommerzieller Einsatz kann zusätzlich Systeme für Energiemanagement, Messung, Abrechnung, Aggregation und Netzintegration erfordern.

Die praktische Folge: Wer Hardware mit ISO-15118-20-Unterstützung ohne kompatibles Backend und ohne Energiemanagement-Funktionen kauft, schränkt seine Möglichkeiten ein, bidirektionale Energieflüsse zu koordinieren und zu vermarkten.

Auf der Plattform von AMPECO wird ISO 15118 nativ über Hubject Plug & Charge unterstützt, ebenso OCPP 2.0.1 und 2.1. Der Handshake zwischen Fahrzeug und Ladestation und die Planung im Backend werden so in einem einzigen System abgewickelt.

Die Interoperabilität reift weiter. Die Testprogramme von CharIN konzentrieren sich gezielt auf die Kommunikation nach ISO 15118-20, TLS 1.3, gegenseitige Authentifizierung, gesteuertes Laden und bidirektionales Laden. Das zeigt, dass diese Funktionen in der realen Implementierung und im Test angekommen sind, aber weiterhin eine sorgfältige herstellerübergreifende Validierung erfordern.

ISO 15118-2 und ISO 15118-20: Was ist neu?

ISO 15118-20 ist eine grundlegende Weiterentwicklung von ISO 15118-2, keine kleine Revision. Die Standards verwenden getrennte Profile für Anwendungsebene und Sicherheit. Eine Ladestation oder ein Fahrzeug, das beide unterstützen muss, muss daher beide Protokollgenerationen implementieren und beim Aufbau der Sitzung das passende Profil auswählen.

Für CPOs, die Investitionen in Ladeinfrastruktur planen, bedeutet das in der Praxis, dass beide Standards nebeneinander bestehen müssen. Ladestationen brauchen ISO 15118-2, um Fahrzeuge mit dem Protokoll der ersten Generation zu bedienen, und ISO 15118-20, um neuere Funktionen zu unterstützen und die ab 2027 geltenden EU-Anforderungen an die Interoperabilität zu erfüllen.

Merkmal	ISO 15118-2 (2014)	ISO 15118-20 (2022)
Protokollgeneration	Erste Generation	Zweite Generation
TLS-Profil	TLS 1.2 für Plug & Charge	TLS 1.3
TLS-Authentifizierung	Das Fahrzeug authentifiziert die Ladestation; gegenseitiges TLS ist nicht erforderlich	Gegenseitige Authentifizierung
Energiefluss	Überwiegend unidirektionales Laden; kein nativer BPT-Nachrichtensatz	Native bidirektionale Energieübertragung
V2X-Anwendungsfälle	Nicht nativ unterstützt	Unterstützt V2G, V2H und V2B
Steuerungsmodi	Scheduled Control	Scheduled und Dynamic Control
Vertragsverwaltung	Modell der ersten Generation, auf einen einzelnen Vertrag ausgerichtet	Verwaltung mehrerer Verträge
Kryptografisches Profil	Ältere Cipher Suites, Kurven und Zertifikatsparameter	Aktualisierte Cipher Suites und Zertifikatsparameter für TLS 1.3
Kompatibilität der Anwendungsebene	–	Getrennt von ISO 15118-2; eine Dual-Stack-Implementierung ist erforderlich
Relevanz für den Einsatz in der EU	Nötig für die bestehende Fahrzeugflotte und das Nebeneinander mit Plug & Charge beim öffentlichen Laden	Ab 1. Januar 2027 vorgeschrieben für betroffene neu installierte oder renovierte Ladepunkte

ISO 15118-20 ermöglicht bidirektionale Kommunikation auf der Ebene zwischen Fahrzeug und Ladestation, schafft aber allein noch keinen vollständigen V2G-Einsatz. Um bidirektionale Energieflüsse zu koordinieren und zu vermarkten, braucht es außerdem Backend- und Energiemanagement-Funktionen.

FAQs

Ist ISO 15118-20 abwärtskompatibel mit ISO 15118-2?

Nein. ISO 15118-20 ersetzt die in ISO 15118-2 verwendeten Nachrichtensätze, sodass eine Ladestation, die nur -20 beherrscht, und ein Fahrzeug, das nur -2 beherrscht, keinen gemeinsamen Ladevorgang abschließen können. Um sowohl die heutige Fahrzeugflotte als auch neuere Fahrzeuge zu bedienen, muss eine Ladestation beide Protokollstacks implementieren und zu Beginn jedes Ladevorgangs aushandeln, welche Version verwendet wird.

Ab wann ist ISO 15118-20 in Europa Pflicht?

Nach der Delegierten Verordnung (EU) 2025/656 der Kommission, die die AFIR ergänzt, wird EN ISO 15118-20:2022 ab dem 1. Januar 2027 verpflichtend für neu installierte oder renovierte öffentlich zugängliche AC- und DC-Ladepunkte sowie für private Ladepunkte mit Mode 3 und Mode 4.

Ist ISO 15118-20 dasselbe wie V2G?

Nein. ISO 15118-20 ist der Kommunikationsstandard, der standardisiertes V2G möglich macht, ebenso wie V2H und V2B. V2G ist ein Anwendungsfall, den der Standard ermöglicht, kein Synonym dafür. Fahrzeug und Ladestation nutzen ISO 15118-20, um sich auf einen bidirektionalen Energiefluss zu einigen; V2G beschreibt, was dieser Fluss bewirkt, wenn Energie ins Netz zurückfließt.

Setzt ISO 15118-20 OCPP 2.1 voraus?

Nein. ISO 15118-20 regelt die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation und setzt kein bestimmtes Backend-Protokoll voraus. OCPP 2.1 ist jedoch die maßgebliche OCPP-Version für die standardisierte Unterstützung von ISO 15118-20, bidirektionalem Laden und DER Control zwischen Ladestation und CSMS. Ein vollständiger V2G-Einsatz kann zusätzlich weitere Systeme für Energiemanagement und Vermarktung erfordern.