ISO 15118 ist ein internationaler Kommunikationsstandard f\u00fcr Elektrofahrzeuge, den die Internationale Organisation f\u00fcr Normung (ISO) und die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) entwickelt haben, um ein gemeinsames Kommunikationsprotokoll f\u00fcr Elektrofahrzeuge (E-Autos), Ladepunkte (CPs) und Ladestationsmanagementsysteme (CPMS) zu schaffen. ISO 15118 legt fest, wie diese Ger\u00e4te Authentifizierungs- und Autorisierungsdaten, Ladeparameter und Abrechnungsinformationen sicher und zuverl\u00e4ssig austauschen.<\/p>\n\n\n\n
ISO 15118 st\u00fctzt sich auf zwei zentrale Steuerger\u00e4te, die die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation steuern:<\/p>\n\n\n\n
ISO 15118 definiert die Kommunikationsschnittstelle zwischen einem Elektrofahrzeug und einer Ladestation. Der Standard ersetzt einfache analoge Signale durch eine IP-basierte Verbindung, die einen verschl\u00fcsselten, bidirektionalen Datenaustausch zwischen beiden Endpunkten erm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n
Wird ein Fahrzeug an eine kompatible Ladestation angeschlossen, startet das Protokoll eine strukturierte Sitzung: Das Fahrzeug liefert Fahrzeug- und Zahlungsautorisierungsdaten, die Ladestation fordert sie an und pr\u00fcft sie, bevor der Ladevorgang beginnt. Anschlie\u00dfend stimmen beide Seiten die Ladeparameter auf Basis des Batteriezustands und der Netzbedingungen ab, und die Energie\u00fcbertragung beginnt. Die gesamte Kommunikation ist per TLS verschl\u00fcsselt, sodass Abrechnungsdaten und Nutzerinformationen durchgehend gesch\u00fctzt bleiben.<\/p>\n\n\n\n
Wird ein Elektrofahrzeug an eine kompatible Ladestation angeschlossen, \u00f6ffnen beide Ger\u00e4te eine verschl\u00fcsselte Kommunikationssitzung. Das Fahrzeug \u00fcbermittelt seine Identit\u00e4t und seinen Ladebedarf, die Ladestation pr\u00fcft diese \u00fcber das Backend-System und vereinbart nach erfolgreicher Autorisierung einen Ladeplan. Dieser Austausch ist die Grundlage f\u00fcr alles, von der reibungslosen Authentifizierung bis zur Interaktion mit dem Stromnetz in Echtzeit.<\/p>\n\n\n\n
Kernfunktionen<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n Ladepunkte (CPs) mit ISO 15118 erm\u00f6glichen es Ladestationsbetreibern (CPO), EV-Fahrern ein reibungsloseres und sichereres Ladeerlebnis zu bieten. Das Protokoll schafft daf\u00fcr eine zuverl\u00e4ssige Kommunikationsumgebung zwischen Fahrzeug, Ladepunkt und dem Ladestationsmanagementsystem (CPMS), einer zentralen Backend-Software zur Verwaltung von Ladestationen und Ladenetzwerken.<\/p>\n\n\n\n Im typischen Szenario k\u00f6nnen EV-Fahrer den Ladevorgang erst starten, nachdem sie sich und ihr Auto authentifiziert haben. Nach der Authentifizierung per App, RFID-Karte oder einer anderen Methode erlaubt oder verweigert das Backend-System das Laden anhand festgelegter Kriterien. <\/p>\n\n\n\n Durch diesen Datenaustausch wei\u00df das CPMS, welcher Fahrer welches Auto l\u00e4dt, ob der Fahrer diese Ladestation nutzen darf und wer die Rechnung f\u00fcr den Ladevorgang erh\u00e4lt. Authentifizierung und Autorisierung dauern zwar nur Sekunden, doch dass Fahrer sich physisch authentifizieren m\u00fcssen, ist ein zus\u00e4tzlicher Aufwand.<\/p>\n\n\n\n ISO 15118 vereinfacht diesen Prozess mit der Plug & Charge-Funktion. Wie der Name sagt, stecken EV-Fahrer mit Plug & Charge einfach am Ladepunkt ein, und Autorisierung und Authentifizierung laufen automatisch ab. Das funktioniert, weil das Fahrzeug nach der Ersteinrichtung Informationen \u00fcber den Fahrer speichert und diese automatisch an den Ladepunkt \u00fcbermittelt, sodass das Laden sofort beginnen kann. <\/p>\n\n\n\n Vereinfacht gesagt verwaltet eine Public-Key-Infrastruktur den Informationsaustausch. Dieses sichere System zur Verwaltung \u00f6ffentlicher Schl\u00fcssel nutzt Hardware, Software und Verfahren, um sensible Daten zu erfassen, zu speichern und zu verwalten.<\/p>\n\n\n\n ISO 15118 erm\u00f6glicht Smart Charging durch eine bidirektionale Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladepunkt, mit der Ladegeschwindigkeiten und Ladepl\u00e4ne festgelegt werden. Das Fahrzeug sendet Daten dazu, wie viel Strom es bis zu welchem Zeitpunkt ben\u00f6tigt. Der Ladepunkt berechnet dann, wie viel Energie er liefern muss, um die geforderte Zeit und den Ladezustand (SOC) effizient zu erreichen, und optimiert dabei nach Faktoren wie Stromtarifen und Netzlast.<\/p>\n\n\n\n ISO 15118 erm\u00f6glicht auch Vehicle-to-Grid (V2G), also den bidirektionalen Energieaustausch zwischen dem Stromnetz und kompatiblen Elektrofahrzeugen. Normalerweise flie\u00dft Strom nur in eine Richtung: vom Netz \u00fcber die Ladestation ins Fahrzeug. V2G kehrt diesen Fluss um, sodass Fahrzeuge die in ihren Batterien gespeicherte Energie an die Ladestation und das Netz zur\u00fcckgeben k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n Diese F\u00e4higkeit hilft dem Netz, Zeiten hoher Nachfrage zu bew\u00e4ltigen, ohne Spitzenlastkraftwerke wie Kohlekraftwerke zuzuschalten, und erm\u00f6glicht es Fahrzeugbatterien, als dezentraler Speicher f\u00fcr \u00fcbersch\u00fcssige erneuerbare Energie zu dienen. ISO 15118-20 hat die formale V2G-Unterst\u00fctzung \u00fcber Bidirectional Power Transfer (BPT) eingef\u00fchrt, verf\u00fcgbar f\u00fcr AC- und DC-Laden.<\/p>\n\n\n\n Eine V2G-Sitzung startet in vier Schritten:<\/strong><\/p>\n\n\n\n Schritt 1: Verf\u00fcgbare Ladedienste pr\u00fcfen<\/strong><\/p>\n\n\n\n Das Fahrzeug sendet eine ServiceDiscovery-Anfrage an die Ladestation, um zu erfahren, welche Ladedienste sie anbietet: AC, DC, kabellose Energie\u00fcbertragung (WPT) oder automatische Verbindungsvorrichtung (ACD). Ist BPT verf\u00fcgbar, kann das Fahrzeug es ausw\u00e4hlen, um w\u00e4hrend der Sitzung sowohl zu laden als auch zu entladen.<\/p>\n\n\n\n Schritt 2: Ladegrenzen gegenseitig austauschen <\/strong><\/p>\n\n\n\n Fahrzeug und Ladestation tauschen \u00fcber ein ChargeParameterDiscovery-Nachrichtenpaar ihre technischen Grenzen f\u00fcr den bidirektionalen Energiefluss aus. Das Fahrzeug \u00fcbermittelt seine minimalen und maximalen Leistungs- und Stromgrenzen f\u00fcr Laden und Entladen sowie seinen Zielenergiebedarf, die maximale Energie f\u00fcr eine Vollladung und die minimale Energie, die es sofort ben\u00f6tigt. Die Ladestation antwortet mit ihrem verf\u00fcgbaren Strom, ihrer Nennspannung und der Netzfrequenz. Dieser gegenseitige Austausch stellt sicher, dass beide Seiten innerhalb sicherer und kompatibler Parameter arbeiten.<\/p>\n\n\n\n Schritt 3: Leistungsprofil berechnen und an die Ladestation senden<\/strong><\/p>\n\n\n\n Mit den ausgetauschten Grenzwerten berechnet das Fahrzeug ein Leistungsprofil: eine geordnete Folge von Zeit- und Leistungswerten, die zusammen eine Kurve f\u00fcr das geplante Laden und Entladen \u00fcber die Zeit bilden. Positive Werte stehen f\u00fcr Ladezeitr\u00e4ume, negative f\u00fcr Entladezeitr\u00e4ume. So kann die Ladestation im Voraus planen, wie viel Leistung sie zu jedem Zeitpunkt der Sitzung liefern oder aufnehmen muss.<\/p>\n\n\n\n Schritt 4: Den Ladevorgang in der Ladeschleife steuern<\/strong><\/p>\n\n\n\n Sobald der Energiefluss beginnt, tauschen Fahrzeug und Ladestation fortlaufend bidirektionale Steuernachrichten aus. Das Fahrzeug meldet seine aktuelle Wirk- und Blindleistung, die Ladestation gibt Sollwerte f\u00fcr Zielfrequenz, Wirkleistung und Blindleistung vor. Durch diese laufende Kommunikation kann die Ladestation in Echtzeit auf Netzbedingungen reagieren und bei Bedarf Systemdienstleistungen vom Fahrzeug anfordern, sodass sich das Fahrzeug w\u00e4hrend der gesamten Sitzung als netzdienliche dezentrale Energieressource verh\u00e4lt.<\/p>\n\n\n\n Datensicherheit ist beim EV-Laden ein zentrales Thema. Der Datenaustausch im EV-\u00d6kosystem wird durch kryptografische Schichten gesch\u00fctzt, die auf Hardware- und Softwarel\u00f6sungen aufsetzen. ISO 15118 hat dagegen integrierte Sicherheitsma\u00dfnahmen, sodass bei diesem Protokoll keine zus\u00e4tzliche Ad-hoc-Datensicherung n\u00f6tig ist. Der Standard sch\u00fctzt Daten auf mehreren Ebenen: durch Authentifizierung, Autorisierung und Datenverschl\u00fcsselung.<\/p>\n\n\n\n ISO 15118 geh\u00f6rt zu den wichtigen Standards f\u00fcr die weitere Entwicklung der Branche f\u00fcr das Laden von Elektrofahrzeugen (EV-Laden). Dieses Kommunikationsprotokoll ist ein sicheres, zuverl\u00e4ssiges und international anerkanntes Instrument, das mit vielen Hardware- und Softwarel\u00f6sungen f\u00fcr Elektrofahrzeuge sowie mit verschiedenen Ladegeschwindigkeiten kompatibel ist. Hinzu kommt die Rolle, die das Protokoll spielen wird, wenn sich Technologien zur Netzstabilisierung weiter verbreiten.<\/p>\n\n\n\n Hier einige Praxisbeispiele f\u00fcr den Einsatz von ISO 15118:<\/strong><\/p>\n\n\n\n Die Ladestation kommuniziert au\u00dferdem mit einem Backend-System, das die Ladeinfrastruktur verwaltet. Das Backend-System ber\u00fccksichtigt die aktuelle Netzlast und legt die optimale Ladeleistung f\u00fcr das Fahrzeug fest.<\/p>\n\n\n\n Auf dieser Grundlage vereinbaren Ladestation und Fahrzeug einen Ladeplan. Die Ladestation kann sofort mit dem Laden beginnen oder es verschieben, bis das Netz weniger ausgelastet ist. Fahrzeug und Ladestation kommunizieren w\u00e4hrend des gesamten Ladevorgangs weiter. So k\u00f6nnen sie die Ladeleistung bei Bedarf anpassen, etwa wenn sich die Netzlast \u00e4ndert oder der SOC des Fahrzeugs einen bestimmten Wert erreicht.<\/p>\n\n\n\n Fahrzeug und Ladestation kommunizieren \u00fcber ISO 15118. Das Fahrzeug sendet der Ladestation seine Identit\u00e4tsdaten zur Autorisierung. Die Ladestation pr\u00fcft die Identit\u00e4t des Fahrzeugs und gibt das Laden frei. Sie startet den Ladevorgang ohne jede Nutzerinteraktion. <\/p>\n\n\n\n Damit dieser Prozess funktioniert, muss der EV-Fahrer einmalig eine Ersteinrichtung durchlaufen und seine pers\u00f6nlichen Daten und Abrechnungsdaten hinterlegen. Diese Informationen werden dann f\u00fcr jeden Ladevorgang mit Plug & Charge verwendet.<\/p>\n\n\n\n\n
Anwendungsf\u00e4lle<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Authentifizierung, Autorisierung und Plug & Charge<\/h4>\n\n\n\n
Smart Charging <\/h4>\n\n\n\n
Vehicle-to-Grid (V2G)<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
Datensicherheit<\/h4>\n\n\n\n
Warum ist ISO 15118 f\u00fcr die E-Mobilit\u00e4t wichtig?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Praxisbeispiele f\u00fcr ISO 15118<\/h2>\n\n\n\n
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Weitere Informationen zu ISO 15118<\/h2>\n\n\n\n
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