L’ISO 15118 est une norme internationale de communication pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques, d\u00e9velopp\u00e9e par l’Organisation internationale de normalisation (ISO) et la Commission \u00e9lectrotechnique internationale (CEI) afin d’\u00e9tablir un protocole de communication commun entre les v\u00e9hicules \u00e9lectriques (VE), les bornes de recharge (CP) et les syst\u00e8mes de gestion des bornes de recharge (CPMS). L’ISO 15118 d\u00e9finit une m\u00e9thode s\u00e9curis\u00e9e et fiable permettant \u00e0 ces \u00e9quipements d’\u00e9changer les donn\u00e9es d’authentification et d’autorisation, les param\u00e8tres de charge et les informations de facturation.<\/p>\n\n\n\n
L’ISO 15118 s’appuie sur deux contr\u00f4leurs principaux pour g\u00e9rer la communication entre le v\u00e9hicule et la station de recharge :<\/p>\n\n\n\n
L’ISO 15118 d\u00e9finit l’interface de communication entre un v\u00e9hicule \u00e9lectrique et une borne de recharge. Elle remplace la signalisation analogique de base par une connexion IP qui permet un \u00e9change de donn\u00e9es chiffr\u00e9 et bidirectionnel entre les deux extr\u00e9mit\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n
Lorsqu’un v\u00e9hicule se connecte \u00e0 une borne compatible, le protocole ouvre une session structur\u00e9e : le VE fournit les donn\u00e9es du v\u00e9hicule et d’autorisation de paiement, tandis que la borne de recharge les demande et les valide avant de d\u00e9marrer la session. Les deux parties s’accordent ensuite sur les param\u00e8tres de charge en fonction de l’\u00e9tat de la batterie et des conditions du r\u00e9seau, puis la fourniture d’\u00e9nergie commence. Toutes les communications sont chiffr\u00e9es en TLS, ce qui garantit la s\u00e9curit\u00e9 des donn\u00e9es de facturation et des informations utilisateur tout au long du processus.<\/p>\n\n\n\n
Lorsqu’un VE est branch\u00e9 sur une borne de recharge compatible, les deux \u00e9quipements ouvrent une session de communication chiffr\u00e9e. Le VE transmet son identit\u00e9 et ses besoins de charge ; la borne de recharge les valide aupr\u00e8s du syst\u00e8me backend et, une fois l’autorisation obtenue, convient d’un programme de charge. Cet \u00e9change est \u00e0 la base de tout, de l’authentification sans friction \u00e0 l’interaction en temps r\u00e9el avec le r\u00e9seau.<\/p>\n\n\n\n
Fonctions principales<\/strong> :<\/p>\n\n\n\n Les bornes de recharge (CP) compatibles ISO 15118 permettent aux op\u00e9rateurs de bornes de recharge (CPO) d’offrir aux conducteurs de VE une exp\u00e9rience de recharge plus fluide et plus s\u00fbre. Le protocole y parvient en \u00e9tablissant un environnement de communication fiable entre le VE, le CP et le syst\u00e8me de gestion des bornes de recharge (CPMS), un logiciel backend centralis\u00e9 de gestion des bornes et des r\u00e9seaux de recharge.<\/p>\n\n\n\n Dans le sc\u00e9nario classique, les conducteurs de VE ne peuvent lancer la charge qu’apr\u00e8s s’\u00eatre authentifi\u00e9s, eux et leur voiture. Apr\u00e8s une authentification via une application, une carte RFID ou une autre m\u00e9thode, le syst\u00e8me backend autorise ou refuse la charge selon des crit\u00e8res pr\u00e9d\u00e9finis. <\/p>\n\n\n\n Cet \u00e9change de donn\u00e9es a pour but de permettre au CPMS de savoir quel conducteur recharge quel v\u00e9hicule, si ce conducteur est autoris\u00e9 \u00e0 utiliser cette borne en particulier et \u00e0 qui adresser la facture de la session. M\u00eame si l’authentification et l’autorisation ne prennent que quelques secondes, l’obligation pour les conducteurs de s’authentifier physiquement reste une contrainte suppl\u00e9mentaire.<\/p>\n\n\n\n L’ISO 15118 simplifie ce processus gr\u00e2ce \u00e0 la fonctionnalit\u00e9 Plug & Charge. Comme son nom l’indique, avec Plug & Charge, les conducteurs de VE n’ont qu’\u00e0 se brancher sur un CP : l’autorisation et l’authentification se font automatiquement. Cela fonctionne parce qu’apr\u00e8s une configuration initiale, le VE conserve les informations relatives au conducteur, qui sont ensuite transmises automatiquement au CP afin que la charge puisse d\u00e9marrer imm\u00e9diatement. <\/p>\n\n\n\n Pour faire simple, c’est un syst\u00e8me d’infrastructure \u00e0 cl\u00e9 publique (PKI) qui g\u00e8re l’\u00e9change d’informations. Ce syst\u00e8me s\u00e9curis\u00e9 de gestion des cl\u00e9s publiques s’appuie sur des composants mat\u00e9riels, logiciels et proc\u00e9duraux pour obtenir, stocker et g\u00e9rer les donn\u00e9es sensibles.<\/p>\n\n\n\n L’ISO 15118 permet la recharge intelligente en \u00e9tablissant une communication bidirectionnelle entre le VE et la borne de recharge afin de d\u00e9finir les vitesses et les programmes de charge. Le VE indique la quantit\u00e9 d’\u00e9lectricit\u00e9 dont il a besoin et l’heure \u00e0 laquelle il doit en disposer. La borne de recharge calcule ensuite l’\u00e9nergie \u00e0 fournir pour atteindre efficacement l’\u00e9tat de charge (SOC) requis dans le d\u00e9lai imparti, en tenant compte de facteurs comme les tarifs de l’\u00e9lectricit\u00e9 et la charge du r\u00e9seau.<\/p>\n\n\n\n L’ISO 15118 permet \u00e9galement le vehicle-to-grid (V2G), c’est-\u00e0-dire l’\u00e9change bidirectionnel d’\u00e9nergie entre le r\u00e9seau et les VE compatibles. Normalement, l’\u00e9lectricit\u00e9 circule dans un seul sens : du r\u00e9seau vers la borne, puis vers le VE. Le V2G inverse ce flux et permet aux VE de renvoyer l’\u00e9nergie stock\u00e9e dans leur batterie vers la borne de recharge et le r\u00e9seau.<\/p>\n\n\n\n Cette capacit\u00e9 aide le r\u00e9seau \u00e0 absorber les pics de demande sans recourir \u00e0 des moyens de production de pointe comme les centrales \u00e0 charbon, et permet aux batteries des VE de servir de stockage distribu\u00e9 pour les exc\u00e9dents d’\u00e9nergie renouvelable. L’ISO 15118-20 a introduit la prise en charge formelle du V2G gr\u00e2ce au transfert d’\u00e9nergie bidirectionnel (BPT, Bidirectional Power Transfer), disponible en recharge AC comme en DC.<\/p>\n\n\n\n L’ouverture d’une session V2G comporte quatre \u00e9tapes cl\u00e9s :<\/strong><\/p>\n\n\n\n \u00c9tape 1 : v\u00e9rifier les services de recharge disponibles<\/strong><\/p>\n\n\n\n Le VE envoie une requ\u00eate ServiceDiscovery \u00e0 la borne de recharge pour conna\u00eetre les services de recharge qu’elle propose : AC, DC, transfert d’\u00e9nergie sans fil (WPT) ou dispositif de connexion automatique (ACD). Si le BPT est disponible, le VE peut le s\u00e9lectionner afin de permettre \u00e0 la fois la charge et la d\u00e9charge pendant la session.<\/p>\n\n\n\n \u00c9tape 2 : \u00e9changer mutuellement les limites de charge <\/strong><\/p>\n\n\n\n Le VE et la borne de recharge \u00e9changent leurs limites techniques pour le flux d’\u00e9nergie bidirectionnel au moyen d’une paire de messages ChargeParameterDiscovery. Le VE communique ses limites minimale et maximale de puissance et de courant, en charge comme en d\u00e9charge, ainsi que sa demande d’\u00e9nergie cible, l’\u00e9nergie maximale n\u00e9cessaire pour une charge compl\u00e8te et l’\u00e9nergie minimale dont il a besoin imm\u00e9diatement. La borne de recharge r\u00e9pond en indiquant le courant disponible, la tension nominale et la fr\u00e9quence du r\u00e9seau. Cet \u00e9change mutuel garantit que les deux parties fonctionnent dans des param\u00e8tres s\u00fbrs et compatibles.<\/p>\n\n\n\n \u00c9tape 3 : calculer et envoyer un profil de puissance \u00e0 la borne de recharge<\/strong><\/p>\n\n\n\n \u00c0 partir des limites \u00e9chang\u00e9es, le VE calcule un profil de puissance, c’est-\u00e0-dire une suite ordonn\u00e9e de valeurs de temps et de puissance qui forment ensemble une courbe repr\u00e9sentant la charge et la d\u00e9charge pr\u00e9vues dans le temps. Les valeurs positives correspondent aux p\u00e9riodes de charge, les valeurs n\u00e9gatives aux p\u00e9riodes de d\u00e9charge. La borne de recharge peut ainsi anticiper la puissance qu’elle devra fournir ou absorber \u00e0 chaque instant de la session.<\/p>\n\n\n\n \u00c9tape 4 : piloter le processus de charge dans la boucle de charge<\/strong><\/p>\n\n\n\n Une fois le flux d’\u00e9nergie engag\u00e9, le VE et la borne de recharge \u00e9changent en continu des messages de contr\u00f4le bidirectionnels. Le VE indique sa puissance active et r\u00e9active instantan\u00e9e, tandis que la borne de recharge fournit des consignes de fr\u00e9quence cible, de puissance active et de puissance r\u00e9active. Cette communication permanente permet \u00e0 la borne de r\u00e9agir en temps r\u00e9el aux conditions du r\u00e9seau et de solliciter des services auxiliaires aupr\u00e8s du VE si n\u00e9cessaire, afin que le VE se comporte comme une ressource \u00e9nerg\u00e9tique distribu\u00e9e favorable au r\u00e9seau pendant toute la session.<\/p>\n\n\n\n La s\u00e9curit\u00e9 des donn\u00e9es est un enjeu essentiel de la recharge des VE. Au sein de l’\u00e9cosyst\u00e8me des VE, les \u00e9changes de donn\u00e9es sont prot\u00e9g\u00e9s par des couches cryptographiques ajout\u00e9es aux solutions mat\u00e9rielles et logicielles. L’ISO 15118, en revanche, int\u00e8gre nativement des mesures de s\u00e9curit\u00e9, ce qui rend superflue toute protection ad hoc des donn\u00e9es lorsque ce protocole est utilis\u00e9. Elle assure la protection des donn\u00e9es \u00e0 plusieurs niveaux : authentification, autorisation et chiffrement des donn\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n L’ISO 15118 compte parmi les normes importantes pour le d\u00e9veloppement continu du secteur de la recharge des VE. Ce protocole de communication est un outil s\u00e9curis\u00e9, fiable et reconnu \u00e0 l’international, compatible avec de nombreuses solutions mat\u00e9rielles et logicielles pour VE ainsi qu’avec diff\u00e9rentes vitesses de charge. S’y ajoute le r\u00f4le que ce protocole jouera \u00e0 mesure que les technologies d’\u00e9quilibrage du r\u00e9seau se g\u00e9n\u00e9raliseront.<\/p>\n\n\n\n Voici quelques exemples concrets d’utilisation de l’ISO 15118 :<\/strong><\/p>\n\n\n\n La borne de recharge communique \u00e9galement avec un syst\u00e8me backend qui g\u00e8re l’infrastructure de recharge. Le syst\u00e8me backend tient compte de la charge actuelle du r\u00e9seau et d\u00e9finit la puissance de charge optimale pour le VE.<\/p>\n\n\n\n Sur la base de ces informations, la borne de recharge et le VE conviennent d’un programme de charge. La borne peut commencer \u00e0 recharger le VE imm\u00e9diatement ou diff\u00e9rer la charge jusqu’\u00e0 ce que le r\u00e9seau soit moins sollicit\u00e9. Le VE et la borne continuent de communiquer pendant toute la dur\u00e9e de la charge, ce qui leur permet d’ajuster la puissance de charge si n\u00e9cessaire, par exemple lorsque la charge du r\u00e9seau \u00e9volue ou que le SOC du VE atteint un certain niveau.<\/p>\n\n\n\n Le VE et la borne de recharge communiquent via l’ISO 15118. Le VE transmet \u00e0 la borne ses donn\u00e9es d’identit\u00e9 pour l’autorisation. La borne v\u00e9rifie l’identit\u00e9 du VE et l’autorise \u00e0 charger. Elle lance ensuite la session de recharge sans aucune intervention de l’utilisateur. <\/p>\n\n\n\n Pour que ce processus fonctionne, le conducteur du VE doit effectuer une configuration initiale en fournissant ses informations personnelles et de facturation. Ces informations seront ensuite utilis\u00e9es pour chaque session compatible Plug & Charge.<\/p>\n\n\n\n\n
Cas d’usage<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Authentification, autorisation et Plug & Charge<\/h4>\n\n\n\n
Recharge intelligente <\/h4>\n\n\n\n
Vehicle-to-Grid (V2G)<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
Cybers\u00e9curit\u00e9<\/h4>\n\n\n\n
Pourquoi l’ISO 15118 est-elle cl\u00e9 pour l’essor des VE ?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Exemples pratiques de l’ISO 15118<\/h2>\n\n\n\n
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Informations compl\u00e9mentaires sur l’ISO 15118<\/h2>\n\n\n\n
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