ISO 15118-3:2015
(Main)Road vehicles — Vehicle to grid communication interface — Part 3: Physical and data link layer requirements
Road vehicles — Vehicle to grid communication interface — Part 3: Physical and data link layer requirements
ISO 15118-3:2015 specifies the requirements of the physical and data link layer for a high-level communication, directly between battery electric vehicles (BEV) or plug-in hybrid electric vehicles (PHEV), termed as EV (electric vehicle) [ISO-1], based on a wired communication technology and the fixed electrical charging installation [Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE)] used in addition to the basic signalling, as defined in [IEC-1]. It covers the overall information exchange between all actors involved in the electrical energy exchange. ISO 15118 (all parts) is applicable for manually connected conductive charging. Only "[IEC-1] modes 3 and 4" EVSEs, with a high-level communication module, are covered by this part of ISO 15118.
Véhicules routiers — Interface de communication entre véhicule et réseau électrique — Partie 3: Exigences relatives à la couche physique et à la couche liaison de données
La présente partie de l'ISO 15118 spécifie les exigences relatives à la couche physique et à la couche liaison de données pour une communication de haut niveau, directement entre des véhicules électriques à batterie (VEB) ou des véhicules électriques hybrides rechargeables (VEHR), appelés VE (véhicule électrique) [ISO-1], basés sur une technologie de communication filaire, et l'installation fixe de recharge électrique [infrastructure de recharge pour véhicules électriques (IRVE)], utilisée en plus de la signalisation de base, comme défini dans [IEC-1]. Elle couvre l'échange global d'informations entre tous les acteurs impliqués dans l'échange d'énergie électrique. L'ISO 15118 (toutes les parties) s'applique à la charge conductive après connexion manuelle. Seules les IRVE de «modes 3 et 4 selon [IEC-1]», avec un module de communication de haut niveau, sont couvertes par la présente partie de l'ISO 15118.
General Information
Related Packages
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15118-3
First edition
2015-05-15
Road vehicles — Vehicle to grid
communication interface —
Part 3:
Physical and data link layer
requirements
Véhicules routiers — Interface de communication entre véhicule et
réseau électrique —
Partie 3: Exigences relatives à la couche physique et à la couche
liaison de données
Reference number
©
ISO 2015
© ISO 2015, Published in Switzerland
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ii © ISO 2015 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms . 4
5 Conventions . 5
5.1 Definition of OSI based services . 5
5.2 Requirement structure . 5
5.3 Normative references convention . 5
6 System architecture . 6
6.1 Communication layers overview . 6
6.2 Definition of high-level communication and basic signalling . 7
6.2.1 Basic signalling . 7
6.2.2 High-level communication . 7
6.3 Identification requirements. 8
6.4 System requirements . 8
6.4.1 Overview . 8
6.4.2 EVSE . 8
6.4.3 EV . 9
6.5 Configuration of a low-layer communication module .10
7 Connection coordination .10
7.1 General .10
7.2 Overview .10
7.3 Plug-in phase .17
7.3.1 EVSE side .17
7.3.2 EV side .17
7.4 Initialization phase .17
7.5 Loss of communication .18
7.5.1 EVSE side .18
7.5.2 EV side .18
7.6 Sleep mode and wake-up .19
7.6.1 Entering the sleep mode .19
7.6.2 Wake-up.19
7.6.3 During a charge pause . .20
7.7 Plug-out phase .20
8 Timings and constants.21
9 Matching EV — EVSE process .22
9.1 Overview .22
9.2 Initialization of matching process .24
9.3 Discovery of the connected low-layer communication module.24
9.4 Validation of matching decision .25
9.5 Set-up a logical network .27
9.6 Leave the logical network .27
9.7 Error handling .27
10 EMC requirements .27
11 Signal coupling .27
12 Layer 2 interfaces.28
12.1 Overview .28
12.2 Data SAP .28
12.3 Data link control SAP to layer 3 .28
Annex A (normative) HomePlug Green PHY on control pilot line .30
Annex B (informative) IEEE 1901.2 G3-PLC profile on control pilot line.72
Bibliography .79
iv © ISO 2015 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 31, Data
communication.
ISO 15118 consists of the following parts, under the general title Road vehicles — Vehicle to grid
communication interface:
— Part 1: General information and use-case definition
— Part 2: Network and application protocol requirements
— Part 3: Physical layer and Data Link Layer requirements
The following parts are under preparation:
— Part 4: Network and application protocol conformance test
— Part 5: Physical layer and data link layer conformance test
— Part 6: General information and use-case definition for wireless communication
— Part 7: Network and application protocol requirements for wireless communication
— Part 8: Physical layer and data link layer requirements for wireless communication
Introduction
The pending energy crisis and the necessity to reduce greenhouse gas emissions has led the vehicle
manufacturers to a very significant effort to reduce the energy consumption of their vehicles. They
are presently developing vehicles partly or completly propelled by electric energy. Thus, vehicles will
reduce the dependency on oil, improve the global energy efficiency, and reduce the total CO emissions
for road transportation if the electricity is produced from renewable sources. To charge the batteries of
such vehicles, specific charging infrastructure is required.
Much of the standardization work on dimensional and electrical specifications of the charging
infrastructure and the vehicle interface is already treated in the relevant ISO or IEC groups. However,
the question of information transfer between the vehicle and the grid has not been treated sufficiently.
Such communication is beneficial for the optimization of energy resources and energy production
systems as vehicles can recharge at the most economic or most energy-efficient instants.
It is also required to develop efficient and convenient payment systems in order to cover the resulting
micro-payments. The necessary communication channel might serve in the future to contribute to the
stabilization of the electrical grid, as well as to support additional information services required to
operate electric vehicles efficiently.
vi © ISO 2015 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 15118-3:2015(E)
Road vehicles — Vehicle to grid communication interface —
Part 3:
Physical and data link layer requirements
1 Scope
This part of ISO 15118 specifies the requirements of the physical and data link layer for a high-level
communication, directly between battery electric vehicles (BEV) or plug-in hybrid electric vehicles
(PHEV), termed as EV (electric vehicle) [ISO-1], based on a wired communication technology and the
fixed electrical charging installation [Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE)] used in addition to the
basic signalling, as defined in [IEC-1].
It covers the overall information exchange between all actors involved in the electrical energy exchange.
ISO 15118 (all parts) is applicable for manually connected conductive charging.
Only “[IEC-1] modes 3 and 4” EVSEs, with a high-level communication module, are covered by this part
of ISO 15118.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 15118-1:2013, Road vehicles — Vehicle to grid communication interface — Part 1: General information
and use-case definition
ISO 15118-2:2014, Road vehicles — Vehicle to grid communication interface — Part 2: Network and
application protocol requirements
IEC 61851-1:2010, Electric vehicle conductive charging system — Part 1: General requirements
IEC/TS 62763:2013, Pilot function through a control pilot circuit using PWM (pulse width modulation) and
a control pilot wire
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definition in [ISO-1] and the following apply.
3.1
amplitude map
specifies a transmit power-reduction factor for each subcarrier related to the tone mask
3.2
central coordinator
manager of a HomePlug Green PHY network
3.3
channel access priority
CAP
method to prioritize the channel access
Note 1 to entry: See [HPGP].
3.4
coexistence
ability of different low-layer communication systems to share the same physical media and to function
simultaneously
3.5
communication media
physical media carrying the low-layer communication signal is given by the cable assembly, which
connects the charging infrastructure and the EV
3.6
communication node
device equipped with a low-layer communication modem chip; it characterizes one logical and physical
communication device that is attached to a physical media and is capable of sending, receiving, or
forwarding information over a communication channel
3.7
connection coordination
entity which provides the whole functionality for EV to EVSE matching and initialization, through the
data link control SAP, described in Clause 6
Note 1 to entry: This entity also controls the relationships between the basic signalling and the upper layers.
3.8
crosstalk
capacitive or inductive coupling between two individual electric circuits, each providing a media for a
low-layer communication network, in a way that the two networks are influenced by each other
3.9
data link control SAP
service access point which defines the interface between the connection coordination module and the
low-layer communication technology for managing the link status
3.10
DATA SAP
service access point that defines the interface between layer 2 and layer 3 for exchange of v2g-related payload
3.11
ETH SAP
Ethernet II-class SAP supports applications using Ethernet II class packets, including IEEE 802.3 with or
without IEEE 802.2 (LLC), IEEE 802.1H (SNAP) extensions, and/or VLAN tagging
3.12
external identification means
EIM
any external means that enable the user to identify his contract or the car
3.13
initialization
process of interaction between the EV, EVSE, and an external trigger, beginning from plug-in of the cable
assembly until the decision for the charging mode to be applied
Note 1 to entry: This process is used for the charging modes 3 and 4, as described in [IEC-1].
3.14
IO SAP
IO control path interfaces hardware i/o control (e.g. control pilot duty cycle) and the control pilot wire
Note 1 to entry: This entity provides an IO SAP, which is defined in Clause 12.
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3.15
inter system protocol
enables various broadband power line systems to share power line communication resources in time
(time domain multiplex), in frequency (frequency domain multiplex), or both
Note 1 to entry: For more information, refer to [IEEE].
3.16
logical network
set of low-layer communication stations which use the same network key
Note 1 to entry: Only members of the same logical network are able to exchange encrypted payload data and are
visible for each other on higher layers. Different logical networks might exist on the same physical media at the
same time and are typically used for network segmentation.
Note 2 to entry: A logical network is defined for layer 2.
3.17
low-layer communication
functions managed by the OSI layer 1 and layer 2 of the modem
3.18
low-layer communication module
functional assembly behind each socket outlet or each connector, depending on the type of EV connection
([IEC-1]), which includes the communication node and the connection coordination functionality
3.19
MAC address
unique identifier assigned to network interfaces for communication on the data link layer
3.20
management message entry
MME
messages exchanged between PLC nodes or a PLC node and higher layers for control purposes
3.21
matching
process to determine the low-layer communication modules of EV and EVSE, where EV is physically
connected to, in a direct way
Note 1 to entry: “Matching” refers to “Association” (use-case A) in ISO 15118-1.
3.22
nominal duty cycle
10 % to 96 % control pilot duty cycle, according to [IEC-1], generated by the EVSE
3.23
pilot function controller
system that manages the control pilot line on the EVSE side, according to [IEC-1]
3.24
plug and charge
identification mode where the customer just has to plug their vehicle into the EVSE and all aspects of
charging are automatically taken care of with no further intervention from the customer
3.25
QPSK modulation
phase modulation technique that transmits two bits in four modulation states
3.26
ROBO mode
communication mode which uses QPSK only for carrier modulation within the orthogonal frequency
division multiplexing (OFDM) to achieve higher robustness in transmission
Note 1 to entry: The ROBO mode can be set to three different performance levels: Mini-ROBO, Standard ROBO, and
High-speed ROBO.
3.27
shared bandwidth
in cases where different systems use the same physical media to transmit data, the data rate for each
system might be limited, depending on the mechanism used to allocate it
3.28
signal coupling
method of coupling the signal on the communication media
3.29
signal level attenuation characterization
SLAC
protocol to measure the signal strength of a signal between HomePlug Green PHY stations
3.30
tone mask
defines the set of tones (or carriers) that can be used in a given regulatory jurisdiction or given application
3.31
valid duty cycle
duty cycle that is 5 % or 10 % to 96 %, according to [IEC-1], generated by the EVSE
4 Symbols and abbreviated terms
ARIB Association of Radio Industries and Businesses
CAP Channel Access Priority
CCo Central Coordinator
D-LINK Data Link
EIM External Identification Mean (as defined in ISO 15118-1)
ERDF Electricité et Réseau de France
FCC Federal Communications Commission
HLE Higher Layers Entities
HPGP HomePlug Green PHY
ID Identification
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISP Intersystem Protocol
ITU International Telecommunication Union
MAC Media Access Control
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MME Management Message Entry
PE Protective Earth
PLC Power Line Communication
PnC Plug and Charge (as defined in ISO 15118-1)
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
SAP Service Access Point
SE Supply Equipment
SLAC Signal Level Attenuation Characterization
5 Conventions
5.1 Definition of OSI based services
[ISO-3] is based on the OSI service conventions (ISO/IEC 10731:1994) for the individual layers specified
in this part of ISO 15118.
5.2 Requirement structure
Each individual requirement included in this part of ISO 15118 has a unique code, e.g. [V2G3-YXX-ZZZ]
requirement text, where
— “V2G3” represents the [ISO-3] set of standards,
— “Y” represents the main body (M)/Annexes (Annexes’ letter),
— “XX” represents the number of the current clause,
— “ZZZ” represents the individual requirement number and
— “requirement text” includes the actual text of the requirement.
EXAMPLE [V2G3-M01–01] This shall be an example requirement.
5.3 Normative references convention
Each reference to a normative document has the following unique codes assigned:
[IEC-1] IEC 61851-1
[IEC-21] IEC 61851-21
[IEC-22] IEC 61851-22
[IEC-2] IEC 62196-2
[IEC-3] IEC/TS 62763
[ISO-0] ISO 15118-series
[ISO-1] ISO 15118-1
[ISO-2] ISO 15118-2
[ISO-3] ISO 15118-3
6 System architecture
6.1 Communication layers overview
This part of ISO 15118 is organized along architectural lines, emphasizing the large-scale separation of
the system into two parts: the MAC sublayer of the data link layer and the physical layer. These layers
are intended to correspond closely to the lowest layers of the ISO/IEC model for open systems. Figure 1
shows the relationship of the [ISO-3] to the OSI reference model.
Vehicle-to-Grid communication
ISO 15118-1
General information and use-case deƒinition
ISO 15118-2
OSI layer 7
Network and application protocol requirements
Application
OSI layer 6
Presentation
OSI layer 5
Session
OSI layer 4
Transport
OSI layer 3
Network
V2G standardized service primitive interface
Figure 1 — Overview of [ISO-0] in the ISO/IEC OSI reference model
[ISO-3] defines requirements applicable to layer 1 and layer 2, including V2G standardized service
primitive interface, according to the OSI layered architecture. Layer 3 to layer 7 is specified in [ISO-2].
Beside the communication related stack on the left and middle of Figure 2, a hardware control path on
the right provides triggering and signalling means for [IEC-1] related signalling.
This part of ISO 15118 is covering both AC and DC use-cases. If not defined differently, requirements
apply for both AC and DC.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
Application
Higher layers
Data link control SAP
Presentation
Data SAP Connection coordination
Session
Control SAP
Convergence layer
Transport
Control pilot
Convergence MAC SAP
(IEC 61851-1)
Network
Hardware I/Os
PLC MAC layer
MAC/PHY SAP
Data Link
PLC Physical layer
Physical
Key
covered by communication technology specification
Figure 2 — [ISO-3] relationship to the ISO/IEC OSI reference model
6.2 Definition of high-level communication and basic signalling
This part of ISO 15118 describes in the main body, the general requirements to the communication.
Specific requirements depending on the technology are described in the Annex A.
6.2.1 Basic signalling
[V2G3-M06-01] The basic signalling follows [IEC-1]. All timings shall be compliant with the [IEC-1],
Annex A.
Any charging process, no matter the presence of high-level communication, uses the bidirectional
signalling according to [IEC-1], indicating EV related information through control pilot states and EVSE
related information through the duty cycle of the control pilot signal.
6.2.2 High-level communication
[V2G3-M06-02] The HLC shall be used in addition to the basic signalling in order to enable a bidi-
rectional communication and offer additional features.
The sequence of the data exchange within the HLC-based charging session is done in accordance with
the [ISO-2] communication protocol.
It can be split into three periods as follows:
— data link setup;
— V2G setup;
— V2G charging loop.
NOTE The detailed descriptions are given in [ISO-2].
[V2G3-M06-03] During the V2G charging loop, the PWM duty cycle shall not change due to dynam-
ically changed grid information. Those dynamically changed grid limitations shall
be provided through the high-level communication messages.
In case basic charging is used as back-up of HLC-C (e.g. when HLC-C has failed), the duty cycle is allowed
to change due to dynamically changed grid information, according [IEC-1] requirements.
6.3 Identification requirements
The initialization phase depends on whether identification “ID from EV” or EIM is required, as described
in [ISO-1], use-cases D1, D2, D3, and D4.
[V2G3-M06-04] When authorization (payment) is required for charging, the EVSE shall offer PnC
(ID from EV) or EIM means.
Any payment included in a package (parking fee, in a flat rate, etc.) is considered as “No ID required”
since the energy is paid for by means totally independent of the EVSE.
NOTE 1 The need for authentication can be externally triggered.
NOTE 2 The “ID required” covers only the ID for operating purposes and does not cover all the identification
linked to the “security” as described in the [ISO-2].
NOTE 3 The feature PnC is called “ID from EV”, using the message set of [ISO-2].
NOTE 4 At a publicly accessible EVSE with only “ID from EV”, there might be a fallback solution to allow any EV
to be able to charge.
If the duty cycle is set to 5 % and PnC is intended to be used, the EVCC may launch an “ID recognition”
from the EV (Use-case D1 and D2 of [ISO-1]). According to the EV’s answer, the SECC may decide to allow
the charge or not.
6.4 System requirements
In the following subclauses, the abbreviations concerning the control pilot states (eg X1, X2, B1, B2, etc.),
are described in [IEC-3].
6.4.1 Overview
This Clause defines the requirements on the triggering of the EVSE and the EV immediately after the
plug-in of the cable assembly. It includes the specifications of sequences, when and how the contract ID
is recognized, when to launch the matching process (at the MAC level), and how to decide to use basic
charging or high-level communication charging.
6.4.2 EVSE
6.4.2.1 Control pilot requirements
Each EVSE outlet has its own dedicated pilot function controller.
The trigger and timing relations between basic signalling and HLC connection setup are described in Clause 7.
For implementation and synchronization between [IEC-1] and [ISO-3], please refer to [ISO-2] 8.7.4.
NOTE 1 If a nominal duty cycle is set, it is recommended to keep it as the maximum current capacity of the
charging station and let the high-level communication messages dynamically adjust the available max current.
8 © ISO 2015 – All rights reserved
[V2G3-M06-05] In case no communication could be established with a 5 % control pilot duty cycle
(matching process not started), if the EVSE wants to switch to a nominal duty cycle,
then the change from 5 % to a nominal duty cycle shall be done with a specific
sequence B2 or C2 (5 %) -> E or F -> B2 (nominal value) to allow backward compati-
bility. The minimum time at the control pilot state E or F is defined to T_step_EF.
NOTE 2 Each EVSE supplier is free to choose between the state E and the state F to make the transition,
according to its implementation.
[V2G3-M06-06] In case a communication has already been established within 5 % control pilot duty
cycle (“Matched state” reached or matching process ongoing), a change from 5 %
to a nominal duty cycle shall be done with a X1 state in the middle (minimum time
as defined in [IEC-3] Seq 9.2), to signal the EV that the control pilot duty cycle will
change to a nominal duty cycle.
[V2G3 M06-07] If an AC EVSE applies a 5 % control pilot duty cycle, and the EVSE receives no SLAC
request within TT_EVSE_SLAC_init, the EVSE shall go to state E or F for T_step_EF,
shall go back to 5 % duty cycle, and shall reset the TT_EVSE_SLAC_init timeout
before being ready to answer a matching request again. This sequence shall be
retried C_sequ_retry times. At the end, without any reaction, the EVSE shall go to
state X1.
NOTE 3 In the X1 control pilot state, a customer can make an EIM action at any time.
[V2G3-M06-08] After positive EIM, if no matching process is running, the EVSE shall signal control
pilot state E/F for T_step_EF, then signal control pilot state X1/X2 (nominal).
[V2G3 -M06-09] If a control pilot state E/F -> Bx, Cx, Dx transition is used for triggering retries or
legacy issues, the state E/F shall be at least T_step_EF.
6.4.2.2 Low-layer communication requirements
The [ISO-1], Annex A provides examples for charging infrastructure architectures.
The matching process is designed for working between the low-layer communication module locally
assigned to each socket-outlet, on the EVSE side, and the EVCC.
NOTE 1 The complete matching process description is given in Clause 9.
[V2G3-M06-10] In case of charging station enclosures with multiple socket-outlets or attached
cables and only one low-layer communication module managing the complete sta-
tion, these shall behave as an individual low-layer communication module for each
outlet.
NOTE 2 It’s highly recommended to build a point to point architecture (one low-layer communication module
on EVSE side, and one low-layer communication module per EV).
[V2G3-M06-11] The matching process shall be launched by a transition from state A, E, or F to state
Bx, Cx, or Dx.
6.4.3 EV
6.4.3.1 Control pilot requirements
On seeing a nominal duty cycle, the EV may launch the charge at any time.
[V2G3-M06-12] In the HLC-C mode, in case of a nominal duty cycle, the vehicle shall determine the
maximum charge current, defined by the EVSE, by calculating the minimum of the
following values:
— maximum charge current given by the control pilot duty cycle;
— maximum charge current given by the HLC-C messages.
6.4.3.2 Low-layer communication requirements
[V2G3-M06-13] The matching process shall be launched by a transition from state A, E, or F to state
Bx, Cx, or Dx.
[V2G3-M06-14] The EV shall always charge in the HLC-C mode, as soon as V2G charging loop is
started.
Within the V2G charging loop, the EV is not allowed to charge in the basic charging mode.
Before the V2G charging loop and after the V2G communication session, the EV is allowed to charge in
the basic charging mode in case of nominal control pilot duty cycle.
In case of AC-charging, an EV should be capable to switch from a HLC-C mode to a basic charging mode,
if an error occurs on the high-level communication, even if a HLC-C mode is already launched.
[V2G3-M06-15] During a matching process, a change in the duty cycle shall not terminate/interrupt
the matching process on EV side.
6.5 Configuration of a low-layer communication module
If there is a coexistence issue with the grid, technical decisions including application of alternative PLC
standard technologies like ISO/IEC 12139-1, should be considered in that situation: KR.
Coexistence mechanisms are not defined in this part of ISO 15118.
[V2G3-M06-16] Each communication node shall provide a method to exchange authorized frequen-
cies to be used, to be in line with frequency restrictions. A communication node
shall respect the spectrum limitation sent by the counterpart node.
NOTE All EVSEs should be able to update the set of frequencies to be used according to future legislative
regulations.
7 Connection coordination
7.1 General
This Clause describes the behaviour of the system, at different phases of a charging session, between a
plug-in and a plug-out.
7.2 Overview
Table 1 gives a summary of PnC and/or EIM implementation on EVSEs. Details are given in the following
figures. For example, Seq 1 b), c), and d) means that the branches b), c), and d) apply.
10 © ISO 2015 – All rights reserved
Table 1 — EIM and/or PnC in EVSEs
Figure no. Description PnC EIM with BC EIM w/o BC IEC 61851-1
charging
AC EVSE Figure 3 Seq1. Matching not a) b) c) d)
started (start with 5 %)
Figure 4 Seq2. Matching not a) b) c) d)
started (start with X1)
Figure 5 Seq3. Matching a) b) c) -
started (start with 5 %)
Figure 6 Seq4. Matching a) b) c) -
started (start with X1)
Figure 7 Seq5. EIM before - b) c) d)
plug-in
DC EVSE Figure 8 Seq6. a) - c) -
The following figures show EVSEs control pilot handling for different scenarios. Re-init means a restart
of the session (without plug-in/out) by control pilot state E transition (e.g. error handling).
Figure 3 shows an AC EVSE supporting HLC-C with PnC and EIM. The matching process is not started
when EIM is done. The EVSE applies 5 % control pilot duty cycle after plug-in. Control pilot state X1
could be applied for a short time until the control pilot oscillator is switched on. If an EVSE only supports
EIM or PnC, only some branches exist.
V2G Setup †inished
Plug-in
X1 or X2 (5 %) X2 (5 %) X2 (5 % or nom.) "Matched state" and authorization OK
a) PnC
HLC-C
Re-init EIM done & matching
process not started
E/F (0 %) X2 (nom.)X2 (nom.) X2 (5 % or nom.)
b) EIM w.
BC
BC HLC-C
T_step_EF V2G Setup †inished
X2 (nom.) X2 (5 % or nom.)
c) EIM
w/o BC
HLC-C
V2G Setup †inished
X2 (nom.)X2 (nom.)
d) [IEC-1]
Key
possible procedure
mandatory procedure
HLC-C charging controlled by high-level communication
charging controlled by IEC 61851-1
BC
trigger condition
NOTE 1 CP state X1 is allowed instead of X2 (nom.) following [IEC-3] (Table 5, X1 state usage).
NOTE 2 Branch d) is for EVs not supporting HLC-C.
Figure 3 — Connection coordination Seq 1: AC EVSE with PnC and EIM and matching process not
started before EIM, 5 % control pilot duty cycle after plug-in
Figure 4 shows an AC EVSE supporting HLC-C with PnC and EIM. The matching process is not started
when EIM is done. The EVSE applies control pilot state X1 after plug-in. If an EVSE only supports EIM or
PnC, only some branches exist.
Key
possible procedure
mandatory procedure
HLC-C charging controlled by high-level communication
BC charging controlled by IEC 61851-1
trigger condition
NOTE 1 CP state X1 is allowed instead of X2 (nom.) following [IEC-3] (Table 5, X1 state usage).
NOTE 2 Branch d) is for EVs not supporting HLC-C.
Figure 4 — Connection coordination Seq 2: AC EVSE with PnC and EIM and matching process not
started before EIM, control pilot state X1 after plug-in
12 © ISO 2015 – All rights reserved
Figure 5 shows an AC EVSE supporting HLC-C with PnC and EIM. The matching process is already started
when EIM is done. The EVSE applies 5 % control pilot duty cycle after plug-in. Control pilot state X1
could be applied for a short time until the control pilot oscillator is switched on. If an EVSE only supports
EIM or PnC, only some branches exist.
V2G Setup „inished
Plug-in
X1 or X2 (5 %) X2 (5 %) X2 (5 % or nom.) "Matched state" and authorization OK
a) PnC
HLC-C
Re-init EIM done & matching
process started
X1 X2 (nom.) X2 (nom.) X2 (5 % or nom.)
b) EIM w.
BC
BC HLC-C
Note: X1 is
required
V2G Setup „inished
by TS 62763
X2 (nom.) X2 (5 % or nom.)
c) EIM
Key
possible procedure
mandatory procedure
HLC-C charging controlled by high-level communication
BC charging controlled by IEC 61851-1
trigger condition
NOTE CP state X1 is allowed instead of X2 (nom.) following [IEC-3] (Table 5, X1 state usage).
Figure 5 — Connection coordination Seq 3: AC EVSE with PnC and EIM and matching process
started before EIM, 5 % control pilot duty cycle after plug-in
Figure 6 shows an AC EVSE supporting HLC-C with PnC and EIM. The matching process is already started
when EIM is done. The EVSE applies control pilot state X1 after plug-in. If an EVSE only supports EIM or
PnC, only some branches exist.
V2G Setup ˆinished
Plug-in
X1 (100 %) X2 (5 % or nom.) "Matched state" and authorization OK
a) PnC
HLC-C
Re-init EIM done & matching
process started
X2 (nom.) X2 (nom.) X2 (5 % or nom.)
b) EIM w.
BC
BC HLC-C
V2G Setup ˆinished
X2 (nom.) X2 (5 % or nom.)
c) EIM
Key
possible procedure
mandatory procedure
HLC-C charging controlled by high-level communication
charging controlled by IEC 61851-1
BC
trigger condition
NOTE CP state X1 is allowed instead of X2 (nom.) following [IEC-3] (Table 5, X1 state usage).
Figure 6 — Connection coordination Seq 4: AC EVSE with PnC and EIM and matching process
started before EIM, control pilot state X1 after plug-in
14 © ISO 2015 – All rights reserved
Figure 7 shows an AC EVSE supporting HLC-C with PnC and EIM. EIM is done before plug-in.
Plug-in
X2 (nom)
A A
Re-init
X2 (nom.) X2 (nom.) X2 (5 % or nom.)
b) EIM w.
BC
BC HLC-C
V2G Setup inished
X2 (nom.) X2 (5 % or nom.)
c) EIM
w/o BC
HLC-C
V2G Setup inished
X2 (nom.) X2 (nom.)
d) [IEC-1]
Key
possible procedure
mandatory procedure
HLC-C
charging controlled by high-level communication
BC
charging controlled by IEC 61851-1
trigger condition
NOTE CP state X1 is allowed instead of X2 (nom.) following [IEC-3] (Table 5, X1 state usage).
Figure 7 — Connection coordination Seq 5: AC EVSE with EIM, EIM before plug-in, control pilot
state X2 after plug-in
Figure 8 shows a DC EVSE supporting HLC-C with PnC and EIM. First branch shows a PnC case. Second
branch shows a case where EIM is done after plug-in. Third branch shows a case where EIM is done
before plug-in.
Plug-in
X1 or X2 (5 %) X2 (5 %)
a) PnC
HLC-C
V2G Setup started V2G Setup inished
Re-init
EIM
Plug-in
X1 or X2 (5 %) X2 (5 %)
c) EIM
HLC-C
V2G Setup started V2G Setup inished
Re-init
EIM
Plug-in
X1 or X2 (5 %) X1 or X2 (5 %) X2 (5 %)
c) EIM
Key
possible procedure
mandatory procedure
HLC-C
charging controlled by high-level communication
Figure 8 — Connection coordination Seq 6: DC EVSE with PnC and EIM
Figure 9 Shows AC EVSE control pilot timeout handling for 5 % control pilot duty cycle. See [V2G3 M06-07].
Timeout Timeout Timeout
Plug-in
X2 (5 %) E/F (0 %) X2 (5 %) E/F (0 %) X2 (5 %) E/F (0 %)
X1
TT_EVSE_ T_step_EF TT_EVSE_ T_step_EF TT_EVSE_ T_step_EF
Re-init
SLAC_init SLAC_init SLAC_init
Figure 9 — Connection coordination Seq 7: AC EVSE timeout handling for 5 % control pilot duty
cycle
16 © ISO 2015 – All rights reserved
Table 2 shows the options for EVs with and without HLC, according to the different control pilot duty
cycle values.
Table 2 — EV behaviour
Duty cycle seen EV w/o HLC EV with HLC
by the EV
B1 no reaction Matching process to be launched
If the EV_Discovering_Status is “EVSE_FOUND”: V2G Setup fin-
ished: wait
If EV_Discovering_Status = EVSE_NOT_FOUND:
no reaction
5 % no reaction Matching process to be launched
If the EV_Discovering_Status is “EVSE_FOUND”: V2G Setup fin-
ished: continue with negotiated charge profile
If EV_Discovering_Status = “EVSE_NOT_FOUND”: no reaction
X2 (nom) BC BC is allowed
In parallel, matching to be launched
When EV_Discovering_Status = EVSE_FOUND: HLC can begin at
any time.
If EV_Discovering_Status = EVSE_NOT_FOUND: BC allowed or no
reaction.
NOTE No reaction means that the EV may go to sleep, according to the implementation.
7.3 Plug-in phase
This phase covers the plug-in up to the beginning of the charge.
7.3.1 EVSE side
[V2G3-M07-01] After successful detection of the plug-in of a cable assembly, the low-layer commu-
nication module shall be ready for communication in less than T_conn_max_co
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15118-3
Première édition
2015-05-15
Véhicules routiers — Interface de
communication entre véhicule et
réseau électrique —
Partie 3:
Exigences relatives à la couche
physique et à la couche liaison de
données
Road vehicles — Vehicle to grid communication interface —
Part 3: Physical and data link layer requirements
Numéro de référence
©
ISO 2015
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Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations . 4
5 Conventions . 5
5.1 Définition des services basés sur le modèle OSI . 5
5.2 Structure des exigences . 5
5.3 Convention relative aux références normatives . 6
6 Architecture du système . 6
6.1 Aperçu général des couches de communication . 6
6.2 Définition d'une communication de haut niveau et d'une signalisation de base . 8
6.2.1 Signalisation de base . 8
6.2.2 Communication de haut niveau (CHN) . 8
6.3 Exigences relatives à l'identification . 9
6.4 Exigences relatives au système . 9
6.4.1 Aperçu général . 9
6.4.2 IRVE . 9
6.4.3 VE .11
6.5 Configuration d'un module de communication de couche basse .11
7 Coordination des connexions .11
7.1 Généralités .11
7.2 Aperçu général .12
7.3 Phase de branchement .19
7.3.1 Côté IRVE .19
7.3.2 Côté VE .19
7.4 Phase d'initialisation .20
7.5 Perte de communication .20
7.5.1 Côté IRVE .20
7.5.2 Côté VE .21
7.6 Mode veille et réactivation .21
7.6.1 Passage en mode veille .22
7.6.2 Réactivation .22
7.6.3 Pendant une pause de recharge .23
7.7 Phase de débranchement .23
8 Temporisations et constantes .23
9 Processus d'appariement VE — IRVE .24
9.1 Aperçu général .24
9.2 Initialisation du processus d'appariement .26
9.3 Découverte du module de communication de couche basse connecté .26
9.4 Validation d'une décision d'appariement .27
9.5 Configuration d'un réseau logique .29
9.6 Quitter le réseau logique .29
9.7 Traitement des erreurs .29
10 Exigences relatives à la CEM .30
11 Couplage du signal .30
12 Interfaces de la couche 2 .30
12.1 Aperçu général .30
12.2 SAP de données .30
12.3 SAP de contrôle de liaison de données avec la couche 3 .30
Annexe A (normative) HomePlug Green PHY sur une ligne pilote de contrôle .32
Annexe B (informative) Profil CPL G3 selon l'IEEE 1901.2 sur une ligne pilote de contrôle .77
Bibliographie .84
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l'ISO liés à
l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de l'ISO aux principes
de l'OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos -
Informations supplémentaires
Le comité chargé de l'élaboration du présent document est l'ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité
SC 31, Communication de données.
L'ISO 15118 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Véhicules routiers —
Interface de communication entre véhicule et réseau électrique:
— Partie 1: Informations générales et définition de cas d'utilisation
— Partie 2: Exigences du protocole d'application et du réseau
— Partie 3: Exigences relatives à la couche physique et à la couche liaison de données
Les parties suivantes sont en préparation:
— Partie 4: Test de conformité du protocole d'application et du réseau
— Partie 5: Test de conformité relatif à la couche physique et à la couche liaison de données
— Partie 6: Informations générales et définition de cas d'utilisation pour la communication sans fil
— Partie 7: Exigences du protocole d'application et du réseau pour la communication sans fil
— Partie 8: Exigences relatives à la couche physique et à la couche liaison de données pour la communication
sans fil
Introduction
La crise énergétique imminente et la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre ont conduit
les constructeurs de véhicules à déployer des efforts considérables pour réduire la consommation
d'énergie de leurs véhicules. Ils développent actuellement des véhicules partiellement ou entièrement
propulsés à l'énergie électrique. Ainsi, les véhicules réduiront la dépendance au pétrole, amélioreront
l'efficacité énergétique globale et réduiront les émissions totales de CO associées au transport routier
si l'électricité est produite à partir de sources renouvelables. Pour recharger les batteries de tels
véhicules, une infrastructure de recharge spécifique est requise.
Une grande partie des travaux de normalisation concernant les spécifications dimensionnelles et
électriques de l'infrastructure de recharge et de l'interface avec le véhicule est déjà traitée dans les
groupes ISO ou IEC pertinents. Toutefois, la question du transfert d'informations entre le véhicule et le
réseau électrique n'a pas été suffisamment traitée.
Une telle communication est bénéfique pour l'optimisation des ressources énergétiques et des systèmes
de production d'énergie car les véhicules peuvent être rechargés au moment le plus économique ou le
plus efficace en termes d'énergie.
Il est également nécessaire de développer des systèmes de paiement efficaces et pratiques afin de
couvrir les micro-paiements qui en résultent. Le canal de communication nécessaire pourra servir dans
le futur à contribuer à la stabilisation du réseau électrique ainsi qu'à prendre en charge les services
d'information supplémentaires requis pour exploiter efficacement les véhicules électriques.
vi © ISO 2015 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 15118-3:2015(F)
Véhicules routiers — Interface de communication entre
véhicule et réseau électrique —
Partie 3:
Exigences relatives à la couche physique et à la couche
liaison de données
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 15118 spécifie les exigences relatives à la couche physique et à la couche
liaison de données pour une communication de haut niveau, directement entre des véhicules
électriques à batterie (VEB) ou des véhicules électriques hybrides rechargeables (VEHR), appelés VE
(véhicule électrique) [ISO-1], basés sur une technologie de communication filaire, et l'installation fixe
de recharge électrique [infrastructure de recharge pour véhicules électriques (IRVE)], utilisée en plus
de la signalisation de base, comme défini dans [IEC-1].
Elle couvre l'échange global d'informations entre tous les acteurs impliqués dans l'échange d'énergie
électrique. L'ISO 15118 (toutes les parties) s'applique à la charge conductive après connexion manuelle.
Seules les IRVE de «modes 3 et 4 selon [IEC-1]», avec un module de communication de haut niveau, sont
couvertes par la présente partie de l'ISO 15118.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 15118-1:2013, Véhicules routiers — Interface de communication entre véhicule et réseau électrique —
Partie 1: Informations générales et définition de cas d'utilisation
ISO 15118-2:2014, Véhicules routiers — Interface de communication entre véhicule et réseau électrique —
Partie 2: Exigences du protocole d'application et du réseau
IEC 61851-1:2010, Système de charge conductive pour véhicules électriques — Partie 1: Règles générales
IEC/TS 62763:2013, Pilot function through a control pilot circuit using PWM (pulse width modulation) and
a control pilot wire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans [ISO-1] ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
table d'amplitude
spécifie un facteur de réduction de puissance de transmission pour chaque sous-porteuse liée au
masque de tonalité
3.2
coordinateur central
gestionnaire d'un réseau HomePlug Green PHY
3.3
priorité d'accès au canal
CAP
méthode permettant d'établir la priorité d'accès au canal
Note 1 à l'article: Voir [HPGP].
3.4
coexistence
aptitude de différents systèmes de communication de couche basse à partager les mêmes supports
physiques et à fonctionner simultanément
3.5
support de communication
le support physique permettant la transmission du signal de communication de couche basse est assuré
par le câble de charge qui relie l'infrastructure de recharge et le VE
3.6
nœud de communication
dispositif équipé d'une puce de modem de communication de couches basses; il caractérise un dispositif
de communication logique et physique qui est lié à un support physique et capable de transmettre,
recevoir ou relayer des informations sur un canal de communication
3.7
coordination des connexions
entité qui assure l'ensemble des fonctions d'appariement entre VE et IRVE et d'initialisation, par le biais
de SAP de contrôle de liaison de données, décrits à l'Article 6
Note 1 à l'article: Cette entité contrôle également les relations entre la signalisation de base et les couches hautes.
3.8
diaphonie
couplage capacitif ou inductif entre deux circuits électriques individuels, fournissant chacun un support
pour un réseau de communication de couche basse, de telle sorte que les deux réseaux soient influencés
l'un par l'autre
3.9
SAP de contrôle de liaison de données
point d'accès au service qui définit l'interface entre le module de coordination des connexions et la
technologie de communication de couche basse pour gérer l'état de la liaison
3.10
SAP de données
point d'accès au service qui définit l'interface entre la couche 2 et la couche 3 pour l'échange de la charge
utile liée à V2G
3.11
SAP ETH
un SAP de classe Ethernet II prend en charge des applications en utilisant des paquets de classe
Ethernet II, y compris des extensions selon l'IEEE 802.3 avec ou sans l'IEEE 802.2 (LLC), l'IEEE 802.1H
(SNAP), et/ou un étiquetage VLAN
3.12
moyen d'identification externe
MIE
tout moyen externe permettant à l'utilisateur d'identifier son contrat ou la voiture
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés
3.13
initialisation
processus d'interaction entre le VE, l'IRVE et un déclencheur externe, débutant par le branchement du
câble de charge et allant jusqu'à la décision concernant le mode de charge à appliquer
Note 1 à l'article: Ce processus est utilisé pour les modes de charge 3 et 4, tels que décrits dans [IEC-1].
3.14
SAP ES
un circuit de contrôle ES s'interface avec une commande matérielle e/s (par exemple rapport cyclique
du pilote de contrôle) et le fil pilote de contrôle
Note 1 à l'article: Cette entité fournit le SAP ES qui est défini à l'Article 12.
3.15
protocole inter-système
permet à divers systèmes de communication à large bande par courant porteur de partager des
ressources de communication par courant porteur dans le temps (multiplexage temporel) et/ou en
fréquence (multiplexage fréquentiel)
Note 1 à l'article: Pour de plus amples informations, se reporter à [IEEE].
3.16
réseau logique
ensemble de stations de communication de couche basse qui utilisent la même clé réseau
Note 1 à l'article: Seuls les membres du même réseau logique sont en mesure d'échanger des données de charge
utile chiffrées et sont visibles les uns des autres sur les couches hautes. Différents réseaux logiques peuvent exister
simultanément sur le même support physique et sont généralement utilisés pour la segmentation du réseau.
Note 2 à l'article: Un réseau logique est défini pour la couche 2.
3.17
communication de couche basse
fonctions gérées par la couche 1 et la couche 2 du modèle OSI du modem
3.18
module de communication de couche basse
ensemble fonctionnel derrière chaque socle de prise de courant ou chaque prise mobile, selon le type de
connexion du VE ([IEC-1]), qui inclut le nœud de communication et la fonctionnalité de coordination des
connexions
3.19
adresse MAC
identifiant unique attribué aux interfaces réseau pour la communication sur la couche liaison de données
3.20
entrée de messages de gestion
MME
messages échangés entre des nœuds CPL ou entre un nœud CPL et des couches hautes à des fins de
contrôle
3.21
appariement
processus permettant de déterminer les modules de communication de couche basse du VE et de l'IRVE,
lorsque le VE est connecté physiquement, de manière directe
Note 1 à l'article: «Appariement» se rapporte à «Association» (cas d'utilisation A) dans l'ISO 15118-1.
3.22
rapport cyclique nominal
rapport cyclique du pilote de contrôle de 10 % à 96 %, conformément à [IEC-1], généré par l'IRVE
3.23
contrôleur de fonction pilote
système qui gère la ligne du pilote de contrôle du côté IRVE, conformément à [IEC-1]
3.24
plug and charge (brancher et recharger)
mode d'identification dans lequel le client a juste à brancher son véhicule dans l'IRVE et tous les aspects
de la recharge sont automatiquement pris en compte sans autre intervention du client
3.25
modulation MDP-4
technique de modulation de phase qui transmet deux bits en quatre états de modulation
3.26
mode ROBO
mode de communication qui utilise MDP-4 uniquement pour la modulation de la porteuse dans le
multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (MROF) pour obtenir une transmission
plus robuste
Note 1 à l'article: Le mode ROBO peut être réglé à trois niveaux de performance différents: Mini-ROBO, ROBO
Standard et ROBO Haut débit.
3.27
largeur de bande partagée
lorsque différents systèmes utilisent le même support physique pour transmettre des données, le débit
de données pour chaque système peut être limité, selon le mécanisme utilisé pour l'attribution
3.28
couplage du signal
méthode de couplage du signal sur le support de communication
3.29
caractérisation de l'affaiblissement du niveau de signal
SLAC
protocole permettant de mesurer la puissance d'un signal entre des stations HomePlug Green PHY
3.30
masque de tonalité
définit l'ensemble des tonalités (ou porteuses) pouvant être utilisées dans le cadre d'une juridiction
régulatrice donnée ou d'une application donnée
3.31
rapport cyclique valide
rapport cyclique compris entre 5 % ou 10 % et 96 %, conformément à [IEC-1], généré par l'IRVE
4 Symboles et abréviations
ARIB Association of Radio Industries and Businesses
CAP Priorité d'accès au canal
CCo Coordinateur central
D-LINK Liaison de données
DSP Densité spectrale de puissance
MIE Moyen d'identification externe (tel que défini dans l'ISO 15118-1)
4 © ISO 2015 – Tous droits réservés
ERDF Électricité et Réseau de France
FCC Commission fédérale des communications
HLE Entités de couches hautes
HPGP HomePlug Green PHY
ID Identification
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISP Protocole inter-système
UIT Union Internationale des Télécommunications
MAC Contrôle d'accès aux supports
MME Entrée de messages de gestion
PE Terre de protection
CPL Communication par courant porteur
PnC Plug and Charge (tel que défini dans l'ISO 15118-1)
MDP-4 Modulation par déplacement de phase quadrivalente
SAP Point d'accès au service
SE Système d'alimentation
SLAC Caractérisation de l'affaiblissement du niveau de signal
5 Conventions
5.1 Définition des services basés sur le modèle OSI
L'[ISO-3] est basée sur les conventions de service OSI (ISO/IEC 10731:1994) pour les couches
individuelles spécifiées dans la présente partie de l'ISO 15118.
5.2 Structure des exigences
Chaque exigence individuelle incluse dans la présente partie de l'ISO 15118 a un code unique, par
exemple [V2G3-YXX-ZZZ] formulation de l'exigence, où
— «V2G3» représente l'ensemble de normes [ISO-3],
— «Y» représente le corps de la norme (M)/les Annexes (lettre désignant l'Annexe),
— «XX» représente le numéro de l'article concerné,
— «ZZZ» représente le numéro de l'exigence individuelle et
— «formulation de l'exigence» contient la formulation réelle de l'exigence.
EXEMPLE [V2G3-M01–01] Ceci doit être un exemple d'exigence.
5.3 Convention relative aux références normatives
Chaque référence à un document normatif est associée aux codes uniques suivants:
[IEC-1] IEC 61851-1
[IEC-21] IEC 61851-21
[IEC-22] IEC 61851-22
[IEC-2] IEC 62196-2
[IEC-3] IEC/TS 62763
[ISO-0] ISO 15118-series
[ISO-1] ISO 15118-1
[ISO-2] ISO 15118-2
[ISO-3] ISO 15118-3
6 Architecture du système
6.1 Aperçu général des couches de communication
La présente partie de l'ISO 15118 est organisée selon un modèle architectural, en mettant l'accent sur
la séparation à grande échelle du système en deux parties: la sous-couche MAC de la couche liaison de
données et la couche physique. Ces couches sont destinées à correspondre étroitement avec les couches
les basses du modèle ISO/IEC pour les systèmes ouverts. La Figure 1 montre la relation entre l'[ISO-3] et
le modèle de référence OSI.
6 © ISO 2015 – Tous droits réservés
Figure 1 — Aperçu général de l'[ISO-0] dans le modèle de référence OSI de l'ISO/IEC
L'[ISO-3] définit les exigences applicables à la couche 1 et à la couche 2, y compris l'interface des
primitives de service normalisé V2G, conformément à l'architecture en couches OSI. Les couches 3 à 7
sont spécifiées dans l'[ISO-2].
Outre la pile liée à la communication à gauche et au centre de la Figure 2, un circuit de commande du
matériel à droite fournit les moyens de déclenchement et de signalisation pour la signalisation liée à
l'[IEC-1].
La présente partie de l'ISO 15118 couvre les cas d'utilisation en courant alternatif et en courant continu.
Si elles ne sont pas définies différemment, les exigences s'appliquent aussi bien au courant alternatif
qu'au courant continu.
Légende
couvert par la spécification de la technologie de communication
Figure 2 — Relation entre l'[ISO-3] et le modèle de référence OSI de l'ISO/IEC
6.2 Définition d'une communication de haut niveau et d'une signalisation de base
La présente partie de l'ISO 15118 décrit, dans le corps de la norme, les exigences générales applicables à
la communication. En fonction de la technologie, des exigences spécifiques sont décrites dans l'Annexe A.
6.2.1 Signalisation de base
[V2G3-M06-01] La signalisation de base est conforme à l'[IEC-1]. Toutes les temporisations doivent
être conformes à l'[IEC-1], Annexe A.
Tout processus de recharge, qu'il fasse ou non appel à une communication de haut niveau, utilise une
signalisation bidirectionnelle conformément à l'[IEC-1], indiquant des informations liées au VE par
le biais des états du pilote de contrôle et des informations relatives à l'IRVE par le signal du rapport
cyclique du pilote de contrôle.
6.2.2 Communication de haut niveau (CHN)
[V2G3-M06-02] La CHN doit être utilisée en complément de la signalisation de base pour permettre
une communication bidirectionnelle et offrir des fonctionnalités supplémentaires.
La séquence de l'échange de données au cours d'une session de recharge basée sur une CHN est effectuée
conformément au protocole de communication de l'[ISO-2].
Il peut être divisé en trois périodes, comme suit:
— configuration de la liaison de données;
— configuration de la V2G;
— boucle de recharge V2G.
NOTE Les descriptions détaillées sont données dans l'[ISO-2].
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[V2G3-M06-03] Pendant la boucle de recharge V2G, le rapport cyclique de MID ne doit pas varier du fait
de la variation dynamique des informations relatives au réseau électrique. Ces limitations
fluctuantes du réseau électrique doivent être fournies par le biais de messages de commu-
nication de haut niveau.
Lorsqu'une recharge de base (RB) est utilisée en secours à une recharge par CHN (par exemple lorsque
la recharge basée sur la CHN a échoué), il est permis de modifier le rapport cyclique en raison de la
variation dynamique des informations relatives au réseau électrique, conformément aux exigences de
l'[IEC-1].
6.3 Exigences relatives à l'identification
La phase d'initialisation dépend selon qu'une identification par une «ID transmise par le VE» ou par un
MIE est requise, comme décrit dans l'[ISO-1], cas d'utilisation D1, D2, D3 et D4.
[V2G3-M06-04] Lorsqu'une autorisation (paiement) est requise pour la recharge, l'IRVE doit propo-
ser un PnC (ID transmise par le VE) ou un moyen MIE.
Tout paiement inclus dans un achat groupé (frais de stationnement, montant forfaitaire, etc.) est
considéré comme «Aucune ID requise» car l'énergie est payée par des moyens totalement indépendants
de l'IRVE.
NOTE 1 La nécessité d'une authentification peut être déclenchée de l'extérieur.
NOTE 2 «ID requise» couvre uniquement l'ID à des fins d'utilisation et ne couvre pas la totalité de
l'identification liée à la «sécurité» telle que décrite dans l'[ISO-2].
NOTE 3 La fonctionnalité PnC est appelée «ID transmise par le VE», en utilisant l'ensemble de messages de
l'[ISO-2].
NOTE 4 Au niveau d'une IRVE accessible au public proposant seulement «ID transmise par le VE», il peut
exister une solution de remplacement pour permettre à tout VE de pouvoir être rechargé.
Si le rapport cyclique est réglé à 5 % et que le PnC est destiné à être utilisé, le CCVE peut lancer une
«reconnaissance d'ID» depuis le VE (cas d'utilisation D1 et D2 de l'[ISO-1]). Selon la réponse du VE, le
CCIR peut décider de permettre ou non la recharge.
6.4 Exigences relatives au système
Dans les paragraphes suivants, les abréviations concernant les états du pilote de contrôle (par exemple
X1, X2, B1, B2, etc.) sont décrites dans l'[IEC-3].
6.4.1 Aperçu général
Le présent paragraphe définit les exigences relatives au déclenchement de l'IRVE et du VE juste après le
branchement du câble de charge. Il contient la spécification des séquences, indique quand et comment
l'ID du contrat est reconnue, quand lancer le processus d'appariement (au niveau du MAC) et comment
décider d'utiliser une recharge de base ou une recharge basée sur une communication de haut niveau.
6.4.2 IRVE
6.4.2.1 Exigences relatives au pilote de contrôle
Chaque socle de prise de l'IRVE a son propre contrôleur de fonction pilote dédié.
Les relations de déclenchement et de temporisation entre la signalisation de base et la configuration de
connexion CHN sont décrites à l'Article 7.
Pour l'implémentation et la synchronisation entre l'[IEC-1] et l'[ISO-3], se reporter à l'[ISO-2], 8.7.4.
NOTE 1 Si un rapport cyclique nominal est fixé, il est recommandé de le conserver comme capacité maximale
de courant de la borne de charge et de laisser les messages de communication de haut niveau ajuster de façon
dynamique le courant maximal disponible.
[V2G3-M06-05] Lorsqu'aucune communication ne peut être établie avec un rapport cyclique du pilote de
contrôle de 5 % (le processus d'appariement n'a pas démarré), si l'IRVE veut commuter sur
le rapport cyclique nominal, alors le passage du rapport cyclique de 5 % à la valeur nomi-
nale doit être effectué avec une séquence spécifique B2 ou C2 (5 %) - > E ou F - > B2 (valeur
nominale) pour permettre la rétrocompatibilité. La durée minimale à l'état du pilote de
contrôle E ou F est définie à T_step_EF.
NOTE 2 Chaque fournisseur d'IRVE est libre de choisir entre l'état E et l'état F pour effectuer la transition,
selon son implémentation.
[V2G3-M06-06] Lorsqu'une communication a déjà été établie avec un rapport cyclique du pilote de contrôle
de 5 % («État apparié» atteint ou processus d'appariement en cours), le passage du rapport
cyclique de 5 % à la valeur nominale doit être effectué avec un état X1 au milieu (durée mi-
nimale telle que définie dans l'[IEC-3] Séq 9.2), pour signaler au VE que le rapport cyclique
du pilote de contrôle va passer à la valeur nominale.
[V2G3 M06-07] Si une IRVE en courant alternatif applique un rapport cyclique du pilote de contrôle de 5 %,
et que l'IRVE ne reçoit pas de demande SLAC dans TT_EVSE_SLAC_init, l'IRVE doit passer
à l'état E ou F pendant T_step_EF, doit revenir à un rapport cyclique de 5 % et doit réinitia-
liser la temporisation TT_EVSE_SLAC_init avant d'être prête à répondre à nouveau à une
demande d'appariement. Cette séquence doit être retentée C_sequ_retry fois. À la fin, en
l'absence de réaction, l'IRVE doit passer à l'état X1.
NOTE 3 Dans l'état X1 du pilote de contrôle, un client peut effectuer une action MIE à tout moment.
[V2G3-M06-08] Après une identification par MIE positive, si aucun processus d'appariement n'est en cours,
l'IRVE doit signaler l'état de pilote de contrôle E/F pendant T_step_EF, puis signaler l'état du
pilote de contrôle X1/X2 (nominal).
[V2G3 -M06-09] Si une transition de l'état du pilote de contrôle E/F - > Bx, Cx, Dx est utilisée pour déclen-
cher de nouvelles tentatives ou en cas de problèmes de compatibilité, l'état E/F doit être au
moins T_step_EF.
6.4.2.2 Exigences relatives au module de communication de couche basse
L'[ISO-1], Annexe A, donne des exemples d'architectures d'infrastructure de recharge.
Le processus d'appariement est conçu pour fonctionner entre le module de communication de couche
basse assigné localement à chaque socle de prise de courant, du côté IRVE, et le CCVE.
NOTE 1 La description complète du processus d'appariement est donnée à l'Article 9.
[V2G3-M06-10] Dans le cas d'enveloppes de borne de charge comportant de multiples socles de prise de
courant ou câbles raccordés et un seul module de communication de couche basse gérant la
totalité de la borne, ils doivent se comporter comme un module individuel de communica-
tion de couche basse pour chaque socle.
NOTE 2 Il est fortement recommandé de construire une architecture point à point (un module de
communication de couche basse du côté IRVE, et un module de communication de couche basse par VE).
[V2G3-M06-11] Le processus d'appariement doit être lancé par un passage de l'état A, E ou F à l'état Bx,
Cx ou Dx.
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6.4.3 VE
6.4.3.1 Exigences relatives au pilote de contrôle
Face à un rapport cyclique nominal, le VE peut lancer la recharge à tout moment.
[V2G3-M06-12] En mode de recharge CHN, dans le cas d'un rapport cyclique nominal, le véhicule
doit déterminer le courant de charge maximal, défini par l'IRVE, en calculant la plus
petite des valeurs suivantes:
— courant de charge maximal donné par le rapport cyclique du pilote de contrôle;
— courant de charge maximal donné par les messages de recharge contrôlée
par CHN.
6.4.3.2 Exigences relatives au module de communication de couche basse
[V2G3-M06-13] Le processus d'appariement doit être lancé par un passage de l'état A, E ou F à
l'état Bx, Cx ou Dx.
[V2G3-M06-14] Le VE doit toujours se recharger en mode de recharge contrôlée par CHN, dès que la
boucle de recharge V2G débute.
Dans la boucle de recharge V2G, le VE n'est pas autorisé à se recharger en mode de recharge de base.
Avant la boucle de recharge V2G et après la session de communication V2G, le VE est autorisé à se
recharger en mode de recharge de base en cas de rapport cyclique nominal du pilote de contrôle.
En cas de recharge en courant alternatif, il convient qu'un VE soit capable de passer du mode de recharge
contrôlée par CHN au mode de recharge de base, si une erreur se produit dans la communication de
haut niveau, même si un mode de recharge contrôlée par CHN est déjà lancé.
[V2G3-M06-15] Pendant un processus d'appariement, une modification du rapport cyclique ne doit
pas mettre fin/interrompre le processus d'appariement du côté VE.
6.5 Configuration d'un module de communication de couche basse
S'il existe un problème de coexistence avec le réseau électrique, il convient dans ce cas d'envisager
l'application d'autres technologies de CPL normalisées telles que l'ISO/IEC 12139-1: KR.
Les mécanismes de coexistence ne sont pas définis dans la présente partie de l'ISO 15118.
[V2G3-M06-16] Chaque nœud de communication doit fournir une méthode permettant d'échan-
ger les fréquences autorisées à utiliser, pour respecter les restrictions en matière
de fréquence. Un nœud de communication doit respecter la limitation du spectre
transmise par le nœud homologue.
NOTE Il convient que toutes les IRVE soient en mesure de mettre à jour l'ensemble de fréquences à utiliser en
fonction des règlements législatifs futurs.
7 Coordination des connexions
7.1 Généralités
Le présent article décrit le comportement du système, à différentes phases d'une session de recharge,
entre le branchement et le débranchement.
7.2 Aperçu général
Le Tableau 1 récapitule l'implémentation d'un PnC et/ou d'un MIE sur les IRVE. Les détails sont donnés
dans les figures suivantes. Par exemple, Seq 1 b), c) et d) signifie que les ramifications b), c) et d)
s'appliquent.
Tableau 1 — MIE et/ou PnC dans les IRVE
Recharge
Figure n° Description PnC MIE avec RB MIE sans RB selon
l'IEC 61851-1
IRVE en Figure 3 Seq1. Appariement non a) b) c) d)
c.a. lancé (lancement avec
5 %)
Figure 4 Seq2. Appariement non a) b) c) d)
lancé (lancement avec X1)
Figure 5 Seq3. Appariement lancé a) b) c) -
(lancement avec 5 %)
Figure 6 Seq4. Appariement lancé a) b) c) -
(lancement avec X1)
Figure 7 Seq5. Identification MIE - b) c) d)
avant branchement
IRVE en Figure 8 Seq6. a) - c) -
c.c.
Les figures suivantes présentent la gestion du pilote de contrôle des IRVE pour différents scénarios. Re-
init signifie un redémarrage de la session (sans branchement/débranchement) par un passage du pilote
de contrôle à l'état E (par exemple traitement d'une erreur).
La Figure 3 présente une IRVE en c.a. permettant une recharge contrôlée par CHN avec PnC et MIE. Le
processus d'appariement n'est pas lancé lorsque l'identification par MIE est effectuée. L'IRVE applique
un rapport cyclique du pilote de contrôle de 5 % après le branchement. Un état X1 du pilote de contrôle
(PC) peut être appliqué pendant une courte durée jusqu'à ce que l'oscillateur du pilote de contrôle soit
sous tension. Si une IRVE ne prend en charge que MIE ou PnC, seules certaines ramifications existent.
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Légende
procédure possible
procédure obligatoire
HLC-C recharge contrôlée par une communication de haut niveau
BC recharge contrôlée par l'IEC 61851-1
condition de déclenchement
NOTE 1 L'état X1 du PC est autorisé au lieu de X2 (nom.) selon l'[IEC-3] (Tableau 5, utilisation de l'état X1).
NOTE 2 La ramification d) concerne les VE ne permettant pas une charge par CHN.
Figure 3 — Seq 1 de coordination des connexions: IRVE en c.a. avec PnC et MIE et processus
d'appariement non lancé avant l'identification par MIE, rapport cyclique du pilote de contrôle
de 5 % après branchement
La Figure 4 présente une IRVE en c.a. permettant une recharge contrôlée par CHN avec PnC et MIE. Le
processus d'appariement n'est pas lancé lorsque l'identification par MIE est effectuée. L'IRVE applique
un état X1 du pilote de contrôle après branchement. Si l'IRVE ne prend en charge que MIE ou PnC, seules
certaines ramifications existent.
Légende
procédure possible
procédure obligatoire
HLC-C recharge contrôlée par une communication de haut niveau
BC recharge contrôlée par l'IEC 61851-1
condition de déclenchement
NOTE 1 L'état X1 du PC est autorisé au lieu de X2 (nom.) selon l'[IEC-3] (Tableau 5, utilisation de l'état X1).
NOTE 2 La ramification d) concerne les VE ne permettant pas une charge par CHN.
Figure 4 — Seq 2 de coordination des connexions: IRVE en c.a. avec PnC et MIE et processus
d'appariement non lancé avant l'identification par MIE, état X1 du pilote de contrôle après
branchement
La Figure 5 présente une IRVE en c.a. permettant une recharge contrôlée par CHN avec PnC et MIE. Le
processus d'appariement est déjà lancé lorsque l'identification par MIE est effectuée. L'IRVE applique
un rapport cyclique du pilote de contrôle de 5 % après le branchement. Un état X1 du pilote de contrôle
peut être appliqué pendant une courte durée jusqu'à ce que l'oscillateur du pilote de contrôle soit sous
tension. Si une IRVE ne prend en charge que MIE ou PnC, seules certaines ramifications existent.
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Légende
procédure possible
procédure obligatoire
recharge contrôlée par une communication de haut niveau
HLC-C
BC recharge contrôlée par l'IEC 61851-1
condition de déclenchement
NOTE L'état X1 du PC est autorisé au lieu de X2 (nom.) selon l'[IEC-3] (Tableau 5, utilisation de l'état X1).
Figure 5 — Seq 3 de coordination des connexions: IRVE en c.a. avec PnC et MIE et processus
d'appariement lancé avant l'identification par MIE, rapport cyclique du pilote de contrôle de
5 % après branchement
La Figure 6 présente une IRVE en c.a. p
...
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