2010-01-0837

Comunicazione tra veicoli plug-in e la rete elettrica

Ambito
Questo articolo è il primo di una serie di documenti finalizzati a registrare i progressi della Task Force SAE J2293 nello sviluppo e nella precisazione dei requisiti per la comunicazione tra veicoli elettrici plug-in (PEV, Plug-In Electric Vehicle) e la rete elettrica. La Task Force SAE si è formata nel febbraio 2008 e ha iniziato la propria attività con la revisione dello standard SAE J2293 esistente, sviluppato originariamente dalla Task Force dedicata ai controlli della carica dei veicoli elettrici (EV) negli anni Novanta. Questo standard precedente identificava i requisiti di comunicazione tra veicolo elettrico (EV) e installazione per il rifornimento di veicoli elettrici (EVSE), compresi i sistemi di carica fuori bordo necessari per il trasferimento dell'energia in c.c. al veicolo.

In occasione della prima riunione della Task Force è apparso chiaro che i requisiti di comunicazione tra PEV e rete elettrica proposti dalle parti interessate nel settore variavano notevolmente quanto a tipo di comunicazioni e messaggistica rispetto a quanto documentato nello standard originale. Per comprendere e acquisire adeguatamente la struttura di comunicazione tra veicoli elettrici plug-in e la rete elettrica, la Task Force ha prodotto due nuovi documenti. Inoltre, lo standard J2293 originale è stato ripubblicato per mantenerlo intatto per le apparecchiature meno recenti.

I due nuovi documenti SAE sono J2836TM e J2847. SAE J2836TM è un Rapporto informativo che registra i requisiti di comunicazione tra veicoli elettrici plug-in e rete elettrica sulla base dei casi di utilizzo. Un caso di utilizzo è semplicemente una "storia" che comprende vari "attori" e il "percorso" da questi intrapreso per conseguire un particolare obiettivo funzionale. Prendendo in considerazione le azioni degli attori che operano per conseguire tale obiettivo funzionale, un caso di utilizzo completo produce una documentazione di scenari multipli, ciascuno contenente una sequenza di passaggi che delineano un percorso dal principio alla fine. Questi passaggi sequenziali descrivono le funzioni che devono essere fornite dai sistemi e processi proposti, il che porta direttamente ai requisiti per il dato caso di utilizzo.

SAE J2847 è una Pratica consigliata basata sui casi di utilizzo definiti in J2836TM e definisce nei dettagli i messaggi e le specifiche per la comunicazione tra veicolo e rete.

Entrambi i documenti, SAE J2836 e J2847, prevedono una serie di punti da 1 a 5 nel tentativo di mantenere la Task Force aderente al suo impegno iniziale, e si parte quindi dai requisiti fondamentali per passare poi ad altre opzioni più avanzate. Il punto 1 identifica il tasso di utilità e i programmi di incentivi, il punto 2 include i dettagli dell'installazione per il rifornimento di veicoli elettrici (EVSE) per i caricatori in c.c. fuori bordo (versione aggiornata di J2293), il punto 3 riguarda il flusso di energia inverso, il punto 4 comprende la diagnostica del sistema di carica e del veicolo elettrico plug-in, mentre il punto 5 contiene le opzioni specifiche del produttore del veicolo.

Scopo primario dei documenti SAE J2836TM e J2847 è ottenere un trasferimento di energia ottimizzato dalla rete per i veicoli elettrici plug-in, ovvero assicurare ai clienti dei veicoli la disponibilità di energia sufficiente per la guida, riducendo al minimo l'impatto del sistema sulla rete elettrica. Ciò può essere ottenuto, ad esempio, mediante la partecipazione volontaria a programmi di carica controllata dalla rete in cambio di incentivi finanziari, pertanto la specifica supporta flussi di informazioni che consentano di realizzare tali meccanismi.

Queste specifiche supportano il trasferimento di energia con flusso di potenza diretto (FPF, Forward Power Flow), da rete a veicolo, e inverso (RPF, Reverse Power Flow), da veicolo a rete. Il flusso FPF viene utilizzato per caricare il sistema di accumulo energetico ricaricabile (RESS) del veicolo; il supporto del flusso FPF è opzionale, per quanto incoraggiato, per le implementazioni di veicoli plug-in. Il flusso RPF può essere utilizzato per scaricare il sistema RESS, per fornire supporto alla rete o per alimentare carichi locali durante un'interruzione dell'alimentazione di rete; il supporto per il flusso RPF è anch'esso opzionale e può essere limitato con varie applicazioni RESS.

Oltre allo scopo primario del trasferimento di energia, questi documenti consentono altre applicazioni tra i veicoli e la rete, come la partecipazione dei veicoli a vari programmi di tariffe e incentivi della rete elettrica, piani di carica controllati dalla rete (ad esempio, risposta alla domanda e controllo diretto del carico) e partecipazione a una HAN (Home Area Network) di dispositivi elettrici gestiti dalla rete. Il protocollo stabilito è progettato per essere ampliato, per consentire l'aggiunta di ulteriori messaggi all'emergere di nuove applicazioni, mantenendo il supporto del set di messaggi esistente.

Data di pubblicazione: 12/04/2010
Autore: Richard A. Scholer - Ford Motor Co.
Arindam Maitra - EPRI
Efrain Ornelas - PG&E
Michael Bourton - Grid2Home
Jose Salazar - Southern California Edison

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