Przyszłość elektromobilności: enterop ISO/IEC Implementacja wzorcowa

Transkrypt

1 Przyszłość elektromobilności: enterop ISO/IEC Implementacja wzorcowa

2 Implementacja wzorcowa System testowania zgodności Specyfikacja przypadku testowego Motywacja Utworzenie warunków dla powszechnego stosowania na rynku standardów interfejsu komunikacyjnego vehicle-to-grid Platforma technologiczna Ograniczenie przeszkód technicznych dla realizacji nowych produktów i usług V2G Wsparcie małych i średnich przeds. oraz regionów modelowych Opracowanie implementacji wzorcowej ISO / IEC jako część platformy technologicznej enterop ISO/IEC

3 Streszczenie Zgodnie z założeniami, do roku 2020 na niemieckim rynku ma się znaleźć milion pojazdów elektrycznych. Dążąc do osiągnięcia tego celu, Federalne Ministerstwo Gospodarki i Technologii (BMWi) od lipca 2012 finansowało projekt enterop, mający na celu zapewnienie interoperacyjnej komunikacji pomiędzy pojazdami elektrycznymi a stacjami ładowania. Jest to niezbędny warunek dla powszechnej akceptacji elektromobilności. W ramach projektu należy sprzętowo i programistycznie zaimplementować zautomatyzowany system testowy, pomagający zapewnić współdziałanie pomiędzy systemami. Równocześnie zdefiniowana i udostępniona powinna zostać platforma wzorcowa, w celu ułatwienia małym i średnim przedsiębiorstwom dostępu do rynku. Projekt trwał 2 lata, koszt ok. 4.6 milonów euro sfinansowany został w 50% przez BMWi i partnerów przemysłowych. Międzynarodowy standard ISO/IEC dla interfejsu komunikacji vehicle-to-grid (V2G) jest kluczowym elementem zapewniającym współdziałanie pojazdów elektrycznych i przyszłej infrastruktury ładowania, jak również integracje elektromobilności w łańcuchu wartości energetyczno-gospodarczych. 3

4 Kontekst W kontekście zmian w sektorze energetycznym, elektromobilność zajmuje kluczową pozycję: Z energetyczno-gospodarczego punktu widzenia, pojazdy elektryczne, traktowane jako sterowalne odbiorniki energii oraz rozproszone magazyny energii mogą przyczynić się do stabillizacji sieci elektroenergetycznej. Dlatego też odgrywają one ważną rolę w kontekście efektywnego wykorzystania sieci oraz zrównoważonego transportu prywatnego. Warunkiem upowszechnienia elektromobilności jest jej szeroka akceptacja jak również inteligentna i bezproblemowa integracja niezbędnej infrastruktury. Będzie to ekonomicznie osiągalne pod warunkiem, że zostanie zapewniona interoperacyjność wszystkich produkowanych na świecie pojazdów z dostępną infrastrukturą ładowania. Interoperacyjność pełni też ważną rolę w kontekście akceptacji technologii. 4

5 Cel projektu Już w roku 2010, przy wsparciu partnerów z konsorcjum enterop, wykorzystano pierwsze projekty mające na celu międzynarodową standaryzację interfejsu komunikacyjnego ISO/IEC Vehicle-to- Grid (V2G). Aktualnie, w fazie przedprodukcyjnej, istotna jest stymulacja procesów tworzenia i wdrażania standardów na runku. Dlatego projekt dotyczy trzech głównych tematów: Definicja automatyzowalnych procedur testowych Projekt koncepcyjny i opracowanie implementacji wzorcowej Wsparcie regionów modelowych, projektów oraz małych i średnich przedsiębiorstw we wdrażaniu ustandaryzowanych technologii Testowany system komunikacja Jednostka zasilająca System wzorcowy enterop System testowy ISO/IEC System wzorcowy ISO/IEC

6 Cele projektu Definicja automatyzowalnych procedur testowych pojazd Definicja automatyzowalnych procedur testowych w celu umożliwienia samodzielnego rozwijania produktów zgodnych ze standardem, zwalniając producentów z konieczności czasochłonnych testów wzajemnej interoperacyjności, równocześnie zapewniając rozwój wolnego rynku i zapobiegając jego fragmentacji. użytkownik Komunikacja z infrastrukturą ładowania sieć Infrastruktura ładowania 6

7 Cele projektu Projekt koncepcyjny i wykonanie Projekt koncepcyjny i wykonanie implementacji wzorcowej w formie otwartej platformy technologicznej, w celu ograniczenia przeszkód technicznych podczas wdrażania nowych produktów i usług V2G. Szczególnie skierowane na rozwój produktów małych i średnich przedsiębiorstw, przeznaczonych na rynek międzynarodowy. 7

8 Cele projektu Wsparcie regionów modelowych Wsparcie regionów modelowych, projektów oraz małych i średnich przedsiębiorstw w procesie wdrażania ustandaryzowanych technologii, dzięki czemu na wczesnym etapie doświadczenia zastosowania i implementacji mogą być przekazane z powrotem na platformę technologiczną enterop. W tym kontekście, konsorcjum enterop będzie wspierać bliski kontakt z Normungsinitiative Elektromobilität (DIN, DKE, NAAutomobil). 8

9 ISO/IEC EVCC SECC Jednostka zasilająca Jednostka zasilająca 9

10 ISO/IEC EVCC Logika aplikacji EV SECC Logika aplikacji EVSE Warstwy abstrakcji sprzętowej ISO/IEC Warstwa pośrednia Stos protokołu Warstwy abstrakcji sprzętowej ISO/IEC Warstwa pośrednia Stos protokołu System operacyjny Sterownik enterop sprzętowa platforma wzorcowa System operacyjny Sterownik enterop sprzętowa platforma wzorcowa Jednostka zasilająca Jednostka zasilająca 10

11 enterop demonstracyjne urządzenia ładowania EV EVCC Wtyczka Typ2 Sterownik przepływu mocy Zarządzanie baterią (dwukierunkowy) falownik Bateria 11

12 enterop demonstracyjne urządzenia ładowania EVSE SECC Sterownik przepływu mocy (plc) Wtyczka Typ2 Bezpieczniki i zab. różnicowoprądowe stycznik uwierzytelnienie (RFID Reader) pomiary 12

13 enterop sprzętowa platforma wzorcowa EVCC Logika aplikacji Programowalne jako EV lub EVSE Modem PLC dla ISO/IEC Warstwy abstrakcji sprzętowej ISO/IEC Warstwa pośrednia Stos protokołu System operacyjny sterownik enterop sprzętowa platforma wzorcowa Pilotażowa instalacja sterowania wg IEC mikrokontroler 32 Bit Interfejsy CAN- i Ethernet 2MB Flash 512 kb SRAM 13

14 System operacyjny, sterownik i warstwy abstrakcji sprzętowej Warstwy abstrakcji sprzętowej EVCC Logika aplikacji ISO/IEC Warstwa pośrednia Stos protokołu System operacyjny sterownik Transfer ecos na sprzętową platformę wzorcową enterop sprzętowa platforma wzorcowa IEC HAL Odczyt i zapis stanów IEC Odczyt i zapis cyklu pracy Odczyt i zapis częstotliwości 14

15 ISO/IEC Warstwa pośrednia Stos Protokołu Warstwy abstrakcji sprzętowej EVCC Logika aplikacji ISO/IEC Warstwa pośrednia Stos protokołu System operacyjny Sterownik enterop sprzętowa platforma wzorcowa Aplikacji Prezentacji Sesji Transportowa Sieciowa ISO/IEC opis techniczny protokołu i wymagania warstw OSI Komunikaty warstwy aplikacji, SDP EXI V2GTP UDP, TCP, TLS IP, ICMP, SLAAC V2G Standardized Service Primitive Interface Łącza danych Fizyczna ISO/IEC Wymagania warstwy fizycznej i łącza danych 15

16 stm StateMachine [content_history.servicediscoveryres.servicelist_isused == 0u thispointer- >configuration.requestvalueaddservices==false] Logika aplikacji: maszyny stanów EVCC Logika aplikacji Koncepcja oparta na modelu Opracowanie modelu UML Struktura klas Warstwy abstrakcji sprzętowej ISO/IEC Warstwa pośrednia Stos protokołu System operacyjny Sterownik enterop sprzętowa platforma wzorcowa Diagram stanów Plugged_In_Timeout WaitForPluggedIn HighLevelCommunication [iec61851.state == State_B] IPAddressAssignment entry / Init entry / IPAddressAssignment_Entry BasicSignalling do / CheckStateConditions do / IPAddressAssignment_Do V2G_EVCC_Session_Timeout Ogólne aktywności systemu Generacja kodu Dostosowanie szablonów /ResetSeccDiscoveryCounter() V2G_EVCC_Session_Timeout [iec61851.state == State_B] StopCommunicationEstablishment SDPResponseNotAccepted [iec61851.state == State_B] [seccdiscoveryrequestcounter >= 50 && thispointer->iec61851.state == State_B] Generacja kodu BasicSignalling [iec61851.state!= State_B] Expected_V2G_Message_Invalid V2G_EVCC_Session_Timeout V2G_EVCC_Message_Timeout [iec61851.state!= State_B] BasicSignalling V2G_EVCC_Session_Timeout IPAddressAssignment_OK, HighLevelCommunication [iec61851.state == State_B] /IncreaseSeccDiscoveryCounter() WaitForSECCDiscoveryProtocolRes V2G_EVCC_Message_Timeout [seccdiscoveryr entry / WaitForSECCDiscoveryProtocolRes_Entry && thispointer->iec61851.state == State_B] do / WaitForSECCDiscoveryProtocolRes_Do /IncreaseSeccDiscoveryCounter() exit / WaitForSECCDiscoveryProtocolRes_Exit SDPResponseAccepted, HighLevelCommunication [seccdiscoveryrequestcounter <50 && thispointer->iec61851.state == State_B] /IncreaseSeccDiscoveryCounter() WaitForSupportedAppProtocolRes entry / WaitForSupportedAppProtocolRes_Entry do / WaitForSupportedAppProtocolRes_Do Expected_V2G_Message_Valid, HighLevelCommunication [iec61851.state == State_B] /V2G_Sequence_Timer_Start() V2G_SECC_ResponseCode_FAILED V2G_EVCC_Message_Timeout BasicSignalling [iec61851.state!= State_B] Expected_V2G_Message_Invalid WaitForSessionSetupRes entry / WaitForSessionSetupRes_Entry do / WaitForSessionSetupRes_Do V2G_EVCC_ V2G_EVCC_Session_Timeout V2G_SECC_ResponseCode_FAILED Expected_V2G_Message_Invalid V2G_EVCC_Message_Timeout [iec61851.state!= State_B] BasicSignalling Expected_V2G_Message_Valid, HighLevelCommunication [iec61851.state == State_B] /V2G_Sequence_Timer_Start() WaitForServiceDiscoveryRes entry / WaitForServiceDiscoveryRes_Entry do / WaitForServiceDiscoveryRes_Do Expected_V2G_Message_Valid, HighLevelCommunication [iec61851.state == State_B] /V2G_Sequence_Timer_Start() [content_history.servicediscoveryres.servicelist_isused == 1u && thispointer->configuration.requestvalueaddservices==true] V2G_SECC_ResponseCode_FAILED V2G_EVCC_Message_Timeout Expected_V2G_Message_Invalid V2G_EVCC_Session_Timeout WaitForServiceDetailRes entry / WaitForServiceDetailRes_Entry do / WaitForServiceDetailRes_Do AnotherValueAddedService, Expected_V2G_Message_Valid, HighLevelCommunication [iec61851.state!= State_B] [iec61851.state == State_B] BasicSignalling /V2G_Sequence_Timer_Start() Expected_V2G_Message_Valid, 16 V2G_SECC_ResponseCode_FAILED V2G_EVCC_Session_Timeout HighLevelCommunication [iec61851.state == State_B] /V2G_Sequence_Timer_Start() WaitForPaymentServiceSelectionRes V2G_EVCC_Message_Timeout entry / WaitForPaymentServiceSelectionRes_Entry Expected_V2G_Message_Invalid do / WaitForPaymentServiceSelectionRes_Do [iec61851.state!= State_B] BasicSignalling

17 Modelowanie przypadków testowych Analiza i ocena różnych metod modelowania przypadków testowych: MSC, UTP, TTCN-3 i inne TTCN-3 jako język opisu przypadków Analiza i ocena różnych narzędzi TTCN-3 Użyto TTWorkbench Zaimplementowano ponad 600 wymagań Testy negatywne i pozytywne Opracowanie wytycznych modelowania 17

18 Wyniki projektu W pełni wdrożony Service Discovery Protocol dla EV i EVSE W pełni wdrożona sekwencja komunikatów V2G dla EV Sekwencje komunikatów dla EVSE w trakcie Integracja IEC Integracja jednostki zasilającej w EV i EVSE częściowo wdrożona Niezaimplementowane w systemie wzorcowym SLAC TLS, certyfikaty 18

19 Wnioski i perspektywa System wzorcowy ISO/IEC zaprojektowany w oparciu o model Implementacja sekwencji komunikatów dla EV i EVSE Integracja jednostki zasilającej 19

20 Dziękujemy za uwagę Aby uzyskać więcej informacji, prosimy o kontakt: michal.ramczykowski@copperalliance.pl 20 enterop ISO/IEC reference implementation