ISO 15118-20 解析:V2G、即插即充与欧盟 2027

2026年8月21日 · 石家庄微耀数字科技有限公司

充电桩与车辆之间,正在从「单向供电」变成「智能能量与数据交换」。ISO 15118-20 是这场变化的核心协议——本文用大白话拆解它对 V2G、即插即充、安全和欧盟 2027 的影响。

电动汽车充电正从简单的电力传输,演变为智能的能量与数据交换。ISO 15118-2 带来了即插即充,让车辆和充电站能在最小人工干预下自动鉴权、通信并启动充电会话;ISO 15118-20 则把通信架构推得更远。

ISO 15118-20 于 2022 年发布,是 ISO 15118 系列的第二代网络与应用层标准,定义了电动汽车通信控制器(EVCC)与供电设备通信控制器(SECC)之间的通信,包括双向电力传输。2026 年,该标准又通过 ISO 15118-20:2022/AMD 1:2026 补充了交流分布式能源资源、兆瓦充电系统服务及改进的安全概念。

对充电桩制造商、充电点运营商和系统集成商来说,ISO 15118-20 不只是协议更新——它影响通信架构、网络安全、互操作性测试和未来的 V2G 能力。

什么是 ISO 15118-20?

它的正式名称是「道路车辆——车辆与电网通信接口——第 20 部分:第二代网络层及应用层需求」,用于规范电动汽车与供电设备之间的高级别通信。在实际中,它让车辆与充电器交换以下信息:

  • 充放电能力;

  • 请求与可用电力;

  • 计费计划;

  • 认证与授权;

  • 电池与能源相关参数;

  • 充电服务协商;

  • 安全证书与加密通信。

一句话概括

ISO 15118-20 是第二代车到充电器的通信标准,引入了双向电力传输的标准化通信,同时增强了安全,并扩展了未来充电应用的通信架构。

但要注意:ISO 15118-20 本身并不会把普通充电器变成双向充电器,它只是为车辆与供电设备(EVSE)协调双向服务提供了通信框架。充电器、电力电子、车辆硬件、电池管理系统、电网连接和本地法规,也都必须支持双向运行。

ISO 15118-20 与 ISO 15118-2:有什么变化?

ISO 15118-20 不只是 ISO 15118-2 的修订版,而是新一代通信架构。

特性

ISO 15118-2

ISO 15118-20

协议代际

第一代网络/应用协议

第二代网络/应用协议

双向电力传输

未标准化为完整 BPT 服务

定义了 BPT 通信消息与序列

即插即充

支持

支持,通信与安全架构更新

传输安全

基于 TLS 1.2

TLS 1.3 为必要条件

证书要求

早期证书与密钥架构

更新的密码学与证书要求

无线通信

范围有限

导电与无线充电通信需求扩大

自动连接设备

有限

明确的通信要求

未来高功率服务

早期架构

框架持续演进,纳入 MCS 相关服务

最显著的变化是双向充电,但更深层的变化是:充电器与车辆能交换更详细的信息,并协调日益复杂的能源服务。

1. 双向电力传输:从充电到能量交互

ISO 15118-20 最重要的新能力是双向电力传输(BPT)。传统充电是单向的:电网 → 电动车;双向充电则可以向任一方向传输能量:电网 ⇄ 电动车。这让车辆与充电平台能动态协商充放电参数,为多种能源应用奠定基础。

车辆到电网(V2G)

通过 V2G,电动汽车可以经兼容的充电设施向外输出储存的能源,参与电网相关服务,潜在应用包括:

  • 峰值负载削减;

  • 需求响应;

  • 可再生能源平衡;

  • 频率与电网支撑服务;

  • 能源价格优化。

大量联网电动车可成为分布式储能,但商业化落地高度依赖电网规则、电力市场和聚合平台。

车辆到家庭(V2H)

V2H 让兼容的电动车电池为家庭供电。例如车辆可在电价低谷或光伏发电高峰时充电,再在电价高时为家庭供电;按系统设计和本地法规,停电时也可能提供有限备电。

车辆到建筑(V2B)

同样的概念适用于商业物业。办公室、仓库或工业设施里的车队车辆,可成为建筑能源管理的一部分,协调建筑负荷、光伏发电、固定储能与需求响应。

那 V2L 呢?

车辆到负载(V2L)也在双向能源生态里被广泛讨论,但不应自动等同于基于 ISO 15118-20 的 V2G 通信——很多 V2L 实现直接从车辆向外部负载供电,可能采用不同架构。选型充电设备时,这个区分很重要。

2. ISO 15118-20 不等于硬件双向

最常见的误解是:只要协议兼容,就能做出 V2G 充电器。事实并非如此,实用的双向充电系统需要多层协同:

通信层

EVCC 与 SECC 必须能协商 ISO 15118 通信序列,并正确交换充放电参数。

功率转换层

充电器必须使用能双向传递能量的电力电子。单向直流充电器若从未设计反向功率流,仅靠软件更新无法变成 V2G 充电器。

车辆层

电动车本身必须支持双向能量传输,包括合适的电池管理和车辆控制功能。

电网层与站点层

安装还可能要求:电网保护、双向计量、能源管理、地方公用事业批准、电网规范合规、后端控制。

对制造商来说,ISO 15118-20 合规应作为完整系统架构来对待,而不是孤立的软件特性。

3. 安全性:为什么 TLS 1.3 如此重要

充电通信远不止请求电流电压。现代充电生态涉及车辆识别、用户合同、支付授权、充电配置、证书和电网指令,因此安全是互操作性的基础。ISO 15118-20 要求用 TLS 1.3 做安全车桩通信,并引入更严格的证书与密码学要求(更大密钥和证书结构)。

对充电器开发者来说,工程问题不只在于控制器能否「说 ISO 15118」,生产实现还要考虑:

  • 证书存储;

  • PKI 集成;

  • 证书验证;

  • 证书生命周期管理;

  • 处理器与内存资源;

  • 安全软件更新;

  • 后端集成。

4. 即插即充持续演进

即插即充(Plug & Charge)是 ISO 15118 最知名的功能之一:无需扫码、开 App 或刷 RFID 卡,兼容的车辆与充电器可自动交换凭证。简化流程:连接车辆 → 建立通信 → 认证 → 授权充电 → 开始会话。

ISO 15118-2 已支持即插即充,ISO 15118-20 在此基础上构建第二代通信与安全架构。但商业部署还涉及整个生态系统:车辆证书、充电站证书、合同证书、证书配置、出行服务提供商、充电点运营商、PKI 基础设施、漫游与后端平台。因此制造商需要在嵌入式控制器层面和后端生态层面同时布局。

5. 无线充电与自动连接

ISO 15118-20 也覆盖有线充电之外的场景,包括导电与无线充电、自动连接设备。随着自动化车队仓库、自动驾驶车辆、机器人充电系统、无线充电和无人充电作业的发展,可靠的机器间通信越来越重要——因为司机可能不再主动参与启动和监督充电。

6. 兆瓦充电与 2026 修正案

重型电动车对充电功率的需求远高于乘用车,这加速了兆瓦充电系统(MCS)。与其把 MCS 说成 2022 原标准的内置功能,不如把 ISO 15118-20 视为不断演进的通信框架。截至 2026 年,ISO 15118-20:2022/AMD 1:2026 补充了交流 DER 服务、MCS 服务和改进的安全概念。对面向电动卡车、公交车等高功率应用的制造商来说,通信协议必须与连接器技术、电力转换系统和热管理同步演进。

7. 欧盟 2027 要求意味着什么?

按欧盟委员会委派条例 2025/656,自 2027 年 1 月 1 日起,新安装或翻新的相关充电点需满足更新后的互操作性要求:公开交流与直流充电点至少在互操作性上要符合 EN ISO 15118-20:2022;提供自动鉴权(如即插即充)的公共充电点,还要同时满足 EN ISO 15118-2:2016 与 EN ISO 15118-20:2022;新安装或翻新的私人 Mode 3 / Mode 4 充电点也要求 EN ISO 15118-20:2022。

这意味着 2027 年起所有欧洲充电器都必须支持 V2G 吗?

不是。符合 EN ISO 15118-20 并不意味着每个可选功能(如双向充电)都要在每台充电器上商用启用——强制性、条件性和可选功能仍需按具体计费用例解释。但对 EVSE 制造商来说,监管方向很明确:ISO 15118-20 必须进入欧洲产品架构与路线图。

8. 为什么 ISO 15118-20 对充电桩制造商至关重要

SECC 架构

供电设备通信控制器(SECC)是 EVSE 与车辆高级别通信的关键组件,需要可靠协调协议状态、车辆信息和充电参数。

向后兼容

市场不会一夜从 ISO 15118-2 迁到 ISO 15118-20,充电设施必须兼容不同代际、制造商和市场的车辆,多协议兼容与转换策略成为重要工程考量。

网络安全

TLS 1.3、证书处理和 PKI 集成对软件架构和嵌入式计算资源提出额外要求。

双向硬件设计

计划做 V2G 的制造商必须协调:双向电源模块、充电器控制逻辑、能量计、保护电路、场地能源管理。

互操作性测试

纸面支持标准与和真实车辆稳定通信是两回事。不同电动车平台在连接、鉴权、参数协商和充电过程中表现不同,实车互操作性测试仍是 EVSE 开发的重要环节。

9. 为什么 SECC 互操作性日益重要

在 ISO 15118 架构中,SECC 位于车辆通信层与充电控制系统之间,稳健的实现不只要建立连接,还要在整个充电过程中正确交换和协调信息,包括连接建立、协议协商、参数交换、充电控制、错误处理和会话终止。

Willdigits 已对多款电动车做了真实的 SECC 通信兼容性测试,抓取并分析通信报文来验证协议层级的交互,而不只是看车辆能否开始充电。随着协议和车辆平台复杂化,这类测试越来越有价值。

10. EVSE 制造商该为 ISO 15118-20 准备什么?

开发下一代充电设备的公司,至少应评估六个领域:

  1. 通信控制器能力:确认 SECC 和主充电控制器架构是否支持所需协议栈;

  2. ISO 15118-2 与 15118-20 共存:规划过渡期,支持不同代标准的车辆;

  3. TLS 1.3 与证书管理:评估处理资源、安全存储、PKI 集成与证书生命周期;

  4. 双向电源架构:如需 V2G/V2H,确认功率级、计量、保护和控制是否支持反向功率流;

  5. 后端集成:把 OCPP、运营商平台、即插即充设施和能源管理接口视为整体;

  6. 车辆互操作性测试:验证与真实车辆及不同电动车通信实现的结合,而非仅依赖协议级模拟。

常见问题解答

什么是 ISO 15118-20?

它是电动汽车与充电设备之间通信的第二代网络和应用层标准,定义了包括双向电力传输在内的服务通信,并引入更新的安全与充电通信能力。

ISO 15118-2 和 ISO 15118-20 的主要区别是什么?

ISO 15118-2 确立了智能充电与即插即充能力;ISO 15118-20 引入第二代架构,包括双向电力传输的标准化通信消息和基于 TLS 1.3 的安全。

ISO 15118-20 能启用 V2G 吗?

它提供双向电力传输所需的通信框架,但实际 V2G 运营还需要兼容的车辆硬件、双向充电器、电网集成和适当监管支持。

ISO 15118-20 充电器会自动支持双向充电吗?

不会。通信协议支持和双向电源硬件是相互独立的要求,充电器和车辆都必须为反向能量传输而设计。

ISO 15118-20 能取代 ISO 15118-2 吗?

它是第二代标准,但市场转型期内 ISO 15118-2 仍重要,因为许多现有电动车依赖早期协议。

ISO 15118-20 在欧洲从 2027 年起是强制的吗?

欧盟规定要求相关新装或翻新的公共充电点、以及某些私人 Mode 3/4 充电点,自 2027 年 1 月 1 日起遵守 EN ISO 15118-20 要求;但这不等于每台充电器都要启用所有可选功能。

SECC 的角色是什么?

SECC(供电设备通信控制器)负责管理充电站端的高级通信,并与车辆的 EVCC 交换信息,是基于 CCS 和 ISO 15118 充电系统的关键组件。

结论

ISO 15118-20 标志着电动汽车充电的重要转变:充电站正从单纯供电设备,发展为能协调车辆、运营商、建筑甚至电网的智能能源接口。双向电力传输可能是最显著的变化,但 TLS 1.3 安全、更高级的证书管理、自动化充电、不断演进的 MCS 支持和新的欧洲互操作性要求,都在改变充电设备的设计方式。

对制造商来说,关键问题不再是「充电器能和车辆通信吗?」,而是「完整充电系统能否安全通信、保持跨代车辆互操作性、并支持未来能源服务?」。

Willdigits 开发直流充电解决方案与充电控制组件(含 SECC、CCU、PCU)。如你在评估 CCS/NACS 通信、V2G 应用、控制器集成或定制充电方案,联系我们讨论你的项目需求。

准备好开始合作了吗?

产品咨询 · ODM · 随时为您服务

联系我们