電動車不只是用電的負載,也可以是供電的資源——這就是 V2G(Vehicle-to-Grid)的核心想法。本文說明雙向充電的技術基礎 ISO 15118-20:BPT 雙向電力傳輸與 WPT 無線充電是什麼、跟 15118-2 差在哪、TLS 加密為什麼變成強制,以及雙向充電控制器該怎麼驗證——從 CANoe.SmartCharging 的協定模擬、VT System 的 HIL 到實車監聽的完整測試鏈。
「車停在那裡 22 個小時,只有充電的兩小時在工作。」——把電動車的電池變成電網資源,讓車在電價高峰時回送電力、在低谷時充電,這就是 V2G(Vehicle-to-Grid)的核心想法。聽起來像商業模式問題,但工程上它有一個明確的前提:車與樁的通訊協定要先支援雙向。這正是 ISO 15118-20 存在的理由。
ISO 15118-20:為雙向而生的新版充電通訊
ISO 15118-2 定義了智慧充電的通訊基礎,但它的能量流向是單向的——樁到車。2022 年發布的 ISO 15118-20 把整個訊息體系重新設計,帶來三個結構性改變:
- BPT(Bidirectional Power Transfer,雙向電力傳輸):AC 與 DC 充電都有對應的雙向模式,車輛可以放電回饋——這是 V2G、V2H(供家庭)、V2L(供負載)的協定基礎。
- WPT(Wireless Power Transfer,無線電力傳輸):無線充電的通訊流程首次納入標準。
- 動態控制模式(Dynamic Mode):充電過程中樁端可持續下發功率調度指令,車輛即時跟隨——電網調度需要的正是這種「隨時可調」的能力。
安全性也同步升級:15118-20 將 TLS 加密列為強制,並要求雙向身分驗證——因為一旦能量可以反向流動,「誰能命令車放電」就成了資安問題,不只是計費問題。
為什麼現在要關注:法規與商業的雙重推力
歐盟 AFIR(替代燃料基礎設施法規)已要求新設公共充電點支援 ISO 15118 通訊,並正逐步把要求推進到 15118-20 與雙向能力;北美的 NACS 生態也在把 ISO 15118-20 納入雙向充電的路線。對台灣的充電樁與車端控制器開發者,這代表兩件事:外銷產品遲早要面對 15118-20 的符合性要求,以及雙向能力會從加分項變成標配。
先在 15118-2 把基礎做穩、再往 15118-20 遷移的團隊,遷移成本遠低於直接跳級——因為 -20 的訊息結構與 -2 並不相容,測試資產需要有計畫地重建。
雙向充電控制器怎麼驗證
雙向讓測試矩陣直接翻倍:每個充電情境都多了一個放電方向,而且放電牽動電網安全,錯誤的代價更高。完整的驗證鏈長這樣:
- 協定模擬:CANoe 搭配 CANoe.SmartCharging 選配可模擬 EV 或 EVSE 端,官方並提供 ISO 15118-20 的 BPT 模擬 CAPL 範例——在硬體到位前就能把雙向訊息流程跑起來。搭配 CANoe Test Package EV 的測試案例庫,涵蓋 CCS/NACS(ISO 15118、DIN 70121)、GB/T 與 CHAdeMO 的一致性與互通性測試。
- HIL 故障注入:VT System 搭配 PLC 模組(VT5201)模擬充電通訊的實體層,把「放電中通訊中斷」「調度指令衝突」這類實車難以安全重現的情境,在台架上系統性地掃過。
- 實車監聽:VH5110A CCS Listener 以並接方式擷取實車充電通訊,比對「樁下了什麼指令、車實際怎麼回應」——雙向情境的爭議排解,證據比單向更關鍵。
常見問題釐清
V2G 是什麼?
V2G(Vehicle-to-Grid)是讓電動車的電池向電網回送電力的技術,車輛從單純的用電負載變成可調度的儲能資源。它的協定基礎是 ISO 15118-20 的 BPT(雙向電力傳輸)模式,配合動態控制讓電網能即時調度充放電功率。
ISO 15118-20 和 15118-2 差在哪?
三個關鍵差異:15118-20 原生支援雙向電力傳輸(BPT)與無線充電(WPT)、TLS 加密從選配變強制並要求雙向身分驗證、新增動態控制模式讓樁端可持續調度功率。兩版的訊息結構不相容,既有的 -2 測試資產無法直接沿用。
台灣的充電樁廠商現在就要支援 15118-20 嗎?
取決於目標市場。外銷歐洲的產品要留意 AFIR 對 ISO 15118 的要求正逐步推進到 15118-20;北美 NACS 生態的雙向路線也以 -20 為基礎。建議的策略是先把 15118-2/DIN 70121 的一致性做穩,並在架構上為 -20 預留升級路徑——歐特莫夫可依產品的市場時程評估驗證範圍。
下一步
把雙向充電的驗證鏈一次建好
從 15118-20 協定模擬、HIL 故障注入到實車並接監聽,歐特莫夫(Vector Informatik 合作夥伴)協助你在雙向充電的測試矩陣翻倍之前,把驗證環境與測試資產先準備好。