ANSI EVSP Roadmap

122 Pages·2012·1.88 MB·English

VSP
STANDARDIZATION ROADMAP
FOR ELECTRIC VEHICLES
VERSION 1.0
Prepared by the
Electric Vehicles Standards Panel of the
American National Standards Institute
APRIL 2012
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Table of Contents 
Acknowledgments...................................................................................................................7 
Executive Summary...............................................................................................................11 
1.  Introduction.....................................................................................................................17 
1.1  Situational Assessment for Electric Vehicles........................................................................17 
1.2  Roadmap Goals for EVs and Charging Infrastructure...........................................................19 
1.3  Roadmap Boundaries..........................................................................................................20 
1.4  Roadmap Audience.............................................................................................................21 
1.5  Roadmap Structure.............................................................................................................21 
2.  Background......................................................................................................................25 
2.1  How the Roadmap was Developed......................................................................................25 
2.2  Entities Operating in the EV Standards Space......................................................................26 
2.2.1  U.S.‐based SDOs..............................................................................................................................27 
2.2.2  Non U.S.‐based SDOs......................................................................................................................28 
2.2.3  U.S. Federal Government Agencies.................................................................................................29 
2.2.4  Other Cross‐Sector Initiatives.........................................................................................................30 
3.  Identification of Issues.....................................................................................................33 
3.1  Vehicle Domain...................................................................................................................33 
3.1.1  Energy Storage Systems..................................................................................................................34 
3.1.1.1  Power Rating Methods...................................................................................................34 
3.1.1.2  Battery Safety..................................................................................................................34 
3.1.1.3  Battery Testing – Performance and Durability................................................................34 
3.1.1.4  Battery Storage, Packaging, Transport and Handling.....................................................35 
3.1.1.5  Battery Recycling.............................................................................................................35 
3.1.1.6  Battery Secondary Uses..................................................................................................36 
3.1.1.7  Crash Tests/Safety...........................................................................................................36 
3.1.2  Vehicle Components.......................................................................................................................37 
3.1.2.1  Internal High Voltage Cables, On‐Board Wiring, Component Ratings and 
Charging Accessories.......................................................................................................37 
3.1.2.2  Vehicle Diagnostics – Emissions......................................................................................37 
3.1.2.3  Audible Warning Systems...............................................................................................37 
3.1.3  Vehicle User Interface.....................................................................................................................37 
3.1.3.1  Graphical Symbols...........................................................................................................38 
3.1.3.2  Telematics – Driver Distraction.......................................................................................38 
3.1.3.3  Fuel Efficiency, Emissions, and Labeling.........................................................................38 
ANSI EVSP Standardization Roadmap for Electric Vehicles  Page 3of 122
3.2  Infrastructure Domain........................................................................................................38 
3.2.1  Charging Systems............................................................................................................................39 
3.2.1.1  Wireless Charging...........................................................................................................39 
3.2.1.2  Battery Swapping............................................................................................................40 
3.2.1.3  Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE)......................................................................40 
3.2.1.4  Electromagnetic Compatibility (EMC).............................................................................42 
3.2.1.5  Vehicle as Supply.............................................................................................................42 
3.2.1.6  Use of Alternative Power Sources...................................................................................43 
3.2.2  Infrastructure Communications......................................................................................................43 
3.2.3  Infrastructure Installation...............................................................................................................48 
3.2.3.1  Site/Power Capacity Assessment....................................................................................48 
3.2.3.2  EV Charging and Parking ‐ Urban Planning.....................................................................48 
3.2.3.3  Charging Station Permitting............................................................................................48 
3.2.3.4  Environmental and Use Conditions.................................................................................49 
3.2.3.5  Ventilation ‐ Multiple Charging Vehicles.........................................................................49 
3.2.3.6  Guarding of EVSE.............................................................................................................50 
3.2.3.7  Accessibility for Persons with Disabilities to EVSE..........................................................50 
3.2.3.8  Cable Management.........................................................................................................50 
3.2.3.9  EVSE Maintenance..........................................................................................................50 
3.2.3.10  Workplace Safety............................................................................................................50 
3.3  Support Services Domain....................................................................................................51 
3.3.1  Education and Training...................................................................................................................52 
3.3.1.1  Vehicle Emergency Shutoff, Including Labeling of High Voltage Batteries, 
Power Cables, and Disconnect Devices...........................................................................53 
3.3.1.2  Labeling of EVSE and Load Management Disconnects...................................................53 
3.3.1.3  OEM Emergency Response Guides.................................................................................53 
3.3.1.4  Safe Battery Discharge Recharge in Emergencies...........................................................53 
3.3.1.5  Workforce Training.........................................................................................................54 
4.  Gap  Analysis  of  Standards,  Codes,  Regulations,  Conformance  Programs  and 
Harmonization Efforts...........................................................................................................55 
4.1  Vehicle Domain...................................................................................................................55 
4.1.1  Energy Storage Systems...................................................................................................................56 
4.1.1.1  Power Rating Methods...................................................................................................56 
4.1.1.2  Battery Safety..................................................................................................................56 
4.1.1.3  Battery Testing ‐ Performance and Durability................................................................59 
4.1.1.4  Battery Storage, Packaging, Transport and Handling.....................................................60 
4.1.1.5  Battery Recycling.............................................................................................................62 
4.1.1.6  Battery Secondary Uses..................................................................................................62 
4.1.1.7  Crash Tests/Safety...........................................................................................................63 
4.1.2  Vehicle Components.......................................................................................................................63 
ANSI EVSP Standardization Roadmap for Electric Vehicles  Page 4of 122
4.1.2.1  Internal High Voltage Cables, On‐Board Wiring, Component Ratings and 
Charging Accessories.......................................................................................................63 
4.1.2.2  Vehicle Diagnostics – Emissions......................................................................................66 
4.1.2.3  Audible Warning Systems...............................................................................................67 
4.1.3  Vehicle User Interface.....................................................................................................................68 
4.1.3.1  Graphical Symbols...........................................................................................................68 
4.1.3.2  Telematics – Driver Distraction.......................................................................................69 
4.1.3.3  Fuel Efficiency, Emissions and Labeling..........................................................................70 
4.2  Infrastructure Domain........................................................................................................71 
4.2.1  Charging Systems............................................................................................................................71 
4.2.1.1  Wireless Charging...........................................................................................................71 
4.2.1.2  Battery Swapping............................................................................................................71 
4.2.1.3  Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE)......................................................................72 
4.2.1.4  Electromagnetic Compatibility (EMC).............................................................................80 
4.2.1.5  Vehicle as Supply.............................................................................................................81 
4.2.1.6  Use of Alternative Power Sources...................................................................................82 
4.2.2  Infrastructure Communications......................................................................................................83 
4.2.3  Infrastructure Installation...............................................................................................................89 
4.2.3.1  Site Assessment/Power Capacity Assessment................................................................89 
4.2.3.2  EV Charging and Parking ‐ Urban Planning.....................................................................91 
4.2.3.3  Charging Station Permitting............................................................................................91 
4.2.3.4  Environmental and Use Conditions.................................................................................93 
4.2.3.5  Ventilation ‐ Multiple Charging Vehicles.........................................................................94 
4.2.3.6  Guarding of EVSE.............................................................................................................95 
4.2.3.7  Accessibility for Persons with Disabilities to EVSE..........................................................95 
4.2.3.8  Cable Management.........................................................................................................96 
4.2.3.9  EVSE Maintenance..........................................................................................................96 
4.2.3.10  Workplace Safety Installation.........................................................................................97 
4.3  Support Services Domain....................................................................................................97 
4.3.1  Education and Training...................................................................................................................97 
4.3.1.1  Vehicle Emergency Shutoff, Including Labeling of High Voltage Batteries, 
Power Cables, and Disconnect Devices...........................................................................97 
4.3.1.2  Labeling of EVSE and Load Management Disconnects...................................................98 
4.3.1.3  OEM Emergency Response Guides.................................................................................99 
4.3.1.4  Safe Battery Discharge / Recharge in Emergencies........................................................99 
4.3.1.5  Workforce Training.........................................................................................................99 
5.  Summary of Gaps and Recommendations......................................................................105 
6.  Next Steps – A Living Document....................................................................................112 
Appendix A. EV Charging Actors and Communications........................................................113 
Appendix B. Glossary of Acronyms and Abbreviations.........................................................119 
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Acknowledgments 
The following professionals are acknowledged for their contributions and support to the development of 
this roadmap and for their participation in project meetings and teleconferences. The roadmap was 
developed based on their collective inputs, following a consensus process, and does not necessarily 
reflect the views of the organizations listed. The employment status and affiliations of participants with 
the organizations referenced are subject to change. 
AEYCH LLC  Hank McGlynn (SAE) 
Alliance of Automobile Manufacturers  Giedrius Ambrozaitis, Nadia Anderson 
American National Standards Institute  Joe Bhatia, Rachel Howenstine, Gary Kushnier, Jim 
McCabe, Brian Meincke, Fran Schrotter, Jana 
Zabinski, Tony Zertuche 
Poul Andersen Consulting  Poul Andersen 
Argonne National Laboratory  Theodore Bohn (DOE) 
Association of Global Automakers  John Cabaniss, Julia Rege 
ATIS  Thomas Payne, Paul Savitz 
Audi AG  Martin Conrads 
Avalon Group  Peter Blumen 
Better Place  Inbal Fried, David Katz, Liran Katzir, Frank 
Kitzantides 
Cadex Electronics Inc.  Joern Tinnemeyer (SAE) 
California Public Utilities Commission  Matthew Crosby, Adam Langton 
Chrysler  Rich Scholer (SAE) 
Con Edison  John Shipman 
Corning  James E. Matthews, III, Dr. Mark Soulliere 
Coulomb Technologies, Inc.  Shantanu Kothavale,* Richard Lowenthal 
CSA America  Bill Lowe, Shawn Paulsen, Cliff Rondeau 
Dale Kardos & Assoc. Inc.  Dale Kardos* (Global Automakers) 
Delphi  David Lambert (SAE) 
Duke Energy  Gary Stuebing 
Eaton  Matt Guth, Kevin Lippert 
Edison Electric Institute  Steven Rosenstock 
Electric Power Research Institute  John Halliwell 
Energetics  Fred Wagner (DOE) 
Ericsson  Stephen Hayes (ATIS) 
FirstEnergy Corp.  Stephen Briggs 
General Electric  Phil Piqueira, Heather Pugliese, Patrick Salas 
General Motors  Gery Kissel (SAE), Todd Mackintosh (SAE), Galen 
Ressler (SAE), Keith Schultz (SAE) 
General Services Administration  James Vogelsinger 
Georgetown Climate Center  Cassandra Powers 
Gregory C. Nieminski, LLC  Greg Nieminski (EPRI) 
Green Dot (Transportation) Inc.  Satyajit Patwardhan 
Don Heirman Consultants  Don Heirman 
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Honda  Tommy Chang (Global Automakers) 
Hubbell  John Goodsell, Dennis Oddsen, Brian Rock 
Idaho National Laboratory  James Francfort (DOE), Diana Grauer (DOE), John 
Smart (DOE), Brent E. Warr (DOE) 
IEEE  William Ash, Andy Dzord, Russ Lefevre 
Integro‐USA  John Bogart 
International Assn of Electrical Inspectors  David Clements, Keith Lofland 
International Code Council  Bruce E. Johnson, David Karmol, Kim Paarlberg 
Intertek  Rich Byczek,* Tim Hubbard, Tom O’Hara, David 
Tobias 
Itron, Inc.  Ed Eckert 
ITT Interconnect Solutions  Lee Wolfel 
Jamac, Inc.  Mark McGory (SAE) 
Magna E‐Car  Bob Galyen,* Jeff Patterson, Beth Sommers, John 
Theofanopoulos 
Maxim  Jim LeClare 
Mercedes‐Benz USA  John Tillman 
Mitsubishi Electric Research Labs  Zafer Sahinoglu 
Mitsubishi Motors Corporation  Bowu Reed 
Motorcycle Industry Council  Mel Stahl 
Nanotube Technologies  K.T. Huang 
National Grid  Mary Reidy (IEEE) 
National Electrical Contractors Assn  Robert Colgan, Michael Johnston 
National Electrical Manufacturers Assn  Ryan Franks, Harry Massey, Andrei Moldoveanu, 
Paul Molitor,* Steve Molitor 
National Fire Protection Association  Bill Burke, Christian Dubay, Mark Earley,* Andrew 
Klock, Paul May, Bob Vondrasek, Ken Willette* 
National Highway Traffic Safety Administration  Phil Gorney 
National Institute of Standards & Technology  Dr. Allen Hefner, Dr. Jeffrey Mazer, Nancy McNabb, 
Mary H. Saunders, Eric Simmon 
National Science Foundation  Paul Werbos 
Nissan USA   Eloi Taha (Global Automakers), Joe Thompson 
(Global Automakers) 
P3 North America  Arthur Holland (SAE) 
Pacific Northwest National Laboratory  Krishnan Gowri (DOE) 
Qualcomm  Mark Klerer 
ReCharge Power  King Heiple 
Rocky Mountain Institute  Ben Holland 
SAE International  Peter Byk,* Tim Mellon, Jack Pokrzywa, Gary 
Pollak,* Keith Wilson* 
Schneider Electric  Alan Manche,* James T. Pauley 
SEW‐Eurodrive  Tim Schumann 
Siemens  Chun Fan, Rick Kluth, John Young 
Sony Electronics, Inc.  Dr. Paul J. Hearty 
Southern California Edison  Deeyu Chen, Richard Cromie, Richard Hodson, 
Joshua McDonald, Jose Salazar, Jordan Smith 
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ST Microelectronics  James Allen (HomePlug Powerline Alliance, IEEE) 
TDI Power  John Santini 
ThinkSmartGrid  Mike Coop 
TUV SUD Canada  Erik Spek (VdTÜV) 
Underwriters Laboratories, Inc.  Joseph Bablo,* Sonya Bird, Kenneth Boyce, Kent 
Donohue, Laurie Florence,* Alan Hoover, Chris 
Pauly 
U.S. Department of Energy  Keith Hardy, David Posner, Lee Slezak 
U.S. Department of Homeland Security  Ashley Moore 
VdTÜV   Sebastian Oertel 
Virginia Tech Transportation Institute  Andrew Alden, Darrell Bowman, Frank Della Pia, 
Andrew Marinik 
VSE Corp  Elliot Goodman 
Xtensible Solutions  Wayne Dennison 
*Asterisk following a name denotes Working Group Co‐Chair.   
Parentheses signify participation on behalf of an organization. 
Thanks and acknowledgment are given for the financial and in‐kind support and participation of all the 
organizations that supplied experts to this initiative. Without the contributions of these individuals and 
their  collective  expertise,  particularly  those  that  chaired  the  various  working  groups  and  that 
participated actively, this final deliverable would not have been possible. 
 Special acknowledgment and appreciation are given to Jim Matthews of Corning and Jim Pauley 
of Schneider Electric for serving as the EVSP co‐chairs. Their guidance in helping to shape the 
initiative, lead its proceedings, and build consensus for the final deliverable were instrumental in 
reaching a successful outcome. 
 Very  special  thanks  go  to  Fred  Wagner  of  Energetics  who  spent  many  hours  editing  the 
document and synthesizing the various inputs into a coherent report. 
 Appreciation is given to the American National Standards Institute (ANSI) for the effective 
project management that kept this initiative on track and allowed for a successful delivery of the 
final publication in a timely manner, particularly from Jim McCabe and Rachel Howenstine. 
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