Giao thức điểm sạc mở là gì
Giao thức điểm sạc mở là giao thức ứng dụng mở, không độc quyền, được thiết kế để chuẩn hóa giao tiếp giữa các trạm sạc xe điện (EV) và một hệ thống quản lý trung tâm (CSMS).
Giao thức điểm sạc mở gọi tắt OCPP (Open Charge Point Protocol) hoạt động như một “ngôn ngữ chung” giúp các thiết bị phần cứng từ nhiều nhà sản xuất khác nhau có thể tương tác liền mạch với các hệ thống phần mềm quản lý từ nhiều nhà cung cấp khác.
Nhờ đó, nó tạo ra một hệ sinh thái sạc EV có khả năng tương tác cao và loại bỏ sự phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất.
Để dễ hình dung, mối quan hệ giữa một trạm sạc tuân thủ OCPP và hệ thống quản lý của nó có thể so sánh với cách một chiếc điện thoại di động giao tiếp với mạng di động nên hỗ trợ các chức năng thiết yếu như giám sát trạng thái, điều khiển từ xa, ghi nhận giao dịch và quản lý thanh toán diễn ra một cách chuẩn hóa và hiệu quả.
OCPP được đề xuất lần đầu tiên vào năm 2009 bởi ElaadNL, một tổ chức vận hành lưới điện của Hà Lan với mục tiêu ban đầu là tạo ra một giao thức mở nhằm tránh sự phụ thuộc vào các giải pháp độc quyền từ một nhà cung cấp duy nhất khi xây dựng mạng lưới sạc.
Từ đó thúc đẩy sự phát triển của một thị trường sạc xe điện cạnh tranh và rộng mở hơn.
Lợi ích và vai trò của OCPP
Tạo nền tảng phát triển hạ tầng độc lập
Lợi ích quan trọng nhất mà OCPP mang lại cho hạ tầng sạc điện là loại bỏ tình trạng bị “khóa” với một nhà cung cấp duy nhất.
Đây là vấn đề từ lâu đã gây khó khăn trong triển khai công nghệ.
Đối với các nhà vận hành điểm sạc (CPO), điều này tạo ra sự chuyển đổi căn bản từ các hệ thống độc quyền, biệt lập sang một hệ sinh thái mở và có khả năng tương tác.
Khung truyền thông chuẩn hóa của giao thức giúp các nhà vận hành tích hợp liền mạch phần cứng từ nhiều nhà sản xuất trong cùng một nền tảng quản lý.
Từ đó tạo ra tính linh hoạt chưa từng có trong thiết kế và chiến lược mở rộng mạng lưới.
Cách tiếp cận độc lập với nhà cung cấp này mang lại lợi ích tài chính đáng kể thông qua quy trình mua sắm cạnh tranh.
Các CPO có thể đánh giá phần cứng sạc thuần túy dựa trên giá trị kỹ thuật, hiệu quả chi phí và độ tin cậy, thay vì bị hạn chế bởi những giới hạn tương thích.
Hơn nữa, khả năng kết hợp thiết bị từ nhiều nhà cung cấp khác nhau tạo ra sự giảm thiểu rủi ro tự nhiên trước những gián đoạn chuỗi cung ứng.
Ngoài ra còn tạo đòn bẩy trong đàm phán với nhà cung cấp để làm giảm tổng chi phí sở hữu trong suốt chu kỳ hoạt động của mạng lưới.
Những tác động chiến lược vượt xa tiết kiệm chi phí trước mắt để bảo vệ đầu tư dài hạn.
Tuân thủ OCPP đảm bảo cho các khoản đầu tư hạ tầng sạc vẫn khả thi ngay cả khi các nhà cung cấp phần cứng riêng lẻ rời khỏi thị trường hoặc ngừng sản xuất dòng sản phẩm.
Vì thế chống lại tài sản bị mắc kẹt mang lại cho các CPO sự tự tin để thực hiện những khoản đầu tư vốn lớn vào hạ tầng sạc.
Họ tin tưởng hệ thống sẽ tiếp tục hoạt động và có thể nâng cấp bất kể sự hợp nhất thị trường hay thay đổi nhà cung cấp.
Ví dụ: Một mạng lưới sạc xe điện tại châu Âu sử dụng OCPP có thể kết hợp trạm sạc từ ABB (Thụy Sĩ), ChargePoint (Mỹ) và Tritium (Úc) trong cùng một hệ thống quản lý, tối ưu hóa chi phí và hiệu suất theo từng vị trí cụ thể.
Quản lý tập trung và kiểm soát thời gian thực
OCPP biến đổi hoạt động mạng lưới sạc thông qua kích hoạt khả năng quản lý từ xa tinh vi mà trước đây không thể thực hiện với các hệ thống độc quyền.
Giao thức tạo điều kiện giám sát thời gian thực trạng thái trạm sạc, các chỉ số hiệu suất và tình trạng hoạt động trên toàn bộ mạng lưới từ các trung tâm kiểm soát tập trung.
Khả năng quan sát toàn diện này giúp các nhà vận hành chủ động xác định và giải quyết vấn đề trước khi chúng tác động đến trải nghiệm khách hàng hoặc hư hỏng.
Khả năng kiểm soát từ xa được tích hợp trong OCPP giúp các nhà vận hành thực hiện các chức năng quan trọng mà không cần đến trực tiếp.
Hoạt động quản lý từ xa bao gồm:
- Khởi động và kết thúc phiên sạc.
- Khởi động lại thiết bị.
- Cập nhật firmware qua cơ chế không dây (OTA).
- Thực hiện chẩn đoán từ xa.
Những khả năng này giảm đáng kể chi phí vận hành nhờ giảm thiểu việc điều xe kỹ thuật và tạo khả năng phản ứng nhanh với yêu cầu dịch vụ khách hàng.
Điều này đặc biệt có lợi cho các mạng lưới trải rộng trên nhiều khu vực địa lý lớn hoặc hoạt động ở những vị trí xa xôi.
Khả năng chẩn đoán nâng cao và bảo trì dự đoán thể hiện một lợi thế vận hành khác của việc triển khai OCPP.
Định dạng trao đổi dữ liệu chuẩn hóa của giao thức giúp các nền tảng phân tích tinh vi xử lý dữ liệu vận hành từ nhiều nguồn phần cứng đa dạng, xác định các mẫu dự đoán lỗi thiết bị hoặc suy giảm hiệu suất.
Cách tiếp cận dự đoán này trong bảo trì tối đa hóa thời gian hoạt động, kéo dài tuổi thọ thiết bị và tối ưu hóa phân bổ tài nguyên bảo trì trên toàn mạng lưới.
Ví dụ: Hệ thống AI tích hợp với OCPP có thể phát hiện pin trạm sạc sắp hỏng thông qua phân tích mô hình sạc bất thường, tự động lên lịch thay thế trước khi xảy ra sự cố.
Mở rộng thị trường cho nhà sản xuất thiết bị
Đối với các nhà sản xuất thiết bị sạc, tuân thủ OCPP thể hiện một cửa ngõ chiến lược dẫn đến những cơ hội thị trường được mở rộng đáng kể.
Phát triển các sản phẩm tuân thủ OCPP giúp các nhà sản xuất có thể bán hàng cho bất kỳ nhà vận hành mạng lưới nào sử dụng hệ thống backend chuẩn hóa.
Họ sẽ không bị giới hạn với khách hàng sử dụng nền tảng quản lý độc quyền.
Tiềm năng mở rộng thị trường này đặc biệt có giá trị khi thị trường hạ tầng sạc phát triển trên toàn cầu và các nhà vận hành mới gia nhập lĩnh vực này.
Hiệu ứng chuẩn hóa của OCPP cũng giúp các nhà sản xuất tập trung đầu tư nghiên cứu và phát triển hiệu quả hơn.
Thay vì phân bổ tài nguyên để phát triển và duy trì các giao thức truyền thông độc quyền, các nhà sản xuất có thể tập trung vào đổi mới phần cứng, cải tiến độ tin cậy và các tính năng nâng cao giúp phân biệt sản phẩm của họ trong thị trường cạnh tranh.
Cách tiếp cận tập trung này đẩy nhanh chu kỳ phát triển sản phẩm và tạo khả năng giới thiệu nhanh hơn các công nghệ sạc thế hệ tiếp theo.
Ngoài ra, tuân thủ OCPP giảm độ phức tạp và chi phí gia nhập thị trường cho các nhà sản xuất mới.
Các công ty khởi nghiệp và nhà sản xuất quốc tế muốn gia nhập thị trường địa lý mới có thể phát triển sản phẩm tuân thủ OCPP vì chúng sẽ tích hợp liền mạch với các hệ thống quản lý mạng lưới hiện có.
Do đó sẽ kích thích đổi mới và cạnh tranh trong lĩnh vực phần cứng sạc để mang lại lợi ích cho toàn bộ hệ sinh thái thông qua các sản phẩm cải tiến và giá cả cạnh tranh.
Ví dụ: Một startup từ Việt Nam phát triển trạm sạc OCPP có thể ngay lập tức tương thích với hệ thống quản lý của Shell Recharge, Tesla Supercharger Network hoặc bất kỳ mạng lưới nào khác sử dụng chuẩn OCPP, mở ra cơ hội xuất khẩu toàn cầu mà không cần phát triển giao thức riêng.
Trải nghiệm người dùng liền mạch
Sự phân mảnh của các mạng lưới sạc từ lâu đã tạo ra khó khăn đáng kể cho người lái xe điện.
Người sử dụng xe điện phải điều hướng qua nhiều ứng dụng, hệ thống thanh toán và chương trình thành viên khác nhau.
OCPP giải quyết căn bản thách thức này thông qua kích hoạt khả năng tương tác thực sự trên các mạng lưới sạc đa dạng.
Vì vậy biến đổi trải nghiệm người dùng từ phức tạp và phân mảnh thành hợp lý và trực quan.
Thông qua các giao thức truyền thông chuẩn hóa, lái xe có thể truy cập trạm sạc trên nhiều mạng lưới sử dụng một ứng dụng hoặc phương thức thanh toán duy nhất.
Do đó loại bỏ nhu cầu duy trì nhiều tài khoản với các nhà cung cấp sạc khác nhau.
Cách tiếp cận thống nhất này trong truy cập mạng lưới thể hiện nhiều hơn sự tiện lợi đơn thuần.
Nó giải quyết một trong những rào cản chính đối với mục tiêu áp dụng xe điện.
Lo lắng về phạm vi hoạt động, nỗi sợ không thể tìm thấy điểm sạc khả dụng khi cần thiết được giảm thiểu đáng kể khi lái xe biết phương thức thanh toán và ứng dụng ưa thích của họ sẽ hoạt động trên phần lớn hạ tầng sạc công cộng.
Khả năng chuyển vùng liền mạch được kích hoạt bởi OCPP tạo ra một hệ sinh thái sạc phản ánh sự đơn giản mà tài xế mong đợi từ các trạm nhiên liệu truyền thống.
Hơn nữa, chuẩn hóa của OCPP tạo điều kiện cho các tính năng nâng cao cải thiện trải nghiệm sạc tổng thể.
Thông tin tình trạng khả dụng thời gian thực, khả năng đặt chỗ từ xa và lập lịch bảo trì dự đoán đều trở nên khả thi khi phần cứng sạc giao tiếp thông qua các giao thức chuẩn hóa.
Những tính năng tiên tiến này giúp lái xe lập kế hoạch hành trình hiệu quả hơn.
Từ đó giảm thời gian chờ đợi tại trạm sạc và mang lại sự tin tưởng lớn hơn vào độ tin cậy của hạ tầng sạc khi bắt đầu những chuyến đi dài ngày.
Ví dụ: Một người lái xe Tesla có thể sử dụng thẻ tín dụng hoặc ứng dụng di động để sạc tại bất kỳ trạm nào từ VinFast, Shell, BP hay bất kỳ nhà cung cấp nào khác tuân thủ OCPP mà không cần tải về nhiều ứng dụng khác nhau.
Đảm bảo hiệu suất nhất quán thông qua giám sát
Độ tin cậy dịch vụ thể hiện yếu tố quan trọng trong sự hài lòng của người dùng và tỷ lệ áp dụng xe điện.
OCPP nâng cao đáng kể độ tin cậy trạm sạc thông qua khả năng giám sát và chẩn đoán từ xa toàn diện.
Do đó giúp các nhà vận hành duy trì thời gian hoạt động cao hơn và phản ứng nhanh hơn với các vấn đề dịch vụ.
Định dạng trao đổi dữ liệu chuẩn hóa của giao thức hỗ trợ các nhà vận hành triển khai hệ thống giám sát tinh vi phát hiện các vấn đề tiềm ẩn trước khi chúng dẫn đến gián đoạn dịch vụ.
Khả năng chẩn đoán từ xa được tích hợp trong OCPP giúp các nhà vận hành thực hiện khắc phục sự cố và sửa chữa nhỏ mà không cần đến chuyến thăm của kỹ thuật viên tại chỗ.
Khả năng này đặc biệt có giá trị đối với trạm sạc ở vị trí xa xôi hoặc những trạm đang trải qua tỷ lệ sử dụng cao.
Khi vấn đề xảy ra, dữ liệu vận hành chi tiết có sẵn thông qua giao diện OCPP giúp kỹ thuật viên đến hiện trường với thông tin cụ thể về vấn đề và phụ tùng thay thế phù hợp.
Vì thế giảm thiểu thời gian sửa chữa và gián đoạn dịch vụ.
Khả năng bảo trì dự đoán thể hiện một cải tiến độ tin cậy đáng kể khác được kích hoạt bởi việc chuẩn hóa OCPP.
Qua phân tích các mô hình vận hành và chỉ số hiệu suất trên các nền tảng phần cứng đa dạng, các nhà vận hành có thể xác định các thành phần sắp hết tuổi thọ và lên lịch bảo trì phòng ngừa trong thời kỳ nhu cầu thấp.
Cách tiếp cận chủ động này trong bảo trì không chỉ tối đa hóa tình trạng khả dụng của trạm mà còn giảm khả năng xảy ra lỗi bất ngờ tạo ra trải nghiệm tiêu cực cho người dùng.
Ví dụ: Hệ thống AI phân tích dữ liệu OCPP có thể dự đoán cần thay cáp sạc dựa trên tín hiệu suy giảm điện trở, tự động gửi thông báo bảo trì trước 2 tuần và đặt lịch thay thế vào lúc 2h sáng khi ít người sử dụng.
Thúc đẩy chuẩn hóa bằng chính sách và quy định
Sự công nhận của chính phủ về tầm quan trọng chiến lược của OCPP đã dẫn đến tích hợp nó vào các chương trình tài trợ hạ tầng lớn trên toàn thế giới.
Từ đó tạo ra những động lực mạnh mẽ cho chuẩn hóa trên toàn hệ sinh thái sạc.
Chương trình Hạ tầng Xe điện Quốc gia Hoa Kỳ (NEVI) minh họa cách tiếp cận này thông qua yêu cầu tuân thủ OCPP hoặc các giao thức mở tương đương cho các dự án tìm kiếm tài trợ liên bang.
Yêu cầu này đảm bảo cho hạ tầng sạc được tài trợ bằng tiền thuế đóng góp vào một mạng lưới quốc gia có khả năng tương tác thay vì tạo ra hành vi độc quyền bổ sung.
Các khung chính sách tương tự đã xuất hiện trên toàn cầu.
Hàn Quốc yêu cầu chứng nhận OCPP làm điều kiện để đủ điều kiện nhận tài trợ công cộng.
Những yêu cầu này phản ánh sự công nhận của chính phủ với các giao thức mở rất cần thiết để tạo ra thị trường cạnh tranh.
Do đó ngăn chặn các tình huống bị ràng buộc với nhà cung cấp và đảm bảo rằng các khoản đầu tư công vào hạ tầng sạc mang lại giá trị tối đa cho công dân.
Tính nhất quán của những cách tiếp cận chính sách này trên các môi trường quy định đa dạng chứng minh sự đồng thuận toàn cầu xung quanh vai trò của OCPP trong phát triển hạ tầng.
Tích hợp chính sách của OCPP tạo ra một chu kỳ tích cực đẩy nhanh phát triển thị trường và chuẩn hóa.
Yêu cầu tài trợ của chính phủ thúc đẩy áp dụng rộng rãi các giao thức mở, điều này lần lượt giảm rào cản gia nhập thị trường cho những người tham gia mới và kích thích đổi mới.
Khi nhiều hạ tầng sạc triển khai với yêu cầu tuân thủ OCPP, lợi ích của khả năng tương tác trở nên ngày càng rõ ràng đối với cả nhà vận hành và người dùng.
Cách tiếp cận chuẩn hóa được thúc đẩy bởi chính sách này chứng minh rằng chiến lược áp dụng OCPP vượt xa các cân nhắc kỹ thuật để trở thành một công cụ chiến lược để định hình phát triển kinh tế vĩ mô của hạ tầng xe điện.
Ví dụ: Các nước Đông Nam Á có thể học hỏi mô hình NEVI của Mỹ, yêu cầu các dự án sạc xe điện tại cao tốc Bắc-Nam phải tuân thủ OCPP để nhận tài trợ từ ngân sách nhà nước, đảm bảo tương lai có thể kết nối với mạng lưới sạc khu vực ASEAN.
Kiến trúc và nguyên lý hoạt động
Mô hình kiến trúc Client-Server
Kiến trúc client-server của OCPP đóng vai trò như viên đá tảng để tạo nên hệ sinh thái sạc điện vững chắc và dễ quản lý.
Mô hình thiết kế nền tảng này tạo điều kiện kiểm soát tập trung trong khi vẫn duy trì chức năng phân tán trên hàng nghìn điểm sạc tiềm năng.
Ưu điểm của kiến trúc này nằm ở sự đơn giản khi thiết lập vai trò và trách nhiệm rõ ràng tạo ra khung làm việc có thể mở rộng từ các cài đặt nhỏ đến mạng lưới quốc gia khổng lồ.
Điểm Sạc (Charge Point) hoạt động như client trong mối quan hệ này, đại diện cho nhiều thứ hơn chỉ là một trạm sạc vật lý.
Hãy tưởng tượng nó như một cổng thông minh kết nối thế giới vật lý của việc sạc xe điện với lĩnh vực số hóa của quản lý năng lượng.
Mỗi điểm sạc hoạt động với tính tự chủ đáng kể, chủ động khởi tạo và duy trì kết nối với máy chủ trung tâm trong khi liên tục giám sát trạng thái hoạt động của chính mình.
Mô hình giao tiếp chủ động này đảm bảo cơ sở hạ tầng sạc duy trì tính phản hồi và độ tin cậy, ngay cả trong môi trường động với điều kiện mạng có thể thay đổi.
Ở phía máy chủ, Phần Mềm Quản Lý Hệ Thống Trung Tâm (CSMS) hoạt động như người nhạc trưởng điều phối toàn bộ mạng lưới sạc.
Thường được triển khai trên cơ sở hạ tầng đám mây để đạt tính mở rộng và khả năng tiếp cận tối đa, CSMS xử lý nhiệm vụ phức tạp là điều phối đồng thời nhiều trạm sạc.
Cách tiếp cận tập trung này tạo điều kiện cho các tính năng phức tạp:
- Cân bằng tải giữa các điểm sạc.
- Điều chỉnh giá cả linh hoạt dựa trên nhu cầu.
- Lập lịch thông minh tối ưu hóa sử dụng năng lượng trong giờ cao điểm và thấp điểm.
CSMS biến các điểm sạc riêng lẻ thành một mạng lưới gắn kết, dễ quản lý có thể phản hồi thông minh với cả nhu cầu người dùng và điều kiện lưới điện.
Ví dụ: Tại nhiều nơi đang áp dụng kiến trúc này cho mạng lưới sạc EV với hàng trăm trạm sạc. Từ trung tâm điều khiển, họ có thể giám sát và điều chỉnh hoạt động của các trạm sạc từ ở các tỉnh xa, tự động điều chỉnh công suất sạc dựa trên tình trạng lưới điện địa phương.
Giao thức truyền tải và định dạng dữ liệu
Sự phát triển của các giao thức truyền thông OCPP phản ánh cam kết của giao thức này trong để cải tiến liên tục và thích ứng với những tiến bộ công nghệ.
Các triển khai ban đầu dựa rất nhiều vào thông điệp SOAP/XML, một định dạng tuy mạnh mẽ và được thiết lập tốt nhưng ngày càng cồng kềnh khi mạng lưới sạc mở rộng.
Bản chất dài dòng của XML tạo ra overhead không cần thiết, đặc biệt có vấn đề trong môi trường có thể bị hạn chế băng thông hoặc thời gian phản hồi nhanh quan trọng cho trải nghiệm người dùng.
Chuyển đổi sang JSON (JavaScript Object Notation) trong OCPP 1.6 và các phiên bản sau đại diện cho bước nhảy vọt đáng kể về hiệu quả và khả năng sử dụng.
Cấu trúc nhẹ của JSON giảm kích thước thông điệp đáng kể, tạo điều kiện truyền và xử lý dữ liệu nhanh hơn.
Cải tiến này trở nên đặc biệt có lợi trong các triển khai quy mô lớn nơi hàng nghìn điểm sạc tạo ra dòng dữ liệu hoạt động liên tục.
Bản chất có thể đọc được của JSON cũng đơn giản hóa khắc phục sự cố và tích hợp hệ thống.
Vì vậy giúp các nhà phát triển và quản trị viên hệ thống làm việc dễ dàng hơn với giao thức.
Triển khai WebSocket đánh dấu một tiến bộ quan trọng khác trong sự phát triển kỹ thuật của OCPP.
Khác với các mô hình yêu cầu-phản hồi truyền thống, WebSocket tạo điều kiện giao tiếp hai chiều thực sự, thời gian thực giữa các điểm sạc và hệ thống quản lý.
Khả năng này biến đổi trải nghiệm sạc bằng cách tạo phản hồi tức thì cho hành động của người dùng, cập nhật trạng thái ngay lập tức và giải quyết vấn đề chủ động.
Khi người dùng bắt đầu phiên sạc, hệ thống có thể cung cấp phản hồi tức thì và liên tục cập nhật giao diện người dùng với tiến trình sạc thời gian thực.
Do đó tạo ra trải nghiệm người dùng hấp dẫn và đáng tin cậy hơn.
Ví dụ: Giống như sự khác biệt giữa gửi thư (SOAP/XML) và nhắn tin Zalo (JSON với WebSocket), tin nhắn ngắn gọn hơn, đến nhanh hơn và có thể trò chuyện liên tục thay vì chờ đợi từng lá thư.
Các luồng dữ liệu và thông điệp chính
Khung thông điệp toàn diện của OCPP tạo điều kiện điều phối phức tạp giữa cơ sở hạ tầng sạc phân tán và hệ thống quản lý tập trung.
Giao thức định nghĩa một danh mục mở rộng các thông điệp và lệnh chuẩn hóa bao phủ hầu như mọi khía cạnh của hoạt động trạm sạc.
Vì vậy đảm bảo các điểm sạc từ các nhà sản xuất khác nhau có thể giao tiếp liền mạch với bất kỳ hệ thống quản lý tuân thủ OCPP nào.
Từ đó thúc đẩy một hệ sinh thái thực sự có khả năng tương tác.
Chức năng cốt lõi của giao thức bao gồm khả năng giám sát và kiểm soát từ xa biến cơ sở hạ tầng sạc tĩnh thành mạng lưới động, phản hồi nhanh.
Lợi ích cho các nhà điều hành:
- Có thể bắt đầu hoặc dừng phiên sạc từ xa.
- Giám sát mô hình tiêu thụ năng lượng.
- Theo dõi lịch sử giao dịch.
- Thực hiện quy trình chẩn đoán mà không cần tiếp cận vật lý với các điểm sạc.
Khả năng quản lý từ xa này vô cùng cần thiết cho duy trì mạng lưới lớn hiệu quả và phản hồi nhanh chóng với các vấn đề hoạt động hoặc yêu cầu của người dùng.
Tập trung logic kinh doanh trong CSMS đại diện cho cả điểm mạnh và cân nhắc trong triết lý thiết kế của OCPP.
Đặt các chức năng quan trọng như thuật toán định giá, cơ sở dữ liệu xác thực người dùng, và tối ưu hóa sạc thông minh trong hệ thống trung tâm, các nhà điều hành đạt được quyền kiểm soát chưa từng có đối với mạng lưới của họ.
Cách tiếp cận tập trung này tạo điều kiện cho các tính năng phức tạp như quản lý tải động, nơi hệ thống có thể tự động điều chỉnh tốc độ sạc dựa trên điều kiện lưới điện, giá điện, hoặc sở thích người dùng.
Ngoài ra, quản lý người dùng tập trung tạo điều kiện cho trải nghiệm roaming liền mạch.
Đó là nơi người dùng có thể truy cập dịch vụ sạc trên các mạng lưới khác nhau với một tài khoản duy nhất.
Tuy nhiên, tập trung cũng tạo ra sự phụ thuộc quan trọng vào kết nối mạng.
Khi các điểm sạc mất kết nối với CSMS, chúng có thể không thực hiện được các chức năng nâng cao.
Trong một số trường hợp có thể tạm ngưng hoạt động hoàn toàn để duy trì tính bảo mật và toàn vẹn hoạt động.
OCPP giải quyết thách thức này thông qua khả năng offline như tính năng danh sách trắng cục bộ được giới thiệu trong phiên bản 1.6 và 2.x.
Chức năng này hỗ trợ các điểm sạc duy trì hoạt động thiết yếu bằng cách lưu trữ thông tin đăng nhập người dùng được ủy quyền cục bộ.
Vì vậy đảm bảo dịch vụ sạc quan trọng vẫn khả dụng ngay cả trong thời gian mạng bị gián đoạn.
Ví dụ: Tại Đông Nam Á, nhiều doanh nghiệp đang triển khai hệ thống tương tự cho mạng lưới trạm sạc công cộng, trong đó có thể điều chỉnh giá sạc theo khung giờ (giá thấp vào ban đêm khi nhu cầu điện ít) và ưu tiên sạc cho các phương tiện công cộng như xe buýt điện trong giờ cao điểm.
Tổng hợp thông điệp và chức năng
| Thông điệp | Hướng truyền | Chức năng cốt lõi |
|---|---|---|
| BootNotification | Điểm sạc → CSMS | Gửi khi trạm sạc khởi động, cung cấp thông tin nhận dạng (serial, vendor) |
| Authorize | Điểm sạc → CSMS | Kiểm tra trạng thái ủy quyền của thẻ ID người dùng để bắt đầu phiên sạc |
| StartTransaction/StopTransaction | Điểm sạc → CSMS | Báo hiệu bắt đầu và kết thúc một giao dịch sạc |
| RemoteStartTransaction/RemoteStopTransaction | CSMS → Điểm sạc | Bắt đầu hoặc kết thúc một phiên sạc từ xa theo lệnh từ hệ thống trung tâm |
| MeterValues | Điểm sạc → CSMS | Báo cáo các giá trị đo đếm (ví dụ: kWh đã tiêu thụ) cho hệ thống trung tâm |
| StatusNotification | Điểm sạc → CSMS | Báo cáo trạng thái hiện tại của trạm sạc (sẵn có, đang sạc, lỗi, v.v.) |
| Heartbeat | Điểm sạc → CSMS | Thông điệp định kỳ để xác nhận rằng trạm sạc vẫn đang hoạt động và kết nối |
| UpdateFirmware | CSMS → Điểm sạc | Yêu cầu trạm sạc nâng cấp firmware từ xa |
| Reset | CSMS → Điểm sạc | Khởi động lại trạm sạc từ xa |
| GetConfiguration/ChangeConfiguration | CSMS → Điểm sạc | Đọc hoặc thay đổi các cài đặt cấu hình của trạm sạc |
Các phiên bản OCPP
Phiên bản OCPP 1.6
Ra mắt vào năm 2015, OCPP 1.6 đánh dấu bước tiến quan trọng đầu tiên của ngành hướng tới khả năng tương thích toàn cầu và hiện vẫn là tiêu chuẩn được áp dụng rộng rãi nhất trên thế giới.
Phiên bản này xuất hiện trong giai đoạn phát triển ban đầu của ngành xe điện.
Khi đó mục tiêu chính tập trung giải quyết những thách thức giao tiếp cơ bản và thiết lập khả năng tương thích giữa các thiết bị của những nhà sản xuất khác nhau.
Kiến trúc kỹ thuật của OCPP 1.6 cung cấp các chức năng thiết yếu thông qua hỗ trợ giao thức truyền thông kép, tương thích với cả định dạng thông điệp SOAP và JSON.
Tính linh hoạt này giúp các nhà vận hành trạm sạc tích hợp đa dạng cấu hình phần cứng trong khi vẫn duy trì các tiêu chuẩn truyền thông nhất quán.
Giao thức này hỗ trợ khả năng sạc thông minh cơ bản thông qua tính năng cân bằng tải.
Vì vậy đảm bảo phân phối điện năng tối ưu trên nhiều điểm sạc trong cùng một hệ thống lắp đặt.
Ví dụ: Tại một tòa nhà văn phòng có 10 điểm sạc, khi tất cả đều hoạt động cùng lúc vào giờ cao điểm, OCPP 1.6 sẽ tự động điều chỉnh công suất từng điểm để tránh quá tải hệ thống điện của tòa nhà.
Một trong những ưu điểm thiết thực nhất của OCPP 1.6 nằm ở khả năng xác thực ngoại tuyến thông qua danh sách ủy quyền cục bộ.
Chức năng này đặc biệt có giá trị tại những khu vực có kết nối internet không ổn định.
Do đó giúp các trạm sạc tiếp tục hoạt động độc lập thông qua xác minh thông tin người dùng với cơ sở dữ liệu được lưu trữ cục bộ.
Ngoài ra, giao thức còn hỗ trợ các tính năng quản lý từ xa toàn diện bao gồm kiểm soát phiên làm việc, cập nhật firmware, và báo cáo trạng thái chi tiết.
Vì vậy mang đến khả năng giám sát cần thiết cho các mạng lưới sạc phân tán.
Tuy nhiên, những hạn chế của OCPP 1.6 trở nên rõ ràng khi so sánh với các tiêu chuẩn bảo mật và hiệu quả hiện đại.
Khung bảo mật của giao thức chủ yếu dựa vào mã hóa TLS cơ bản kết hợp với xác thực username-password.
Vì thế tạo ra những lỗ hổng tiềm ẩn trước các cuộc tấn công mạng tinh vi.
Hiệu quả xử lý giao dịch bị ảnh hưởng do việc sử dụng nhiều thông điệp ribiệt biệt cho từng tác vụ như StartTransaction, StopTransaction và MeterValues, thay vì sử dụng phương pháp nhắn tin thống nhất.
Hơn nữa, sự phụ thuộc nặng nề của giao thức vào kết nối internet ổn định cho các chức năng thông minh và quản lý giao dịch có thể dẫn đến gián đoạn dịch vụ tại những khu vực có độ phủ sóng mạng kém.
Phiên bản OCPP 2.0.1
Phát hành OCPP 2.0.1 vào năm 2020 đánh dấu một cuộc nâng cấp toàn diện và thể hiện phản ứng của ngành đối với các thách thức triển khai mạng lưới quy mô lớn.
Được xây dựng lại từ đầu sau khi phiên bản OCPP 2.0 có vấn đề bị ngừng phát triển, giao thức này giải quyết giai đoạn phát triển thứ hai của ngành.
Nó tập trung vào tối ưu hóa hiệu quả, bảo mật và trải nghiệm người dùng cho các mạng lưới sạc cấp doanh nghiệp.
Một cân nhắc quan trọng đối với các tổ chức đánh giá OCPP 2.0.1 là thiếu khả năng tương thích ngược với phiên bản 1.6, đòi hỏi đầu tư hạ tầng đáng kể từ các nhà vận hành hiện tại.
Bất chấp thách thức này, giao thức giới thiệu những cải tiến mang tính chuyển đổi đủ để biện minh cho con đường nâng cấp dành cho các tổ chức có tầm nhìn xa.
Khả năng quản lý thiết bị được nâng cao thể hiện một bước tiến cơ bản, triển khai mô hình thiết bị ba tầng bao gồm các cấp Station, EVSE (Thiết bị Cung cấp Điện cho Xe điện), và Connector.
Cấu trúc phân cấp này hỗ trợ cấu hình và giám sát từ xa chi tiết.
Do đó cung cấp khả năng hiển thị chưa từng có về hiệu suất và trạng thái từng điểm sạc cụ thể.
Hơn nữa, xử lý giao dịch được cải thiện tích hợp các chức năng liên quan vào một thông điệp TransactionEvent duy nhất.
Từ đó đơn giản hóa luồng truyền thông và cải thiện đáng kể khả năng xử lý giao dịch ngoại tuyến.
Ví dụ: Thay vì gửi 3 thông điệp riêng biệt như phiên bản cũ (bắt đầu sạc, cập nhật trạng thái, kết thúc sạc), OCPP 2.0.1 chỉ cần 1 thông điệp TransactionEvent duy nhất chứa tất cả thông tin cần thiết.
Các cải tiến bảo mật trong OCPP 2.0.1 thiết lập tiêu chuẩn mới cho ngành thông qua việc bắt buộc mã hóa TLS 1.2+ và hỗ trợ xác thực dựa trên chứng chỉ.
Những biện pháp này cung cấp bảo vệ mạnh mẽ chống lại các mối đe dọa an ninh mạng đồng thời hỗ trợ cập nhật firmware từ xa an toàn.
Khả năng sạc thông minh tiên tiến của giao thức mở rộng vượt ra ngoài cân bằng tải cơ bản để bao gồm tối ưu hóa phân phối điện năng tự động trên nhiều đơn vị EVSE, tối đa hóa hiệu quả sử dụng hạ tầng.
Tích hợp với tiêu chuẩn ISO 15118 hỗ trợ chức năng “Plug & Charge” mang tính cách mạng, loại bỏ rào cản xác thực người dùng và tạo ra trải nghiệm sạc liền mạch.
Giao thức cũng giới thiệu các tính năng hiển thị và thanh toán tinh vi.
Vì vậy giúp hệ thống trung tâm truyền thông tin định giá theo thời gian thực trực tiếp đến màn hình trạm sạc đồng thời hỗ trợ các tùy chọn thanh toán mở rộng bao gồm thẻ tín dụng và mã QR.
Phiên bản OCPP 2.1
OCPP 2.1 phát hành vào năm 2025, đại diện cho công nghệ giao thức sạc tiên tiến nhất và duy trì khả năng tương thích ngược với OCPP 2.0.1.
Phiên bản mới nhất này thể hiện giai đoạn phát triển thứ ba của OCPP.
Do đó tập trung vào tích hợp sâu các phương tiện điện vào hệ thống năng lượng toàn cầu và định vị chúng như những tài sản quản lý lưới điện chiến lược.
Tính năng mang tính cách mạng nhất của giao thức là hỗ trợ sạc hai chiều (V2G/V2X) thông qua tuân thủ ISO 15118-20.
Vì thế giúp xe điện hoạt động như các nguồn năng lượng phân tán di động (DER).
Khả năng này không chỉ giúp xe nhận điện mà còn có thể trả lại điện cho lưới trong các thời kỳ nhu cầu cao điểm, biến đổi căn bản mối quan hệ giữa giao thông và hạ tầng năng lượng.
Ví dụ: Một xe Tesla Model S có thể vừa sạc điện vào ban đêm khi giá điện thấp, vừa bán điện trở lại lưới vào giờ cao điểm chiều tối khi giá điện cao, giúp chủ xe kiếm thêm thu nhập và hỗ trợ cân bằng lưới điện quốc gia.
Khả năng kiểm soát nguồn năng lượng phân tán (DER) được nâng cao cung cấp các công cụ tích hợp và quản lý tinh vi cho các nguồn năng lượng tái tạo, bao gồm hệ thống lưu trữ pin và lắp đặt năng lượng mặt trời.
Chức năng này giúp hạ tầng sạc tham gia tích cực vào ổn định lưới điện và tối ưu hóa năng lượng tái tạo.
Các tính năng quản lý sạc thông minh tiên tiến mang lại tính linh hoạt chưa từng có trong tối ưu hóa phân phối năng lượng trên các mạng lưới sạc.
Chúng sử dụng thuật toán học máy và phân tích dự đoán để tối đa hóa hiệu quả và giảm thiểu chi phí vận hành.
Sự phát triển hệ thống thanh toán trong OCPP 2.1 giới thiệu các tùy chọn thanh toán tức thì, hỗ trợ thẻ trả trước, và chức năng mã QR động an toàn.
Những tính năng này nâng cao đáng kể sự thuận tiện cho người dùng đồng thời duy trì các tiêu chuẩn bảo mật mạnh mẽ thông qua các giao thức mã hóa tiên tiến.
So sánh các phiên bản
| Tính năng | OCPP 1.6 | OCPP 2.0.1 | OCPP 2.1 |
|---|---|---|---|
| Hỗ trợ ISO 15118 | Hạn chế | Hỗ trợ cho Plug & Charge | Hỗ trợ mở rộng cho sạc hai chiều |
| Bảo mật | TLS cơ bản, dựa trên username/password | Bắt buộc TLS 1.2+, xác thực dựa trên chứng chỉ, cập nhật firmware an toàn | Cải thiện bảo mật bổ sung dựa trên phản hồi cộng đồng |
| Xử lý giao dịch | Sử dụng nhiều thông điệp riêng biệt (StartTransaction, StopTransaction, MeterValues) | Sử dụng thông điệp TransactionEvent duy nhất để hợp nhất và đơn giản hóa giao tiếp | Thêm các mô hình giao dịch linh hoạt (cố định, theo năng lượng, theo thời gian), có thể phục hồi giao dịch |
| Hỗ trợ V2G | Không hỗ trợ nguyên bản | Hỗ trợ một phần | Hỗ trợ nguyên bản sạc hai chiều (V2G/V2X) |
| Hỗ trợ DER | Không hỗ trợ nguyên bản | Không hỗ trợ nguyên bản | Tích hợp nâng cao với các nguồn năng lượng phân tán (DER) |
| Tùy chọn thanh toán | Thẻ RFID và app | Hỗ trợ Plug & Charge, thẻ tín dụng, mã QR, NFC | Hỗ trợ thẻ trả trước, thanh toán tạm thời và mã QR động an toàn |
| Tính tương thích ngược | Không tương thích với 2.0.1 và 2.1 | Tương thích ngược với 2.1 | Tương thích ngược với 2.0.1 |
Có thể bạn quan tâm
Liên hệ
Địa chỉ
Tầng 3 Toà nhà VNCC 243A Đê La Thành Str Q. Đống Đa-TP. Hà Nội
