Hệ thống quản lý trạm sạc (CSMS) là gì?

Ý nghĩa và thuật ngữ của CSMS trong hệ sinh thái sạc xe điện

CSMS (Hệ thống quản lý trạm sạc) được hiểu rõ nhất là hệ thống phụ trợ chịu trách nhiệm kết nối các điểm sạc (đôi khi trên nhiều địa điểm), vận hành các phiên sạc và giám sát trạng thái trạm theo thời gian thực để tối đa hóa khả năng hoạt động. Hệ thống này thường giao tiếp với các bộ sạc thông qua các giao thức mở để các bộ sạc từ các nhà cung cấp khác nhau có thể được giám sát dưới một hệ thống vận hành duy nhất. 

Trong môi trường làm việc, hệ thống quản lý an toàn mạng (CSMS) thường được mô tả như một trung tâm điều khiển bao gồm giám sát và điều khiển, truy cập người dùng, phân phối năng lượng và phân tích dữ liệu. Đối với các môi trường lớn hơn, khái niệm này được mở rộng sang các tính năng cấp doanh nghiệp như bảo trì dự đoán và tích hợp với các hệ thống cơ sở vật chất hoặc năng lượng rộng hơn. 

Một cách thực tế để suy nghĩ về việc đặt tên là: thị trường có nhiều lựa chọn. các công ty phần mềm sạc xe điệnTuy nhiên, bất kể thương hiệu nào, một hệ thống CSMS "thực sự" phải cung cấp đáng tin cậy các chức năng vận hành cốt lõi (kết nối, giám sát, điều khiển và dữ liệu) và đáp ứng các yêu cầu về khả năng tương tác nhằm giảm thiểu rủi ro bị phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất. 

CSMS hoạt động như thế nào trong thực tế?

Ở cấp độ tổng quan, hệ thống quản lý sạc thông minh (CSMS) nằm giữa các bộ sạc vật lý và các hệ thống nghiệp vụ xung quanh chúng. Các bộ sạc gửi trạng thái và sự kiện phiên đến CSMS, trong khi CSMS phát ra các lệnh (bắt đầu/dừng, cấu hình, thao tác phần mềm, hướng dẫn sạc thông minh) trở lại các bộ sạc. Trong nhiều kiến trúc, các tương tác này được chuẩn hóa thông qua các giao thức như OCPP, cho phép một CSMS duy nhất quản lý các bộ sạc từ nhiều nhà sản xuất khác nhau. 

Hệ thống quản lý khách hàng (CSMS) cũng gắn bó chặt chẽ với vai trò thị trường. Ví dụ, một Nhà điều hành điểm sạc (CPO) Chịu trách nhiệm về tính khả dụng, vận hành và kiểm soát chi phí của bộ sạc, do đó sử dụng CSMS để vận hành mạng lưới ở quy mô lớn. Đối với dịch vụ roaming, hệ sinh thái thường bao gồm... Các nhà cung cấp dịch vụ di động điện tử (eMSPs) (phục vụ người lái xe điện) và các cơ chế tương tác kết nối các mạng với nhau. 

Từ góc độ hệ thống, các triển khai hiện đại thường tách biệt việc xử lý giao thức cụ thể (logic “kết nối” giao tiếp với OCPP hoặc các giao thức thiết bị khác) khỏi logic nghiệp vụ phía máy chủ của CSMS. Điều này giúp giảm thiểu sự gián đoạn khi cần hỗ trợ nhiều phiên bản giao thức hoặc thêm các loại thiết bị mới theo thời gian — một chủ đề kiến trúc được nhấn mạnh trong các triển khai quy mô lớn.

Các chức năng cốt lõi của một hệ thống quản lý trạm sạc hiện đại.

Hệ thống quản lý trạm sạc (CSMS) tích hợp nhiều chức năng "ẩn" quyết định tính đáng tin cậy, khả năng mở rộng và tính khả thi về mặt thương mại của hoạt động sạc xe điện: giám sát và vận hành từ xa, quản lý sạc và tải thông minh, kiểm soát truy cập người dùng, định giá/thanh toán và phân tích/báo cáo. 

Giám sát, chẩn đoán và điều khiển từ xa

Về mặt vận hành, CSMS là hệ thống điều khiển cho tình trạng hoạt động của trạm sạc. Nó theo dõi trạng thái bộ sạc và cổng sạc theo thời gian thực, phát hiện lỗi và hỗ trợ các thao tác từ xa giúp giảm thiểu việc phải di chuyển xe kỹ thuật và thời gian ngừng hoạt động. Trong bối cảnh được tài trợ bởi chính phủ liên bang Hoa Kỳ, các cơ quan quản lý kỳ vọng rõ ràng rằng các mạng lưới sạc và bộ sạc phải hỗ trợ... Giám sát từ xa, chẩn đoán, điều khiển và quản lý sạc thông minh—điều này trên thực tế ngụ ý các quy trình làm việc do CSMS điều khiển cho việc cảnh báo, phân loại và khắc phục sự cố từ xa. 

Hướng dẫn tập trung vào môi trường làm việc cũng liệt kê giám sát thời gian thực và quản lý từ xa là các tính năng cơ bản cho hệ thống quản lý trạm sạc (CSMS) — bởi vì nếu thiếu chúng, người vận hành không thể phản hồi nhanh chóng khi trạm sạc ngừng hoạt động hoặc hoạt động không ổn định. 

Tối ưu hóa năng lượng và quản lý tải

Khi việc sử dụng xe điện ngày càng tăng, các hạn chế về công suất điện và nhu cầu tiêu thụ điện năng cao điểm trở thành những nút thắt cổ chai trong vận hành. Hệ thống quản lý sạc thông minh (CSMS) giải quyết vấn đề này bằng cách điều phối hành vi sạc giữa các cổng (và đôi khi giữa các địa điểm), cân bằng công suất khả dụng để nhiều xe hơn có thể sạc mà không vượt quá giới hạn của địa điểm. Hướng dẫn trong ngành thường mô tả điều này là "quản lý tải" hoặc "sạc thông minh", và nó được xem như một yếu tố khác biệt giữa giám sát cơ bản và vận hành có khả năng mở rộng. 

Các cơ quan quản lý nhấn mạnh tầm quan trọng của chức năng thông minh. Tại Anh, hướng dẫn về điểm sạc thông minh mô tả các quy định được thiết kế để đảm bảo các điểm sạc có thể chuyển đổi thời gian sạc sang các giai đoạn nhu cầu lưới điện thấp hơn hoặc nguồn năng lượng tái tạo dồi dào hơn — một kết quả mà trong các triển khai được quản lý, thường được điều phối thông qua một nền tảng quản lý và logic lập lịch/điều khiển của nó. 

Kiểm soát truy cập và xác thực người dùng

Hệ thống quản lý điều khiển công nghiệp (CSMS) thường bao gồm các công cụ xác thực danh tính và quyền truy cập để người vận hành có thể kiểm soát ai có thể bắt đầu phiên và theo chính sách nào—đặc biệt là đối với các triển khai tại nơi làm việc, khu chung cư hoặc đội xe. Các phương thức truy cập điển hình bao gồm thông tin xác thực RFID và xác thực dựa trên ứng dụng di động, và CSMS duy trì logic cho các quy tắc ủy quyền, nhóm người dùng và nhật ký kiểm toán. 

Trong môi trường hỗ trợ roaming, quyền truy cập được mở rộng ra ngoài phạm vi một mạng duy nhất. Các yêu cầu về khả năng tương tác giữa các mạng nhằm mục đích cho phép người lái xe điện sử dụng một phương thức nhận dạng duy nhất trên nhiều mạng sạc khác nhau — đây là yếu tố quan trọng thúc đẩy việc tích hợp CSMS với các giao thức roaming và hệ thống nhận dạng. 

Định giá, lập hóa đơn và xử lý thanh toán

Hoạt động thương mại phụ thuộc vào giá cả minh bạch và hóa đơn chính xác. Trong bối cảnh cơ sở hạ tầng công cộng của Hoa Kỳ được điều chỉnh bởi 23 CFR Phần 680, giá cả phải được hiển thị trước khi bắt đầu giao dịch, phải dựa trên $/kWh, và bất kỳ khoản phí bổ sung nào cũng phải được hiển thị và giải thích rõ ràng — những yêu cầu này thường được chuyển thành các tính năng của CSMS để lập mô hình biểu giá, tính toán phiên giao dịch và công bố giao diện người dùng/API về giá cả và các tùy chọn thanh toán. 

Về phía roaming, OCPI hỗ trợ rõ ràng việc trao đổi thông tin về cước phí, các tài liệu liên quan đến thanh toán (bao gồm cả bản ghi chi tiết phí) và thông tin thời gian thực như vị trí khả dụng và giá cả — có nghĩa là CSMS phải tạo ra và sử dụng dữ liệu thương mại có cấu trúc, chứ không chỉ là dữ liệu đo từ xa của thiết bị. 

Báo cáo, phân tích và các chỉ số KPI hoạt động

Hệ thống quản lý trạm sạc (CSMS) liên tục tạo ra dữ liệu phục vụ cho việc lập kế hoạch năng lực, ưu tiên bảo trì và kinh tế đơn vị (mức độ sử dụng, năng lượng cung cấp, số lượng phiên sạc, thời gian ngừng hoạt động, doanh thu). Các yêu cầu của Hoa Kỳ đối với các mạng lưới được tài trợ bởi NEVI bao gồm các yếu tố báo cáo có cấu trúc như thời gian bắt đầu/kết thúc phiên sạc, lượng kWh đã cung cấp, công suất phiên sạc cao điểm, phương thức thanh toán, thời gian hoạt động và thời gian ngừng hoạt động — cho thấy tầm quan trọng của phân tích và báo cáo đối với hoạt động của mạng lưới sạc hiện đại. 

Tương tự, hướng dẫn về CSMS tại nơi làm việc cũng coi báo cáo và phân tích là những tính năng quan trọng vì chúng giúp người vận hành điều chỉnh chính sách (giới hạn thời gian, quy tắc truy cập, giá cả) và chứng minh tính hợp lý của các quyết định mở rộng dựa trên các mô hình sử dụng thực tế chứ không phải dựa trên giả định. 

OCPP dành cho giao tiếp giữa bộ sạc và CSMS

Cái Giao thức điểm sạc mở (OCPP) Hệ thống này được thiết kế để cung cấp phương thức giao tiếp thống nhất giữa các điểm sạc và hệ thống trung tâm, cho phép kết nối nhiều loại bộ sạc với nhiều nền tảng quản lý khác nhau bất kể nhà cung cấp. Đây là cơ chế nền tảng cho khả năng tương tác và tránh phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất trong các triển khai đa điểm. 

Giao thức OCPP hiện có nhiều phiên bản đang được sử dụng (bao gồm OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 và OCPP 2.1), và sự khác biệt giữa các phiên bản ảnh hưởng đến các chức năng như quản lý thiết bị, tính năng bảo mật và khả năng sạc thông minh. Người quản lý giao thức cũng lưu ý rằng OCPP 1.6 và OCPP 2.0.1 không tương thích, điều này có tác động trực tiếp đến kế hoạch chuyển đổi và hỗ trợ hệ thống xe hỗn hợp. 

Từ góc độ pháp lý, tiêu chuẩn NEVI của Hoa Kỳ (23 CFR Phần 680) yêu cầu rõ ràng các bộ sạc phải tuân thủ OCPP (với các yêu cầu về phiên bản cụ thể theo ngày), nhấn mạnh rằng việc tuân thủ OCPP có thể là tiêu chí quan trọng để được cấp kinh phí triển khai và mua sắm công. 

OCPI dành cho việc chuyển vùng và khả năng tương tác giữa các mạng

Cái Giao diện điểm sạc mở (OCPI) Hệ thống này hỗ trợ kết nối giữa các nhà cung cấp dịch vụ di động điện tử (phục vụ người lái xe điện) và các nhà điều hành điểm sạc (quản lý các trạm sạc). Nó được thiết kế để hoạt động song phương hoặc thông qua các trung tâm chuyển vùng, cho phép trải nghiệm "chuyển vùng" trên các mạng khác nhau. 

Thông số kỹ thuật OCPI mô tả sự hỗ trợ cho việc ủy quyền, trao đổi thông tin điểm sạc (bao gồm trạng thái trực tiếp và các sự kiện giao dịch), trao đổi bản ghi chi tiết sạc, lệnh điểm sạc từ xa và trao đổi thông tin liên quan đến sạc thông minh. Các chức năng này rất quan trọng vì chúng liên kết CSMS với quyền truy cập của người lái xe, tính minh bạch về giá cả, các tài liệu thanh toán/hóa đơn và luồng lệnh xuyên mạng—chứ không chỉ là điều khiển thiết bị cục bộ. 

Các tiêu chuẩn NEVI của Hoa Kỳ cũng yêu cầu các mạng lưới sạc phải liên lạc với các mạng lưới sạc khác theo OCPI 2.2.1 (vào những ngày cụ thể), khiến khả năng OCPI trở thành một yêu cầu thiết thực đối với nhiều kịch bản mạng lưới công cộng. 

Đáp ứng tiêu chuẩn ISO 15118 và khả năng “Cắm và Sạc”.

Trong khi OCPP và OCPI định nghĩa các phần chính của hệ thống kết nối phía sau, các tiêu chuẩn giao tiếp giữa xe và bộ sạc cũng ảnh hưởng đến các yêu cầu của CSMS. Tiêu chuẩn NEVI yêu cầu tuân thủ các thành phần ISO 15118 cho giao tiếp giữa bộ sạc và xe điện, đồng thời quy định thời gian triển khai khả năng Plug & Charge, điều này có thể ảnh hưởng đến cách CSMS xử lý chứng chỉ, quy trình ủy quyền và kiểm tra khả năng tương tác. 

Các giải thích trong ngành về tiêu chuẩn ISO 15118 thường mô tả vai trò của nó trong việc cho phép xe điện giao tiếp với trạm sạc để người lái có thể cắm sạc mà không cần ứng dụng hoặc thẻ RFID — một mục tiêu trải nghiệm thường đòi hỏi sự phối hợp giữa phần mềm điều khiển bộ sạc, hệ thống phụ trợ và cơ sở hạ tầng nhận dạng/thanh toán.