Đối với nhiều người sử dụng xe điện, quá trình sạc hiện nay vẫn cần thực hiện nhiều thao tác như mở ứng dụng, quét mã QR, chọn trạm, xác thực tài khoản hoặc sử dụng thẻ RFID trước khi bắt đầu phiên sạc. Khi số lượng xe điện và trạm sạc tăng lên, việc đơn giản hóa những thao tác này trở thành một phần quan trọng trong quá trình phát triển hạ tầng sạc.
Plug and Charge được phát triển để giải quyết chính bài toán đó. Khi xe và trạm sạc tương thích, người dùng chỉ cần kết nối cáp sạc, sau đó hệ thống có thể tự động nhận diện, xác thực và xử lý phiên sạc mà không cần người dùng thực hiện thêm các bước nhận diện thủ công. Cơ chế này được xây dựng trên nền tảng giao tiếp giữa xe điện và thiết bị sạc theo tiêu chuẩn ISO 15118.
Điểm đáng chú ý là Plug and Charge không đơn thuần là một tính năng giúp "cắm là sạc". Phía sau trải nghiệm đơn giản này là hệ thống giao tiếp, chứng chỉ số, mã hóa và hạ tầng PKI để xác thực phương tiện và các bên tham gia phiên sạc.
Plug and Charge là cơ chế cho phép xe điện và trạm sạc tự động trao đổi thông tin để nhận diện, xác thực và thiết lập phiên sạc sau khi kết nối vật lý.
Khác với phương thức truyền thống, người dùng không nhất thiết phải sử dụng thẻ RFID, thẻ thanh toán hoặc mở ứng dụng để xác thực tại trạm tương thích. CharIN mô tả Plug and Charge là cơ chế tự động hóa quá trình giao tiếp và thanh toán giữa xe điện và trạm sạc dựa trên ISO 15118.
Về trải nghiệm, quy trình có thể được hình dung đơn giản như sau:
Như vậy, phần lớn các thao tác xác thực được chuyển từ người dùng sang hệ thống giao tiếp giữa EV và EVSE.
Nền tảng quan trọng của Plug and Charge là ISO 15118, bộ tiêu chuẩn quy định giao tiếp giữa xe điện và thiết bị cung cấp năng lượng cho xe điện, thường được gọi là EVSE.
ISO 15118-20:2022 định nghĩa các yêu cầu về lớp mạng và lớp ứng dụng cho giao tiếp giữa EV và EVSE. Tiêu chuẩn này hỗ trợ truyền năng lượng, truyền năng lượng hai chiều và các yêu cầu liên quan đến giao tiếp không dây cũng như thiết bị kết nối tự động.
Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với Plug and Charge vì việc xác thực và trao đổi dữ liệu không chỉ phụ thuộc vào bộ sạc mà cần sự phối hợp giữa phương tiện, hệ thống sạc, nhà cung cấp dịch vụ và các thành phần quản lý chứng chỉ.
ISO 15118-2 đã cung cấp nền tảng cho các chức năng như Plug and Charge và sạc theo lịch. ISO 15118-20 mở rộng phạm vi sử dụng với nhiều chức năng mới, trong đó có truyền năng lượng hai chiều và các cơ chế giao tiếp nâng cao. CharIN cũng xác định ISO 15118-20 là nền tảng cho những trường hợp sử dụng mở rộng như Smart Charging và bidirectional power transfer.
Với phương thức truyền thống, người dùng có thể phải mở ứng dụng của nhà vận hành, đăng nhập, tìm trạm và lựa chọn phương thức thanh toán trước khi bắt đầu phiên sạc.
Plug and Charge chuyển phần lớn quy trình này sang giao tiếp tự động giữa xe và hệ thống sạc. Khi phương tiện và trạm đều hỗ trợ tính năng tương thích, người dùng chỉ cần kết nối cáp và hệ thống có thể tiến hành xác thực.
RFID vẫn là một phương thức xác thực phổ biến tại nhiều hệ thống sạc. Tuy nhiên, Plug and Charge có thể loại bỏ bước quét thẻ tại các trạm tương thích vì danh tính và thông tin dịch vụ được trao đổi thông qua hệ thống chứng chỉ số.
Thông tin phiên sạc có thể được liên kết với hợp đồng hoặc tài khoản dịch vụ đã được thiết lập. Sau khi phiên sạc kết thúc, dữ liệu được sử dụng để xử lý thanh toán theo cơ chế của hệ sinh thái dịch vụ.
Điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với những người thường xuyên di chuyển qua nhiều địa điểm sạc khác nhau.
Về mặt trải nghiệm, có thể hiểu Plug and Charge theo cách đơn giản là "cắm vào và hệ thống tự xử lý". Tuy nhiên, về kỹ thuật, phía sau thao tác cắm cáp vẫn có một chuỗi bước giao tiếp và xác thực.
Xe và trạm phải thiết lập kênh giao tiếp, trao đổi thông tin cần thiết, xác minh chứng chỉ và kiểm tra quyền sử dụng dịch vụ trước khi quá trình truyền năng lượng được thực hiện.
Do đó, Plug and Charge không loại bỏ hoàn toàn quá trình xác thực mà tự động hóa quá trình xác thực để người dùng không phải thực hiện thủ công.
Một trong những thành phần quan trọng của Plug and Charge là chứng chỉ số. Thay vì xác thực bằng thao tác quét thẻ hoặc đăng nhập ứng dụng, hệ thống sử dụng chứng chỉ để xác định và xác thực các bên tham gia.
CharIN mô tả việc sử dụng chứng chỉ X.509v3 và hạ tầng PKI trong quá trình triển khai Plug and Charge. PKI cung cấp cơ chế để phát hành, quản lý và xác minh các chứng chỉ dùng cho quá trình xác thực.
PKI là viết tắt của Public Key Infrastructure, có thể hiểu là hạ tầng khóa công khai. Đây là tập hợp các thành phần và quy trình giúp quản lý chứng chỉ số và xác thực danh tính trong môi trường giao tiếp điện tử.
Trong hệ sinh thái Plug and Charge, PKI giúp xây dựng niềm tin giữa các thành phần như xe điện, nhà sản xuất, nhà cung cấp dịch vụ và hệ thống sạc.
Tự động hóa xác thực không đồng nghĩa với việc bỏ qua yêu cầu bảo mật. Ngược lại, vì quá trình xác thực được thực hiện tự động, hệ thống phải có cơ chế kiểm soát danh tính và chứng chỉ chặt chẽ.
ISO 15118 và các hướng dẫn triển khai của CharIN sử dụng các cơ chế bảo mật dựa trên chứng chỉ và giao tiếp mã hóa. CharIN cũng nhấn mạnh vai trò của PKI, TLS và quản lý chứng chỉ trong triển khai Plug and Charge.
Trong thực tế, mức độ an toàn của hệ thống còn phụ thuộc vào cách các nhà sản xuất xe, nhà vận hành trạm và nhà cung cấp dịch vụ triển khai, quản lý chứng chỉ và xử lý các tình huống lỗi.
| Tiêu chí | Quét QR | RFID | Plug and Charge |
|---|---|---|---|
| Xác thực | Thông qua ứng dụng hoặc trang thanh toán | Thẻ hoặc thiết bị RFID | Tự động thông qua giao tiếp EV và EVSE |
| Thao tác người dùng | Nhiều bước | Quét thẻ | Chủ yếu là kết nối cáp |
| Ứng dụng điện thoại | Thường cần | Có thể không cần | Không cần cho thao tác xác thực tại trạm |
| Chứng chỉ số | Không phải thành phần cốt lõi | Không phải thành phần cốt lõi | Đóng vai trò quan trọng |
| Tự động hóa | Thấp hơn | Trung bình | Cao |
| Khả năng tích hợp Smart Charging | Có thể thông qua hệ thống khác | Có thể thông qua hệ thống khác | Được xây dựng trong hệ sinh thái ISO 15118 |
Plug and Charge không chỉ giúp xác thực thuận tiện hơn mà còn có thể trở thành một thành phần trong hệ thống sạc thông minh.
ISO 15118 hỗ trợ trao đổi thông tin giữa EV và EVSE, trong khi các phiên bản mở rộng của tiêu chuẩn cung cấp thêm khả năng liên quan đến quản lý quá trình truyền năng lượng. CharIN cũng xác định Smart Charging là một trong những trường hợp sử dụng được hỗ trợ trong hệ sinh thái ISO 15118.
Điều này tạo ra khả năng kết hợp giữa nhận diện phương tiện và điều phối công suất.
Ví dụ, khi một chiếc xe kết nối với trạm:
Như vậy, Plug and Charge có thể trở thành lớp giao tiếp giúp phương tiện tham gia sâu hơn vào hệ thống sạc thông minh.
Một điểm đáng chú ý của ISO 15118-20 là tiêu chuẩn này không chỉ đề cập đến việc truyền năng lượng từ EVSE vào xe mà còn định nghĩa các thông điệp và trình tự giao tiếp phục vụ truyền năng lượng hai chiều.
Điều này tạo nền tảng giao tiếp cho những mô hình như Vehicle-to-Grid, trong đó xe điện có thể trao đổi năng lượng với hệ thống điện khi phần cứng và chính sách vận hành cho phép.
Khi kết hợp với EMS và BESS, dữ liệu giao tiếp giữa xe và trạm có thể trở thành một phần của hệ thống quản lý năng lượng lớn hơn.
Plug and Charge cũng không nhất thiết chỉ giới hạn ở cách kết nối có dây. ISO 15118-20 bao gồm các yêu cầu giao tiếp liên quan đến cả sạc có dây và sạc không dây, đồng thời đề cập đến thông tin dành cho các thiết bị kết nối tự động.
Điều này mở ra một hướng phát triển đáng chú ý: khi sạc không dây hoặc cơ cấu kết nối tự động được kết hợp với cơ chế xác thực tự động, người dùng có thể tiến gần hơn đến trải nghiệm "đỗ xe và tự động sạc".
Robot sạc và Plug and Charge giải quyết hai phần khác nhau của quy trình.
Robot chịu trách nhiệm thực hiện thao tác kết nối vật lý, trong khi Plug and Charge chịu trách nhiệm giao tiếp, nhận diện và xác thực giữa phương tiện với hệ thống sạc.
Trong một kịch bản tự động hóa cao, quy trình có thể diễn ra như sau:
Đây là một trong những hướng phát triển có thể đưa hạ tầng sạc từ "tự phục vụ" sang "tự động hóa cao".
Đối với doanh nghiệp vận hành nhiều phương tiện, việc tài xế phải sử dụng ứng dụng hoặc thẻ cho từng phiên sạc có thể tạo thêm thao tác. Plug and Charge giúp tự động hóa phần xác thực.
Thông tin nhận diện và dữ liệu phiên sạc có thể được liên kết với hệ thống quản lý đội xe, nền tảng Cloud hoặc hệ thống thanh toán.
Khi kết hợp với robot sạc, EMS và hệ thống quản lý đội xe, Plug and Charge có thể trở thành một phần của quy trình sạc tự động tại depot.
Việc tự động hóa xác thực giúp giảm số bước mà tài xế hoặc nhân viên vận hành phải thực hiện trong mỗi phiên sạc.
Plug and Charge yêu cầu sự tương thích giữa phương tiện, EVSE và hệ sinh thái dịch vụ. Nếu một trong các thành phần không hỗ trợ đúng cơ chế cần thiết, người dùng có thể phải quay lại phương thức xác thực khác.
Vì vậy, khả năng tương thích và kiểm thử liên thông là vấn đề quan trọng đối với việc triển khai trên quy mô lớn.
Phía sau trải nghiệm đơn giản là một hệ thống quản lý chứng chỉ và PKI tương đối phức tạp. Chứng chỉ cần được phát hành, xác minh, gia hạn và xử lý khi có vấn đề.
CharIN hiện vẫn có các hướng dẫn và hoạt động liên quan đến khả năng tương tác, PKI và những vấn đề triển khai ISO 15118. Các tài liệu gần đây cũng đề cập đến các thách thức như quản lý chứng chỉ, tương thích giữa các phiên bản và lỗi trong quá trình thiết lập kết nối bảo mật.
Một hệ thống Plug and Charge hiệu quả cần nhiều thành phần khác nhau có thể làm việc với nhau: xe, bộ sạc, nhà sản xuất, nhà vận hành mạng sạc và các hệ thống dịch vụ.
Nếu mỗi bên triển khai tiêu chuẩn theo cách khác nhau, trải nghiệm người dùng có thể không nhất quán.
Ngoài bộ sạc hỗ trợ giao tiếp phù hợp, nhà vận hành còn cần hệ thống backend, quản lý chứng chỉ, thanh toán và các cơ chế bảo mật liên quan.
Do đó, việc triển khai Plug and Charge không chỉ là nâng cấp phần cứng tại trạm mà cần xem xét toàn bộ kiến trúc hệ thống.
Với mô hình truyền thống, trạm sạc chủ yếu tập trung vào việc cung cấp điện và xử lý phiên giao dịch thông qua ứng dụng hoặc thẻ.
Plug and Charge chuyển trọng tâm sang giao tiếp trực tiếp giữa phương tiện và hạ tầng. Xe không còn chỉ là đối tượng nhận năng lượng mà trở thành một thành phần có danh tính kỹ thuật và khả năng trao đổi dữ liệu với hệ thống.
Điều này đặc biệt quan trọng khi hạ tầng EV chuyển sang mô hình kết nối nhiều hơn với Cloud, EMS, Smart Charging, V2G và hệ thống quản lý đội xe.
Plug and Charge đang hướng tới một trải nghiệm sạc đơn giản hơn bằng cách chuyển nhiều thao tác xác thực từ người dùng sang hệ thống. Tuy nhiên, mức độ phổ biến trong thực tế vẫn phụ thuộc vào khả năng tương thích giữa xe, trạm, nhà vận hành và hệ thống dịch vụ.
Trong tương lai, xu hướng tự động hóa có thể tiếp tục phát triển theo nhiều cấp độ: từ Plug and Charge, đến sạc thông minh, robot kết nối, sạc không dây và cuối cùng là những trạm sạc có khả năng tự vận hành với rất ít thao tác từ con người.
ISO 15118-20 đã cung cấp nền tảng cho nhiều trường hợp sử dụng mở rộng, bao gồm Plug and Charge, truyền năng lượng hai chiều, sạc không dây và thiết bị kết nối tự động.
Khi số lượng phương tiện và trạm sạc tăng lên, trải nghiệm người dùng sẽ trở thành một phần quan trọng của chất lượng dịch vụ. Người dùng không chỉ quan tâm đến tốc độ sạc mà còn quan tâm đến số bước cần thực hiện, độ ổn định của phiên sạc và khả năng sử dụng dịch vụ tại nhiều địa điểm.
Plug and Charge có thể đóng vai trò như một lớp kết nối giúp đơn giản hóa những quy trình này. Khi được triển khai cùng Smart Charging, Cloud Charging, EMS, BESS và V2G, công nghệ có thể trở thành một phần của hệ sinh thái sạc thông minh thay vì chỉ là một phương thức xác thực.
Plug and Charge đang thay đổi cách người dùng tương tác với trạm sạc xe điện bằng cách tự động hóa quá trình nhận diện, xác thực và xử lý phiên sạc. Thay vì phải mở ứng dụng, quét mã hoặc sử dụng thẻ trong từng phiên, người dùng có thể tiến gần hơn đến trải nghiệm chỉ cần kết nối xe và để hệ thống tự xử lý.
Đằng sau sự đơn giản đó là một hệ thống công nghệ gồm ISO 15118, giao tiếp EV và EVSE, chứng chỉ số, PKI, mã hóa và các hệ thống backend. Vì vậy, việc triển khai Plug and Charge trên diện rộng đòi hỏi không chỉ thiết bị sạc tương thích mà còn khả năng liên thông và quản lý bảo mật giữa nhiều thành phần.
Trong dài hạn, Plug and Charge có thể trở thành một mắt xích quan trọng trong quá trình tự động hóa hạ tầng EV. Khi kết hợp với Smart Charging, EMS, BESS, robot sạc, sạc không dây và V2G, trải nghiệm sạc có thể chuyển từ một quy trình người dùng phải chủ động thao tác sang một dịch vụ được hệ thống tự động nhận diện, điều phối và quản lý.
CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ CYCLE ELECTRIC có thể nghiên cứu các giải pháp hạ tầng sạc EV theo hướng tích hợp thiết bị sạc, giao tiếp phương tiện, Cloud Charging và quản lý năng lượng, tạo nền tảng cho các mô hình trạm sạc thông minh trong tương lai.
Phòng 5.09 , Lầu 5, Tòa nhà ST Moritz , Số 1014 Phạm Văn Đồng , Phường Hiệp Bình, TPHCM
© 2024 Cycle Electric.
