充电桩和云平台的通信协议

充电桩(EV Charging Stations)和云平台(Central Management Systems 或 Charge Point Management Systems)的通信协议主要用于实现远程监控、计费、负载管理、故障诊断和漫游服务等功能。这些协议确保不同厂商设备间的互操作性,避免供应商锁定。全球范围内,以下是主要协议标准:

1、OCPP (Open Charge Point Protocol)

  • 描述:开源协议,用于充电桩与云平台的直接通信,支持实时状态报告、远程控制和认证。最新版本为 OCPP 2.0.1,支持 WebSocket
    和 JSON 格式。
  • 全球应用:由 Open Charge Alliance (OCA)
    维护,已成为事实标准。在欧洲、北美、亚洲广泛采用,许多国家(如英国、南澳大利亚)要求公共充电桩符合 OCPP 以获得资助。
  • 优势:免费开源,支持多厂商集成。

2、 OICP (Open Intercharge Protocol)

  • 描述:用于云平台间的漫游和结算通信,支持 e-Mobility Service Providers (EMSP) 与 Charge Point Operators (CPO) 间的网络接入和交易。

  • 全球应用:由 Hubject 开发,主要在欧洲和全球漫游网络中使用,与OCPP 结合实现跨网络充电。

  • 优势:促进充电网络互联,如类似手机漫游。

3、OSCP (Open Smart Charging Protocol)

  • 描述:扩展 OCPP,用于智能充电和电网集成,支持需求响应、负载均衡和可再生能源协调。
  • 全球应用:OCA 标准,适用于欧洲和北美,支持V2G (Vehicle-to-Grid) 场景。
  • 优势:优化电网负载,适用于大规模部署。

4、OpenADR (Open Automated Demand Response)

  • 描述:用于电网运营商与云平台的通信,支持动态定价、峰谷调控和需求响应信号传输。
  • 全球应用:北美主导,欧洲和亚洲部分采用,用于 V1G
    (Vehicle-to-Grid) 应用。
  • 优势:实时电网交互,提升能源效率。

区域性/特定协议

中国标准:

云快充协议 (Yun Kuaichong, 版本 1.5/1.6):国家标准,用于充电桩与云平台的实时数据采集和交互,支持计费和监控。中国充电桩硬件普遍兼容。GB/T 27930:充电桩与电池管理系统 (BMS) 的通信协议,基于 CAN 总线,但可扩展到云端集成。主要在中国使用,与国际协议(如 ISO 15118)有转换需求。

其他:MQTT、REST 或 gRPC 等通用 IoT 协议有时用于云平台内部或边缘通信,但非专用标准。

协议比较表

这些协议正向标准化演进,如 OCPP 与 ISO 15118 的结合支持 Plug & Charge。实际部署中,建议根据地区法规选择(如欧盟要求 OCPP 兼容),未来趋势包括 V2G 支持和 5G 增强实时性。

从上面的对比表来看,OCPP的实现,相对于国内的云快充协议要简单很多,因为OCPP的协议包,在WebSocket上传输,不用再对TCP的链路进行维护,也无需制定通信协议进行编码和解码。此外,网络传输上WebSocket更容易通过路由器防火墙,减少NAT穿越问题,也更容易低成本的做负载均衡;最后一个,OCPP可以把协议包加密的工作,交给WSS。

至于其它采用MQTT中转的协议,建议更换成直连的方式,TCP或WS,对于充电桩需要快速感知、控制的设备,应该减少中间环节。

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