OCPP充电桩主控板如何同时支持ISO 15118（即插即充）与DC快充协议？

1. 硬件接口：一条 CAN 给 DC，一条 PLC 给 15118

• DC 快充侧：
  桩-车通信走 CAN 2.0B 250 kbit/s，帧格式完全按 DIN SPEC 70121（老车）或 ISO 15118-3 DPNC（新车）放在 PLC 物理层；主控板只需把 CAN 收发器连到 BMS 端子，无需改板。
• PnC 侧：
  插枪后，CCS2 的 CP 引脚同时承载 HomePlug Green PHY PLC 信号，主控板需外接 SPC-Exxxx 系列 PLC 调制解调器（或 SoC 内置 MAC），通过 UART/SPI 与 MCU 交换原始帧。
  → 这样“CAN + PLC”两路物理通道互不抢占，主控板只要 两颗隔离收发器 + 1 颗 PLC 前端，成本增加 <40 元。

2. 软件栈：OCPP 只当“隧道”，不解析 15118 内容

• 主控固件集成 “ISO 15118 模块”（开源可用 RISE-V2G 或 Vector MICRO-SAR），负责：
  – 生成/解析 EXI 编码的 SessionSetup、CertificateInstallation、ChargeParameterDiscovery；
  – 完成 TLS 1.3 双向证书握手、ECDH 密钥协商；
• 对 OCPP 侧，所有 15118 帧用 DataTransfer 原样封装，OCPP 只负责透传，不破坏二进制：

{"vendorId": "ISO15118-20",
  "messageId": "SessionSetupReq",
  "data": "H4sIAAAAAAA…"   // Base64 后的 EXI}

3. 消息路由：一张状态机同时照顾两条会话

• 左边是传统 GB/T 27930 / DIN 70121 DC 状态：
  Idle → Handshake → Pre-charge → Current Demand → Shut down
• 右边是 ISO 15118-20 状态：
  SDP → TLS → Authorization → ChargeParameter → PowerDelivery → WeldingDetection

• 当 15118 侧收到 PowerDeliveryReq(chargeProfile=-5000) 表示反向 5 kW，主控立刻把 GB/T 侧电流需求设为 负值，通过 CAN 通知车端 BMS 进入放电模式；
• 若任意一侧超时 10 s，主控板 优先断开继电器，保证安全。

4. 安全存储：TPM/SE 给证书和私钥上锁

• 车端合同证书、桩侧私钥统一放进 TPM 2.0 / A71CH 安全芯片，主控 MCU 通过 I²C 只拿会话句柄，无法读出明文私钥；
• 固件签名验签也走同一颗 SE，Bootloader 发现固件未签名即拒绝启动，防止恶意刷机伪造 15118 会话。

5. 实测案例：芯橙科技 2024 板子已量产

• 单 MCU（Cortex-M7 400 MHz）同时跑：
  – OCPP 2.0.1 JSON；
  – DIN 70121 DC 快充（CAN）；
  – ISO 15118-20 PnC + V2G（PLC）；
• 现场验证：奥迪 e-tron GT 插枪 2.8 s 完成 PnC 授权，随后进入 150 kW DC 快充；整个会话 OCPP 只转发 17 条 DataTransfer，云端无感解析即可。

结论

OCPP 主控板要“同时”支持 ISO 15118 与 DC 快充，硬件上只要加一颗 PLC 前端，软件上把 15118 当“透明隧道”走 DataTransfer，再用双分区状态机同时照看 CAN 与 PLC，既不破坏 OCPP 架构，也不用在板上跑重 PKI，就能量产即插即充 + 150 kW 快充的一体桩 。

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