W artykule opisano ewolucję protokołu OCPP, aktualizację z wersji 1.5 do 2.0.1, zwracając uwagę na ulepszenia w zakresie bezpieczeństwa, inteligentnego ładowania, rozszerzeń funkcji i uproszczenia kodu w wersji 2.0.1, a także jego kluczową rolę w ładowaniu pojazdów elektrycznych.
I. Wprowadzenie do protokołu OCPP
Pełna nazwa OCPP to Open Charge Point Protocol, który jest bezpłatnym i otwartym protokołem opracowanym przez OCA (Open Charge Alliance), organizację z siedzibą w Holandii. Open Charge Point Protocol (OCPP) to ujednolicony schemat komunikacji między CS a dowolnym systemem zarządzania stacją ładowania (CSMS). Ta architektura protokołu obsługuje połączenie scentralizowanego systemu zarządzania dowolnego dostawcy usług ładowania ze wszystkimi stacjami ładowania i jest przede wszystkim zaprojektowana w celu rozwiązania problemów komunikacyjnych, które pojawiają się w prywatnych sieciach ładowania. OCPP obsługuje zarządzanie komunikacją między stacjami ładowania a scentralizowanym systemem zarządzania każdego dostawcy. OCPP obsługuje komunikację między stacjami ładowania a centralnym systemem zarządzania każdego dostawcy. Zmienia zamknięty charakter prywatnych sieci ładowania, co spowodowało problemy dla dużej liczby właścicieli pojazdów elektrycznych i zarządców nieruchomości oraz doprowadziło do powszechnego zapotrzebowania na otwarty model w całej branży.
Korzyści protokołu OCPP
Otwarte i bezpłatne w użyciu
Zapobiega uzależnieniu od jednego dostawcy (platformy rozliczeniowej)
Skraca czas/wysiłek związany z integracją i redukuje problemy IT
1. Historia OCPP
2. Wprowadzenie do wersji OCPP
Jak pokazano poniżej, od OCPP1.5 do najnowszej wersji OCPP2.0.1
Ponieważ w branży istnieje zbyt wiele zastrzeżonych protokołów, które nie obsługują ujednoliconego doświadczenia usługowego i połączenia operacyjnego różnych usług operatora, OCA objęła inicjatywę w opracowaniu otwartego protokołu OCPP1.5. SOAP jest ograniczony własnymi procedurami protokołowymi i nie może zostać szeroko i szybko spopularyzowany.
OCPP 1.5 komunikuje się z systemami centralnymi za pomocą protokołu SOAP opartego na protokole HTTP w celu obsługi punktów ładowania. Obsługuje następujące funkcje: Transakcje inicjowane lokalnie i zdalnie, w tym pomiar opłat za fakturowanie
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Wersja OCPP1.6 dołączyła do implementacji formatu JSON i zwiększyła ekspansję inteligentnego ładowania. Wersja JSON jest poprzez komunikację WebSocket, może być w dowolnym środowisku sieciowym do wysyłania sobie nawzajem danych, najczęściej używanymi protokołami na rynku jest wersja 1.6J, obsługa protokołu JSON opartego na protokole websockets w celu zmniejszenia ruchu danych (JSON, protokół websockets oparty na danych JSON w celu zmniejszenia ruchu danych).
Obsługuje format danych JSON oparty na protokole websockets w celu zmniejszenia ruchu danych (JSON, JavaScript Object Representation, to lekki format wymiany danych) i umożliwia działanie w sieciach, które nie obsługują routingu pakietów punktów ładowania (np. publiczny internet). Inteligentne ładowanie: równoważenie obciążenia, scentralizowane inteligentne ładowanie i lokalne inteligentne ładowanie. Umożliwia punktom ładowania ponowne wysyłanie własnych informacji (na podstawie bieżących informacji o punkcie ładowania), takich jak ostatnia zmierzona wartość lub stan punktu ładowania.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, wydany w 2018 r., usprawnia przetwarzanie transakcji, zwiększa bezpieczeństwo, zarządzanie urządzeniami: dodaje funkcjonalność inteligentnego ładowania, dla topologii z systemami zarządzania energią (EMS), lokalnymi kontrolerami i dla pojazdów elektrycznych ze zintegrowanym inteligentnym ładowaniem, stacjami ładowania i systemami zarządzania stacjami ładowania. Obsługuje ISO 15118: wymagania dotyczące Plug and Play i inteligentnego ładowania dla pojazdów elektrycznych.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 to najnowsza wersja, wydana w 2020 roku. Oferuje nowe funkcje i ulepszenia, takie jak obsługa ISO15118 (Plug and Play), zwiększone bezpieczeństwo i ogólną poprawę wydajności.
3. Zgodność wersji OCPP
OCPP1.x jest kompatybilny ze starszymi wersjami, OCPP1.6 jest kompatybilny z OCPP1.5, OCPP1.5 jest kompatybilny z OCPP1.2.
Protokół OCPP2.0.1 nie jest kompatybilny z protokołem OCPP1.6. OCPP2.0.1, chociaż część zawartości protokołu OCPP1.6 również jest z nim zgodna, ale format ramki danych jest zupełnie inny od wysyłanej.
Po drugie, protokół OCPP 2.0.1
1. Różnica między OCPP 2.0.1 i OCPP 1.6
W porównaniu z wcześniejszymi wersjami, takimi jak OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 wprowadza znaczące udoskonalenia w następujących obszarach:
a. Ulepszone bezpieczeństwo
Protokół OCPP 2.0.1 został wzmocniony pod kątem bezpieczeństwa poprzez wprowadzenie połączeń HTTPS opartych na warstwie Secure Sockets Layer i nowego schematu zarządzania certyfikatami w celu zagwarantowania bezpieczeństwa komunikacji.
b. Dodawanie nowych funkcji
OCPP2.0.1 wprowadza wiele nowych funkcji, w tym inteligentne zarządzanie ładowaniem oraz bardziej szczegółowe raportowanie i analizę błędów.
c. Bardziej elastyczna konstrukcja
Protokół OCPP 2.0.1 został zaprojektowany tak, aby był bardziej elastyczny i mógł sprostać potrzebom bardziej złożonych i zróżnicowanych aplikacji.
d. Uproszczenie kodu
OCPP2.0.1 upraszcza kod, dzięki czemu implementacja oprogramowania jest łatwiejsza.
Aktualizacja oprogramowania układowego OCPP2.0.1 dodała podpis cyfrowy, aby zapobiec niekompletnemu pobieraniu oprogramowania układowego, co skutkowałoby niepowodzeniem aktualizacji.
W praktyce protokół OCPP2.0.1 może być używany do zdalnego sterowania stosem ładowania, monitorowania stanu ładowania w czasie rzeczywistym, uwierzytelniania użytkownika i innych funkcji, co znacznie poprawia wykorzystanie sprzętu ładującego, wydajność i bezpieczeństwo. OCPP2.0.1 ma więcej szczegółów i funkcji niż wersja 1.6, wzrósł również poziom trudności.
2. Wprowadzenie do funkcji OCPP2.0.1
Protokół OCPP 2.0.1 jest najnowszą wersją protokołu OCPP. W porównaniu z OCPP 1.6, protokół OCPP 2.0.1 wprowadził wiele ulepszeń i optymalizacji. Główne treści obejmują:
Dostarczanie wiadomości: OCP 2.0.1 dodaje nowe typy wiadomości i modyfikuje starsze formaty wiadomości w celu zwiększenia efektywności i wydajności.
Certyfikaty cyfrowe: W OPC 2.0.1 wprowadzono mechanizmy bezpieczeństwa oparte na certyfikatach cyfrowych, aby zapewnić wzmocnione uwierzytelnianie urządzeń i ochronę integralności wiadomości. Jest to znacząca poprawa w stosunku do mechanizmów bezpieczeństwa OCPP1.6.
Model danych: OPC 2.0.1 aktualizuje model danych, aby uwzględnić obsługę nowych typów urządzeń i funkcji.
Zarządzanie urządzeniami: OPC 2.0.1 oferuje bardziej kompleksowe funkcje zarządzania urządzeniami, w tym konfigurację urządzeń, rozwiązywanie problemów, aktualizacje oprogramowania itp.
Modele komponentów: OCP 2.0.1 wprowadza bardziej elastyczny model komponentów, który można wykorzystać do opisu bardziej złożonych urządzeń i systemów ładowania. Pomaga to włączyć bardziej zaawansowane funkcje, takie jak V2G (Vehicle to Grid).
Inteligentne ładowanie: OCPP2.0.1 dodaje obsługę inteligentnego ładowania, dzięki czemu możliwe jest dynamiczne dostosowywanie mocy ładowania do warunków sieci i potrzeb użytkownika.
Tożsamość i autoryzacja użytkownika: OCPP 2.0.1 zapewnia ulepszone mechanizmy identyfikacji i autoryzacji użytkowników, obsługuje wiele metod uwierzytelniania użytkowników i stawia wyższe wymagania dotyczące ochrony danych użytkowników.
III. Wprowadzenie do funkcji OCPP
1. Inteligentne ładowanie
Zewnętrzny system zarządzania energią (EMS)
OCPP 2.0.1 rozwiązuje ten problem, wprowadzając mechanizm powiadomień, który powiadamia CSMS (Charging Station Management System) o zewnętrznych ograniczeniach. Bezpośrednie inteligentne wejścia ładowania, które obsługują systemy zarządzania energią (EMS), mogą rozwiązać wiele sytuacji:
Pojazdy elektryczne podłączone do punktów ładowania (zgodnie z ISO 15118)
OCPP 2.0.1 obsługuje protokół ISO 15118 — zaktualizowany do komunikacji EVSE-EV. Ładowanie plug-and-play zgodne ze standardem ISO 15118 i inteligentne ładowanie (w tym dane wejściowe z pojazdów elektrycznych) są łatwiejsze do wdrożenia przy użyciu OCPP 2.0.1. Umożliwia operatorom stacji ładowania wysyłanie wiadomości (z CSMS) o stacjach ładowania do wyświetlania kierowcom pojazdów elektrycznych.
Inteligentne ładowanie wykorzystuje:
(1) Moduł równoważenia obciążenia
Load Balancer jest głównie ukierunkowany na wewnętrzne obciążenie stacji ładowania. Stacja ładowania będzie kontrolować moc ładowania każdego stanowiska ładowania zgodnie z wstępną konfiguracją. Stacja ładowania będzie skonfigurowana z ustaloną wartością graniczną, taką jak maksymalny prąd wyjściowy. Ponadto konfiguracja obejmuje również opcjonalne opcje optymalizacji dystrybucji mocy stacji ładowania do poszczególnych stacji ładowania. Ta konfiguracja informuje stację ładowania, że prędkości ładowania poniżej tej wartości konfiguracji są nieprawidłowe i że należy wybrać inne strategie ładowania.
(2) Centralne inteligentne ładowanie
Centralne, inteligentne ładowanie zakłada, że limity ładowania są kontrolowane przez centralny system, który oblicza część lub całość harmonogramu ładowania po otrzymaniu prognozowanych informacji od operatora sieci na temat przepustowości sieci. Następnie system centralny narzuca limity ładowania na stacje ładowania i ustala limity ładowania, odpowiadając na wiadomości.
(3) Lokalny inteligentny system ładowania
Lokalne inteligentne ładowanie jest realizowane przez lokalny kontroler, który jest odpowiednikiem agenta protokołu OCPP, odpowiedzialnego za odbieranie wiadomości z centralnego systemu i kontrolowanie zachowania ładowania innych stacji ładowania w grupie. Sam kontroler może być wyposażony w stacje ładowania lub nie. W trybie lokalnego inteligentnego ładowania lokalny kontroler ogranicza moc ładowania stacji ładowania. Podczas ładowania wartość graniczna może być modyfikowana. Wartość graniczna grupy ładowania może być konfigurowana lokalnie lub przez centralny system.
2. Wprowadzenie do systemu
systematyczne ramy
architektura oprogramowania
Moduły funkcjonalne w protokole OCPP2.0.1 obejmują głównie moduł przesyłania danych, moduł autoryzacji, moduł zabezpieczeń, moduł transakcji, moduł wartości liczników, moduł kosztów, moduł rezerwacji, moduł inteligentnego ładowania, moduł diagnostyki, moduł zarządzania oprogramowaniem układowym i moduł wyświetlania komunikatów.
IV. Przyszły rozwój OCPP
1. Zalety OCPP
OCPP to bezpłatny i otwarty protokół, który jest również skutecznym sposobem rozwiązania obecnego problemu połączeń między systemami opłat. Został spopularyzowany i jest wykorzystywany w wielu krajach na całym świecie. W przyszłości połączenia między usługami operatorów będą wymagały języka komunikacji.
Przed pojawieniem się OCPP każdy producent terminali ładowania opracował własny zastrzeżony protokół łączności back-end, co przywiązało operatorów terminali ładowania do jednego producenta terminali ładowania. Teraz, gdy praktycznie wszyscy producenci sprzętu obsługują OCPP, operatorzy terminali ładowania mogą swobodnie wybierać sprzęt od dowolnego dostawcy, co czyni rynek bardziej konkurencyjnym.
To samo dotyczy właścicieli nieruchomości/firm; gdy kupują stację ładowania non-OCPP lub podpisują umowę z CPO non-OCPP, są przywiązani do konkretnej stacji ładowania i operatora punktu ładowania. Jednak dzięki sprzętowi do ładowania zgodnemu z OCPP właściciele domów mogą pozostać niezależni od swoich dostawców. Właściciele mogą swobodnie wybierać bardziej konkurencyjne, korzystniejsze cenowo lub lepiej działające CPO. Mogą również rozszerzyć swoją sieć, mieszając różne urządzenia do ładowania bez konieczności demontażu istniejących instalacji.
Oczywiście główną zaletą pojazdów elektrycznych jest to, że kierowcy pojazdów elektrycznych nie muszą polegać na jednym operatorze punktu ładowania lub dostawcy pojazdów elektrycznych. Podobnie jak w przypadku zakupionych stacji ładowania OCPP, kierowcy pojazdów elektrycznych mogą przejść na lepsze CPO/EMP. Drugą, ale bardzo ważną zaletą jest możliwość korzystania z roamingu e-mobilności.
2. OCPP w roli ładowania pojazdów elektrycznych
(1) OCPP pomaga EVSE i CSMS komunikować się ze sobą
(2) Upoważnienie użytkowników pojazdów elektrycznych do rozpoczęcia ładowania
(3) Zdalna modyfikacja konfiguracji ładowania, zdalne sterowanie ładowaniem (start/stop), zdalne odblokowywanie pistoletu (identyfikator złącza)
(4) Status stacji ładowania w czasie rzeczywistym (dostępny, zatrzymany, zawieszony, nieautoryzowany pojazd elektryczny/pojazd elektryczny), dane dotyczące ładowania w czasie rzeczywistym, zużycie energii w czasie rzeczywistym, awaria pojazdu elektrycznego w czasie rzeczywistym
(5) Inteligentne ładowanie (zmniejszenie obciążenia sieci)
(6) Zarządzanie oprogramowaniem sprzętowym (OTAA)
Firma Linkpower została założona w 2018 roku z zamiarem stworzenia kompleksowych usług badawczo-rozwojowych dla stacji ładowania AC/DC pojazdów elektrycznych, obejmujących oprogramowanie, sprzęt, wygląd itp.
Zarówno szybka ładowarka AC, jak i DC z oprogramowaniem OCPP1.6 zakończyła już testy z ponad 100 dostawcami platformy OCPP. Jednocześnie mogliśmy zaktualizować OCPP1.6J do OCPP2.0.1, a komercyjne rozwiązanie EVSE jest wyposażone w moduły IEC/ISO15118, co jest solidnym krokiem w kierunku realizacji dwukierunkowego ładowania V2G.
Czas publikacji: 21-paź-2024