Tento článok popisuje vývoj protokolu OCPP, aktualizáciu z verzie 1.5 na 2.0.1, pričom zdôrazňuje vylepšenia v oblasti zabezpečenia, inteligentného nabíjania, rozšírení funkcií a zjednodušenia kódu vo verzii 2.0.1, ako aj jeho kľúčovú úlohu pri nabíjaní elektrických vozidiel.
I. Úvod do protokolu OCPP
Celý názov OCPP je Open Charge Point Protocol, čo je bezplatný a otvorený protokol vyvinutý organizáciou OCA (Open Charge Alliance), ktorá sídli v Holandsku. Open Charge Point Protocol (OCPP) je jednotná komunikačná schéma medzi nabíjacou stanicou a akýmkoľvek systémom správy nabíjacích staníc (CSMS). Architektúra tohto protokolu podporuje prepojenie centralizovaného systému správy akéhokoľvek poskytovateľa nabíjacích služieb so všetkými nabíjacími stanicami a je primárne navrhnutá na riešenie komunikačných problémov, ktoré vznikajú v súkromných nabíjacích sieťach. OCPP podporuje správu komunikácie medzi nabíjacími stanicami a centralizovaným systémom správy každého poskytovateľa. OCPP podporuje komunikáciu medzi nabíjacími stanicami a centrálnym systémom správy každého poskytovateľa. Mení uzavretú povahu súkromných nabíjacích sietí, ktorá spôsobovala problémy veľkému počtu majiteľov elektromobilov a správcov nehnuteľností, a viedla k rozsiahlej výzve na otvorený model v celom odvetví.
Výhody protokolu OCPP
Otvorené a bezplatné na použitie
Zabraňuje viazanosti na jedného poskytovateľa (nabíjaciu platformu)
Znižuje čas/úsilie integrácie a problémy s IT
1. História OCPP
2. Úvod do verzie OCPP
Ako je uvedené nižšie, od OCPP1.5 po najnovší OCPP2.0.1
Keďže v odvetví existuje príliš veľa proprietárnych protokolov na podporu jednotného servisného zážitku a prevádzkového prepojenia medzi službami rôznych operátorov, spoločnosť OCA sa ujala vedenia vo vývoji otvoreného protokolu OCPP1.5. Protokol SOAP je obmedzený vlastnými protokolovými obmedzeniami a nemôže byť široko a rýchlo popularizovaný.
OCPP 1.5 komunikuje s centrálnymi systémami prostredníctvom protokolu SOAP založeného na protokole HTTP a prevádzkuje nabíjacie stanice. Podporuje nasledujúce funkcie: Lokálne a vzdialene iniciované transakcie vrátane merania fakturácie.
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Verzia OCPP1.6 sa pripojila k implementácii formátu JSON a zvýšila rozšírenie inteligentného nabíjania. Verzia JSON je zabezpečená komunikáciou cez WebSocket, ktorá umožňuje vzájomné posielanie dát v akomkoľvek sieťovom prostredí. Najpoužívanejším protokolom na trhu je verzia 1.6J s podporou dátového formátu JSON založeného na protokole WebSockets na zníženie dátovej prevádzky (JSON, dáta JSON založené na protokole WebSockets na zníženie dátovej prevádzky).
Podporuje dáta vo formáte JSON založené na protokole websockets na zníženie dátovej prevádzky (JSON, JavaScript Object Representation, je ľahký formát na výmenu dát) a umožňuje prevádzku v sieťach, ktoré nepodporujú smerovanie paketov nabíjacích staníc (napr. verejný internet). Inteligentné nabíjanie: vyrovnávanie záťaže, centralizované inteligentné nabíjanie a lokálne inteligentné nabíjanie. Umožňuje nabíjacím bodom opätovne odosielať vlastné informácie (na základe aktuálnych informácií o nabíjacom bode), ako je napríklad posledná nameraná hodnota alebo stav nabíjacieho bodu.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, vydaný v roku 2018, vylepšuje spracovanie transakcií, zvyšuje bezpečnosť a správu zariadení: pridáva funkcie inteligentného nabíjania pre topológie so systémami riadenia energie (EMS), lokálne ovládače a pre elektromobily s integrovaným inteligentným nabíjaním, nabíjacími stanicami a systémami správy nabíjacích staníc. Podporuje normu ISO 15118: Požiadavky na Plug and Play a inteligentné nabíjanie pre elektrické vozidlá.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 je najnovšia verzia, vydaná v roku 2020. Ponúka nové funkcie a vylepšenia, ako napríklad podporu pre ISO15118 (Plug and Play), vylepšené zabezpečenie a celkovo vylepšený výkon.
3. Kompatibilita verzií OCPP
OCPP1.x je kompatibilný so staršími verziami, OCPP1.6 je kompatibilný s OCPP1.5, OCPP1.5 je kompatibilný s OCPP1.2.
OCPP2.0.1 nie je kompatibilný s OCPP1.6, OCPP2.0.1 hoci niektoré časti obsahu OCPP1.6 sú kompatibilné, ale formát dátového rámca bol úplne odlišný od odoslaného.
Po druhé, protokol OCPP 2.0.1
1. Rozdiel medzi OCPP 2.0.1 a OCPP 1.6
V porovnaní s predchádzajúcimi verziami, ako napríklad OCPP 1.6, má OCPP 2.0.1 významné vylepšenia v nasledujúcich oblastiach:
a. Zlepšená bezpečnosť
OCPP2.0.1 je posilnený vďaka zavedeniu HTTPS pripojení založených na protokole Secure Sockets Layer a novej schémy správy certifikátov na zaistenie bezpečnosti komunikácie.
b. Pridávanie nových funkcií
OCPP2.0.1 pridáva mnoho nových funkcií vrátane inteligentnej správy nabíjania a podrobnejšieho hlásenia a analýzy porúch.
c. Flexibilnejší dizajn
OCPP2.0.1 bol navrhnutý tak, aby bol flexibilnejší a spĺňal potreby zložitejších a rozmanitejších aplikácií.
d. Zjednodušenie kódu
OCPP2.0.1 zjednodušuje kód, čím uľahčuje implementáciu softvéru.
Aktualizácia firmvéru OCPP2.0.1 pridala digitálny podpis, aby sa zabránilo neúplnému sťahovaniu firmvéru, čo by viedlo k zlyhaniu aktualizácie firmvéru.
V praktickej aplikácii je možné protokol OCPP2.0.1 použiť na realizáciu diaľkového ovládania nabíjacej stanice, monitorovanie stavu nabíjania v reálnom čase, overovanie používateľov a ďalšie funkcie, čo výrazne zlepšuje používanie nabíjacích zariadení, efektivitu a bezpečnosť. OCPP2.0.1 má v porovnaní s verziou 1.6 oveľa viac detailov a funkcií, čo tiež zvyšuje náročnosť vývoja.
2. Úvod do funkcií OCPP2.0.1
Protokol OCPP 2.0.1 je najnovšou verziou protokolu OCPP. V porovnaní s verziou OCPP 1.6 obsahuje protokol OCPP 2.0.1 množstvo vylepšení a optimalizácií. Medzi hlavné funkcie patrí:
Doručovanie správ: OCP 2.0.1 pridáva nové typy správ a upravuje staršie formáty správ s cieľom zlepšiť efektivitu a výkon.
Digitálne certifikáty: V OPC 2.0.1 boli zavedené bezpečnostné mechanizmy založené na digitálnych certifikátoch, ktoré poskytujú posilnenú autentifikáciu zariadení a ochranu integrity správ. Ide o významné zlepšenie oproti bezpečnostným mechanizmom OCPP 1.6.
Dátový model: OPC 2.0.1 aktualizuje dátový model o podporu pre nové typy zariadení a funkcie.
Správa zariadení: OPC 2.0.1 poskytuje komplexnejšie funkcie správy zariadení vrátane konfigurácie zariadení, riešenia problémov, aktualizácií softvéru atď.
Modely komponentov: OCP 2.0.1 zavádza flexibilnejší model komponentov, ktorý možno použiť na opis zložitejších nabíjacích zariadení a systémov. To pomáha umožniť pokročilejšie funkcie, ako napríklad V2G (Vehicle to Grid).
Inteligentné nabíjanie: OCPP2.0.1 pridáva podporu pre inteligentné nabíjanie, napríklad nabíjací výkon je možné dynamicky upravovať podľa podmienok v sieti alebo potrieb používateľa.
Identita a autorizácia používateľa: OCPP2.0.1 poskytuje vylepšené mechanizmy identifikácie a autorizácie používateľov, podporuje viacero metód autentifikácie používateľov a kladie vyššie požiadavky na ochranu údajov používateľov.
III. Úvod do funkcie OCPP
1. Inteligentné nabíjanie
Externý systém riadenia energie (EMS)
OCPP 2.0.1 rieši tento problém zavedením mechanizmu oznamovania, ktorý upozorňuje CSMS (systém správy nabíjacích staníc) na externé obmedzenia. Priame inteligentné nabíjacie vstupy, ktoré podporujú systémy riadenia energie (EMS), môžu vyriešiť mnoho situácií:
Elektrické vozidlá pripojené k nabíjacím staniciam (podľa normy ISO 15118)
OCPP 2.0.1 podporuje protokol aktualizovaný podľa ISO 15118 pre komunikáciu medzi EVSE a EV. Nabíjanie typu „plug-and-play“ podľa štandardu ISO 15118 a inteligentné nabíjanie (vrátane vstupov z elektromobilov) sa jednoduchšie implementujú pomocou OCPP 2.0.1. Umožňuje prevádzkovateľom nabíjacích staníc odosielať správy (zo systému CSMS) o nabíjacích staniciach na zobrazenie vodičom elektromobilov.
Inteligentné nabíjanie využíva:
(1) Vyrovnávač záťaže
Vyrovnávač záťaže je zameraný najmä na vnútorné zaťaženie nabíjacej stanice. Nabíjacia stanica bude riadiť nabíjací výkon každej nabíjacej stanice podľa predkonfigurácie. Nabíjacia stanica bude nakonfigurovaná s pevnou limitnou hodnotou, napríklad maximálnym výstupným prúdom. Okrem toho konfigurácia obsahuje aj voliteľné možnosti na optimalizáciu rozloženia výkonu nabíjacích staníc medzi jednotlivé nabíjacie stanice. Táto konfigurácia informuje nabíjaciu stanicu, že rýchlosti nabíjania pod touto konfiguračnou hodnotou sú neplatné a že by sa mali zvoliť iné stratégie nabíjania.
(2) Centrálne inteligentné nabíjanie
Centrálne inteligentné nabíjanie predpokladá, že limity nabíjania sú riadené centrálnym systémom, ktorý po prijatí predikčných informácií od prevádzkovateľa siete o kapacite siete vypočíta časť alebo celý harmonogram nabíjania a centrálny systém uloží limity nabíjania nabíjacím staniciam a nastaví limity nabíjania odpovedaním na správy.
(3) Lokálne inteligentné nabíjanie
Lokálne inteligentné nabíjanie je realizované lokálnym ovládačom, ktorý je ekvivalentom agenta protokolu OCPP a je zodpovedný za prijímanie správ z centrálneho systému a riadenie správania sa pri nabíjaní ostatných nabíjacích staníc v skupine. Samotný ovládač môže byť vybavený nabíjacími stanicami alebo nie. V režime lokálneho inteligentného nabíjania lokálny ovládač obmedzuje nabíjací výkon nabíjacej stanice. Počas nabíjania je možné limitnú hodnotu upravovať. Limitnú hodnotu nabíjacej skupiny je možné konfigurovať lokálne alebo centrálnym systémom.
2. Úvod do systému
systematický rámec
softvérová architektúra
Funkčné moduly v protokole OCPP2.0.1 zahŕňajú najmä modul prenosu dát, modul autorizácie, modul zabezpečenia, modul transakcií, modul hodnôt merača, modul nákladov, modul rezervácie, modul inteligentného nabíjania, modul diagnostiky, modul správy firmvéru a modul zobrazovaných správ.
IV. Budúci vývoj OCPP
1. Výhody OCPP
OCPP je bezplatný a otvorený protokol a zároveň efektívny spôsob riešenia súčasného prepojenia nabíjacích staníc. Bol popularizovaný a používaný v mnohých krajinách sveta. Budúce prepojenie medzi službami operátora bude mať jazyk na komunikáciu.
Pred príchodom OCPP si každý výrobca nabíjacích staníc vyvinul vlastný proprietárny protokol pre pripojenie na strane servera, čím prevádzkovateľov nabíjacích staníc spájal s jedným výrobcom. Teraz, keď prakticky všetci výrobcovia hardvéru podporujú OCPP, si prevádzkovatelia nabíjacích staníc môžu slobodne vybrať hardvér od akéhokoľvek dodávateľa, čím sa trh stáva konkurencieschopnejším.
To isté platí pre majiteľov nehnuteľností/firiem; keď si zakúpia nabíjaciu stanicu, ktorá nie je OCPP, alebo uzatvoria zmluvu s poskytovateľom nabíjacích staníc (CPO), ktorý nie je OCPP, sú viazaní na konkrétnu nabíjaciu stanicu a prevádzkovateľa nabíjacieho miesta. S nabíjacím hardvérom kompatibilným s OCPP však majitelia domov môžu zostať nezávislí od svojich poskytovateľov. Majitelia si môžu slobodne vybrať konkurencieschopnejšie, cenovo výhodnejšie alebo lepšie fungujúce CPO. Taktiež môžu rozšíriť svoju sieť kombináciou rôzneho hardvéru nabíjacích miest bez toho, aby museli demontovať existujúce inštalácie.
Hlavnou výhodou elektromobilov je samozrejme to, že vodiči elektromobilov sa nemusia spoliehať na jediného prevádzkovateľa nabíjacej stanice alebo dodávateľa elektromobilov. Rovnako ako v prípade zakúpených nabíjacích staníc OCPP, aj vodiči elektromobilov môžu prejsť na lepšie CPO/EMP. Druhou, ale veľmi dôležitou výhodou je možnosť využívať roaming elektromobility.
2, OCPP v úlohe nabíjania elektrických vozidiel
(1) OCPP pomáha EVSE a CSMS navzájom komunikovať
(2) Autorizácia používateľov elektrických vozidiel na začatie nabíjania
(3) Diaľková úprava konfigurácie nabíjania, diaľkové ovládanie nabíjania (štart/stop), diaľkové odomykanie pištole (identifikátor konektora)
(4) Stav nabíjacej stanice v reálnom čase (dostupná, zastavená, pozastavená, neoprávnené EV/EVSE), údaje o nabíjaní v reálnom čase, spotreba energie v reálnom čase, porucha EVSE v reálnom čase
(5) Inteligentné nabíjanie (zníženie zaťaženia siete)
(6) Správa firmvéru (OTAA)
Spoločnosť Linkpower bola založená v roku 2018 s viac ako 8-ročným zameraním na poskytovanie komplexného výskumu a vývoja pre nabíjacie stanice pre elektromobily striedavého/jednosmerného prúdu, vrátane softvéru, hardvéru, vzhľadu atď.
Rýchlonabíjačky AC aj DC so softvérom OCPP1.6 už boli testované s viac ako 100 dodávateľmi platformy OCPP. Zároveň sa nám podarilo aktualizovať OCPP1.6J na OCPP2.0.1 a komerčné riešenie EVSE je vybavené modulmi IEC/ISO15118, čo je solídny krok k realizácii obojsmerného nabíjania V2G.
Čas uverejnenia: 21. októbra 2024