• head_banner_01
  • head_banner_02

OCPP – Open Charge Point Protocol od 1,5 do 2,1 u punjenju električnih vozila

Evolucija OCPP-a: Premošćivanje verzije 1.6 na 2.0.1 i dalje u punjenju električnih vozila

Sadržaj

    I. Uvod u protokol otvorenih punjača

    TheProtokol otvorenih punjača (OCPP)služi kao globalni standard za komunikaciju između opreme za opskrbu električnih vozila (EVSE) i sustava za upravljanje stanicama za punjenje (CSMS). Autor:Savez za otvoreno punjenje (OCA), ovaj protokol je prepoznat kao de facto standard u industriji električnih vozila (prethodnik IEC 63110). Uklanja vlasničke veze, osiguravajući da hardver različitih proizvođača može besprijekorno surađivati ​​s raznim pozadinskim sustavima.

    Napomena o ovlaštenju: Ovaj članak upućuje na službene standarde navedene u OCA Whitepapers i IEC/ISO specifikacijama

    1. Povijest OCPP-a

    Povijest OCPP-a

    2. Uvod u verziju OCPP-a

    Kao što je prikazano dolje, od OCPP1.5 do najnovijeg OCPP2.0.1

    OCPP-Verzija-Uvod

    Budući da u industriji postoji previše vlasničkih protokola koji bi podržali jedinstveno iskustvo usluge i operativnu međusobnu povezanost između različitih usluga operatera, OCA je preuzeo vodstvo u razvoju otvorenog protokola OCPP1.5. SOAP je ograničen vlastitim protokolnim ograničenjima i ne može se široko i brzo popularizirati.

    OCPP 1.5 komunicira s centralnim sustavima putem SOAP protokola temeljenog na HTTP protokolu za upravljanje naplatnim stanicama. Podržava sljedeće funkcije: Lokalno i daljinski pokrenute transakcije, uključujući mjerenje naplate.

    Skok s 1,6 J na 2,0,1

    Dok su se ranije verzije poput OCPP 1.5 oslanjale na nezgrapni SOAP protokol,OCPP 1.6Jrevolucionirao je industriju uvođenjem JSON-a preko WebSocketsa. To je omogućilo full-duplex komunikaciju i značajno smanjilo promet podataka, čineći ga trenutnim tržišnim standardom. Međutim, izlazakOCPP 2.0.1(ispravljanje grešaka verzije 2.0) označava promjenu paradigme. Za razliku od verzije 1.6J, OCPP 2.0.1 nije unatrag kompatibilan zbog temeljnih promjena u svojoj strukturi podataka osmišljenoj za podršku složenim sustavima upravljanja energijom (EMS) i strogim sigurnosnim standardima.

    Uvod u verziju II.OCPP-a

    Kao što je prikazano dolje, od OCPP1.5 do najnovijeg OCPP2.0.1

    OCPP-Verzija-Uvod

    Budući da u industriji postoji previše vlasničkih protokola koji bi podržali jedinstveno iskustvo usluge i operativnu međusobnu povezanost između različitih usluga operatera, OCA je preuzeo vodstvo u razvoju otvorenog protokola OCPP1.5. SOAP je ograničen vlastitim protokolnim ograničenjima i ne može se široko i brzo popularizirati.

    OCPP 1.5 komunicira s centralnim sustavima putem SOAP protokola temeljenog na HTTP protokolu za upravljanje naplatnim stanicama. Podržava sljedeće funkcije: Lokalno i daljinski pokrenute transakcije, uključujući mjerenje naplate.

    OCPP 1.6J (JSON preko WebSocketsa)

    Iako je starija verzija SOAP-a zastarjela,OCPP 1.6Jostaje najšire korištena verzija. KoristiJSON preko WebSocketsa (WSS), što omogućuje full-duplex komunikaciju. Za razliku od HTTP-baziranog SOAP-a, WSS omogućuje poslužitelju (CSMS) pokretanje naredbi (kao štoUdaljeniPokretanjeTransakcije) na punjač čak i kada se punjač nalazi iza NAT vatrozida.

    OCPP 2.0 (JSON)

    OCPP 2.0, objavljen 2018. godine, poboljšava obradu transakcija, povećava sigurnost i upravljanje uređajima: dodaje funkcionalnost pametnog punjenja za topologije sa sustavima upravljanja energijom (EMS), lokalnim kontrolerima i za električna vozila s integriranim pametnim punjenjem, stanicama za punjenje i sustavima upravljanja stanicama za punjenje. PodržavaISO 15118Zahtjevi za "Plug and Play" i pametno punjenje za električna vozila.

    OCPP 2.0.1 (JSON)

    OCPP 2.0.1 je najnovija verzija, objavljena 2020. godine. Pruža nove značajke i poboljšanja kao što su podrška za ISO15118 (Plug and Play), poboljšana sigurnost i općenito poboljšane performanse.

    Kompatibilnost verzija OCPP-a

    OCPP1.x je kompatibilan sa starijim verzijama, OCPP1.6 je kompatibilan s OCPP1.5, OCPP1.5 je kompatibilan s OCPP1.2.

    OCPP2.0.1 nije kompatibilan s OCPP1.6, iako neki od sadržaja OCPP1.6 također jesu kompatibilni, ali je format podatkovnog okvira bio potpuno drugačiji od poslanog.

    OCPP 2.0.1 protokol

    1. Razlika između OCPP-a 2.0.1 i OCPP-a 1.6

    U usporedbi s ranijim verzijama kao što je OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 ima značajna poboljšanja u sljedećim područjima:

    a. Poboljšana sigurnost

    OCPP 2.0.1: Remont sigurnosti i upravljanja uređajima

    OCPP 2.0.1 nije unatrag kompatibilan s verzijom 1.6J zbog potpunog restrukturiranja modela podataka. Njegovo najvažnije poboljšanje je uvođenje triju obveznihSigurnosni profili:

    1. Sigurnosni profil 1:TLS s osnovnom autentifikacijom (lozinka).

    2. Sigurnosni profil 2:TLS s klijentskim certifikatima (veća sigurnost).

    3. Sigurnosni profil 3:TLS s klijentskim certifikatima i podrškom za hardverski sigurnosni modul (HSM).

    Nadalje, zamjenjuje ograničenoOtkucaj srcamehanizam s sveobuhvatnimModel uređajaOvo koristi standardiziraniKomponentaiVarijablastruktura za praćenje svega, od brzine ventilatora do unutarnje temperature, znatno poboljšavajući daljinsku dijagnostiku.

    b. Dodavanje novih značajki

    OCPP2.0.1 dodaje mnoge nove značajke, uključujući inteligentno upravljanje punjenjem i detaljnije izvještavanje i analizu grešaka.

    c. Fleksibilniji dizajn

    OCPP2.0.1 je dizajniran da bude fleksibilniji i zadovolji potrebe složenijih i raznolikijih aplikacija.

    d. Pojednostavljenje koda

    OCPP2.0.1 pojednostavljuje kod, što olakšava implementaciju softvera.

    Ažuriranje firmvera OCPP2.0.1 dodaje digitalni potpis kako bi se spriječilo nepotpuno preuzimanje firmvera, što rezultira neuspjehom ažuriranja firmvera.

    U praktičnoj primjeni, OCPP2.0.1 protokol može se koristiti za ostvarivanje daljinskog upravljanja punjenjem, praćenje statusa punjenja u stvarnom vremenu, autentifikaciju korisnika i druge funkcije, što uvelike poboljšava korištenje opreme za punjenje, učinkovitost i sigurnost. OCPP2.0.1 ima više detalja i funkcija nego verzija 1.6, a razvoj je također postao teži.

    2. Uvod u funkciju OCPP2.0.1

    OCPP2.0.1-Značajke

    OCPP 2.0.1 protokol je najnovija verzija OCPP protokola. U usporedbi s OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 protokol je napravio mnogo poboljšanja i optimizacija. Glavni sadržaj uključuje:

    • Dostava poruke:OCP 2.0.1 dodaje nove vrste poruka i mijenja starije formate poruka kako bi se poboljšala učinkovitost i performanse.

    • Digitalni certifikati:U OCPP-u 2.0.1 uvedeni su sigurnosni mehanizmi temeljeni na digitalnim certifikatima kako bi se osigurala ojačana autentifikacija uređaja i zaštita integriteta poruka. To je značajno poboljšanje u odnosu na sigurnosne mehanizme OCPP-a 1.6.

    •Model podataka:OCPP 2.0.1 ažurira model podataka kako bi uključio podršku za nove vrste i značajke uređaja.

    • Upravljanje uređajima:OCPP 2.0.1 pruža sveobuhvatnije funkcije upravljanja uređajima, uključujući konfiguraciju uređaja, rješavanje problema, ažuriranja softvera itd.

    •Modeli komponenti:OCPP 2.0.1 uvodi fleksibilniji model komponenti koji se može koristiti za opis složenijih uređaja i sustava za punjenje. To pomaže u omogućavanju naprednijih značajki kao što suV2G (Od vozila do mreže).

    • Pametno punjenje:Napredno pametno punjenje i integracija s ISO 15118. Razlika između 1.6 i 2.0.1 u pametnom punjenju je značajna. Dok se 1.6J oslanja na osnovnoProfili punjenja, OCPP 2.0.1 izvorno podržavaISO 15118putem prolaznog mehanizma.

    To omogućujeUključi i napuni (PnC)EVSE djeluje kao pristupnik, omogućujući električnom vozilu izravnu razmjenu digitalnih certifikata s pozadinskim sustavom za automatsku autentifikaciju. Nisu potrebne RFID kartice ili aplikacije. To također postavlja temelje zaV2G (Vozilo-mreža), što omogućuje dvosmjerno upravljanje protokom energije na temelju frekvencije i kapaciteta mreže.

    • Identitet i autorizacija korisnika:OCPP2.0.1 pruža poboljšane mehanizme identifikacije i autorizacije korisnika, podržava više metoda autentifikacije korisnika i postavlja više zahtjeve za zaštitu korisničkih podataka.

    III. Uvod u funkciju OCPP-a

    1. Inteligentno punjenje

    IEC-63110

    Vanjski sustav upravljanja energijom (EMS)
    OCPP 2.0.1 rješava ovaj problem uvođenjem mehanizma obavještavanja koji obavještava CSMS (Sustav upravljanja punionicama) o vanjskim ograničenjima. Izravni pametni ulazi za punjenje koji podržavaju sustave upravljanja energijom (EMS) mogu riješiti mnoge situacije:
    Električna vozila spojena na punionice (prema ISO 15118)
    OCPP 2.0.1 podržava ažurirani protokol ISO 15118 za komunikaciju između električnih vozila (EVSE) i električnih vozila. Standardno plug-and-play punjenje prema ISO 15118 i pametno punjenje (uključujući ulaze iz električnih vozila) lakše je implementirati pomoću OCPP 2.0.1. Omogućuje operaterima stanica za punjenje slanje poruka (iz CSMS-a) o stanicama za punjenje za prikaz vozačima električnih vozila.
    Pametno punjenje koristi:

    (1) Uravnoteživač opterećenja
    Uravnoteživač opterećenja uglavnom je usmjeren na unutarnje opterećenje stanice za punjenje. Stanica za punjenje će kontrolirati snagu punjenja svake stanice za punjenje prema prethodnoj konfiguraciji. Stanica za punjenje bit će konfigurirana s fiksnom graničnom vrijednošću, kao što je maksimalna izlazna struja. Osim toga, konfiguracija također uključuje opcionalne opcije za optimizaciju raspodjele snage stanica za punjenje na pojedinačne stanice za punjenje. Ova konfiguracija govori stanici za punjenje da su brzine punjenja ispod ove konfiguracijske vrijednosti nevažeće i da treba odabrati druge strategije punjenja.

    (2) Centralno inteligentno punjenje
    Centralno pametno punjenje pretpostavlja da ograničenja punjenja kontrolira središnji sustav koji izračunava dio ili cijeli raspored punjenja nakon što primi predviđanja mrežnog operatora o kapacitetu mreže, a središnji sustav će nametnuti ograničenja punjenja stanicama za punjenje i postaviti ograničenja punjenja odgovarajući na poruke.

    (3) Lokalno inteligentno punjenje
    Lokalno inteligentno punjenje ostvaruje se pomoću lokalnog kontrolera, koji je ekvivalentan agentu OCPP protokola, odgovornom za primanje poruka iz centralnog sustava i kontrolu ponašanja punjenja drugih stanica za punjenje u grupi. Sam kontroler može biti opremljen stanicama za punjenje ili ne. U načinu lokalnog inteligentnog punjenja, lokalni kontroler ograničava snagu punjenja stanice za punjenje. Tijekom punjenja, granična vrijednost se može mijenjati. Granična vrijednost grupe za punjenje može se konfigurirati lokalno ili putem centralnog sustava.

    2. Uvod u sustav

    Sustav upravljanja stanicama za punjenje (CSMS)

    sustavni okvir

    OCPP-softverska-struktura

    Arhitektura softvera
    Funkcionalni moduli u OCPP2.0.1 protokolu uglavnom uključuju modul za prijenos podataka, modul za autorizaciju, sigurnosni modul, modul za transakcije, modul za vrijednosti mjerača, modul za troškove, modul za rezervaciju, modul za pametno punjenje, modul za dijagnostiku, modul za upravljanje firmverom i modul za prikaz poruka.

    IV. Budući razvoj OCPP-a

    1. Prednosti OCPP-a

    OCPP je besplatan i otvoreni protokol, a ujedno je i učinkovit način rješavanja trenutne međusobne povezanosti naplatnih hrpa, populariziran je i koristi se u mnogim zemljama svijeta, a buduća međusobna povezanost između usluga operatera imat će jezik za komunikaciju.

    Prije pojave OCPP-a, svaki je proizvođač punionica razvio vlastiti protokol za povezivost s pozadinskim sustavom, čime su operateri punionica bili vezani za jednog proizvođača. Sada, s gotovo svim proizvođačima hardvera koji podržavaju OCPP, operateri punionica mogu slobodno birati hardver od bilo kojeg dobavljača, što tržište čini konkurentnijim.

    Isto vrijedi i za vlasnike nekretnina/tvrtki; kada kupe punionicu koja nije OCPP ili sklope ugovor s CPO-om koji nije OCPP, vezani su za određenu punionicu i operatera punionice. No, s hardverom za punjenje koji je kompatibilan s OCPP-om, vlasnici kuća mogu ostati neovisni o svojim pružateljima usluga. Vlasnici mogu slobodno odabrati konkurentniji, povoljniji ili bolje funkcionalan CPO. Također, mogu proširiti svoju mrežu kombiniranjem različite opreme za punionice bez potrebe za demontažom postojećih instalacija.

    Naravno, glavna prednost električnih vozila je ta što se vozači električnih vozila ne moraju oslanjati na jednog operatera punionice ili dobavljača električnih vozila. Kao i kod kupljenih OCPP punionica, vozači električnih vozila mogu prijeći na bolje CPO/EMP-ove. Druga, ali vrlo važna prednost je mogućnost korištenja roaminga za električnu mobilnost.

    2.OCPP u ulozi punjenja električnih vozila

    (1) OCPP pomaže EVSE-u i CSMS-u da međusobno komuniciraju

    (2) Ovlaštenje korisnika električnih vozila za početak punjenja

    (3) Daljinska izmjena konfiguracije punjenja, daljinsko upravljanje punjenjem (pokretanje/zaustavljanje), daljinsko otključavanje pištolja (identifikator konektora)

    (4) Status stanice za punjenje u stvarnom vremenu (dostupno, zaustavljeno, suspendirano, neovlašteno EV/EVSE), podaci o punjenju u stvarnom vremenu, potrošnja energije u stvarnom vremenu, kvar EVSE-a u stvarnom vremenu

    (5) Pametno punjenje (smanjenje opterećenja mreže)

    (6) Upravljanje firmverom (OTAA)

    OCPP 1.6J2.0.1

    Ⅴ.Empirijska validacija i uvidi proizvođača

    Implementacija OCPP-a 2.0.1 zahtijeva rigoroznu validaciju.Snaga veze, naš tim za istraživanje i razvoj proveo je opsežna testiranja interoperabilnosti koristećiOCTT (Alat za testiranje usklađenosti s protokolom otvorenih punjača)uz integracije iz stvarnog svijeta.

    Testno okruženje i rezultati:Uspješno smo validirali naš EVSE firmware u skladu s100+ globalnih pružatelja CSMS usluga(uključujući glavne europske i američke mreže). Naši testovi usmjereni su na:

    • Stabilnost TLS rukovanja:Osiguravanje trajnosti veze pod sigurnosnim profilom 2 i 3.

    • Integritet podataka o transakciji:Provjera novogDogađaj transakcijedostava poruka u nestabilnim mrežnim uvjetima (simulacija gubitka paketa).

    Ovi empirijski podaci potvrđuju da naše OCPP 2.0.1 rješenje nije samo teoretski usklađeno, već je i spremno za komercijalnu primjenu V2G tehnologije.


    Vrijeme objave: 21. listopada 2024.