Тази статия описва еволюцията на протокола OCPP, надграждайки от версия 1.5 до 2.0.1, като подчертава подобренията в сигурността, интелигентното зареждане, разширенията на функциите и опростяването на кода във версия 2.0.1, както и ключовата му роля в зареждането на електрически превозни средства.
I. Въвеждане на протокола OCPP
Пълното наименование на OCPP е Open Charge Point Protocol, който е безплатен и отворен протокол, разработен от OCA (Open Charge Alliance), организация, базирана в Холандия. Open Charge Point Protocol (OCPP) е унифицирана комуникационна схема между CS и всяка система за управление на зарядни станции (CSMS). Тази протоколна архитектура поддържа взаимосвързването на централизираната система за управление на всеки доставчик на услуги за зареждане с всички зарядни станции и е предназначена предимно за справяне с комуникационните трудности, които възникват в частните мрежи за зареждане. OCPP поддържа управлението на комуникацията между зарядните станции и централизираната система за управление на всеки доставчик. OCPP поддържа комуникацията между зарядните станции и централизираната система за управление на всеки доставчик. Той променя затворения характер на частните мрежи за зареждане, което е причинило проблеми на голям брой собственици на електрически превозни средства и управители на недвижими имоти, и е довело до широко разпространен призив за отворен модел в цялата индустрия.
Предимства на протокола OCPP
Отворено и безплатно за ползване
Предотвратява обвързването с един доставчик (платформа за зареждане)
Намалява времето/усилията за интеграция и ИТ проблемите
1. История на OCPP
2. Въведение в версията на OCPP
Както е показано по-долу, от OCPP1.5 до най-новата версия OCPP2.0.1
Тъй като в индустрията има твърде много собствени протоколи, за да поддържат унифицирано обслужване и оперативна взаимовръзка между различните операторски услуги, OCA пое водеща роля в разработването на отворения протокол OCPP1.5. SOAP е ограничен от собствените си протоколни ограничения и не може да бъде широко и бързо популяризиран.
OCPP 1.5 комуникира с централните системи чрез SOAP протокол, базиран на HTTP протокол, за да управлява зарядните станции. Поддържа следните функции: Локални и дистанционно инициирани транзакции, включително измерване на фактурирането.
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Версия OCPP1.6, присъединена към имплементацията на JSON формат, увеличи разширяването на интелигентното зареждане. JSON версията е чрез WebSocket комуникация, която позволява обмен на данни във всяка мрежова среда. Най-използваният протокол на пазара е версия 1.6J, която поддържа JSON формат на данни, базиран на websockets протокол, за намаляване на трафика на данни (JSON, websockets протокол-базирани JSON данни за намаляване на трафика на данни).
Поддържа JSON формат на данни, базиран на протокола websockets, за намаляване на трафика на данни (JSON, JavaScript Object Representation, е лек формат за обмен на данни) и позволява работа в мрежи, които не поддържат маршрутизиране на пакети от точки за зареждане (напр. обществен интернет). Интелигентно зареждане: балансиране на натоварването, централизирано интелигентно зареждане и локално интелигентно зареждане. Позволява на точките за зареждане да изпращат повторно собствена информация (въз основа на текущата информация за точката за зареждане), като например последната измерена стойност или състоянието на точката за зареждане.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, издаден през 2018 г., подобрява обработката на транзакции, повишава сигурността и управлението на устройствата: добавя функционалност за интелигентно зареждане за топологии със системи за управление на енергията (EMS), локални контролери и за електрически превозни средства с интегрирано интелигентно зареждане, зарядни станции и системи за управление на зарядни станции. Поддържа ISO 15118: Изисквания за Plug and Play и интелигентно зареждане за електрически превозни средства.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 е най-новата версия, издадена през 2020 г. Тя предоставя нови функции и подобрения, като например поддръжка за ISO15118 (Plug and Play), подобрена сигурност и цялостно подобрена производителност.
3. Съвместимост на версиите на OCPP
OCPP1.x е съвместим с по-стари версии, OCPP1.6 е съвместим с OCPP1.5, OCPP1.5 е съвместим с OCPP1.2.
OCPP2.0.1 не е съвместим с OCPP1.6, OCPP2.0.1, въпреки че част от съдържанието на OCPP1.6 също е съвместимо, но форматът на рамката с данни е напълно различен от изпратения.
Второ, протокол OCPP 2.0.1
1. Разлика между OCPP 2.0.1 и OCPP 1.6
В сравнение с по-ранни версии, като например OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 има основни подобрения в следните области:
а. Подобрена сигурност
OCPP2.0.1 е със засилена сигурност чрез въвеждане на HTTPS връзки, базирани на Secure Sockets Layer, и нова схема за управление на сертификати, за да се гарантира сигурността на комуникациите.
b. Добавяне на нови функции
OCPP2.0.1 добавя много нови функции, включително интелигентно управление на зареждането и по-подробно отчитане и анализ на неизправности.
в. По-гъвкав дизайн
OCPP2.0.1 е проектиран да бъде по-гъвкав, за да отговори на нуждите на по-сложни и разнообразни приложения.
г. Опростяване на кода
OCPP2.0.1 опростява кода, което улеснява внедряването на софтуера.
Актуализацията на фърмуера OCPP2.0.1 добави цифров подпис, за да предотврати непълно изтегляне на фърмуера, което води до неуспешна актуализация.
На практика, протоколът OCPP2.0.1 може да се използва за дистанционно управление на зарядните устройства, наблюдение на състоянието на зареждане в реално време, удостоверяване на потребителя и други функции, което значително подобрява използването на зарядното оборудване, ефективността и безопасността. OCPP2.0.1 има много по-големи детайли и функции в сравнение с версия 1.6, като по този начин се увеличава и сложността на разработването.
2. Въведение във функцията OCPP2.0.1
Протоколът OCPP 2.0.1 е най-новата версия на протокола OCPP. В сравнение с OCPP 1.6, протоколът OCPP 2.0.1 е направил много подобрения и оптимизации. Основното съдържание включва:
Доставка на съобщения: OCP 2.0.1 добавя нови типове съобщения и променя по-стари формати на съобщения, за да подобри ефективността и производителността.
Цифрови сертификати: В OPC 2.0.1 бяха въведени механизми за сигурност, базирани на цифрови сертификати, за да се осигури засилено удостоверяване на устройствата и защита на целостта на съобщенията. Това е значително подобрение спрямо механизмите за сигурност на OCPP1.6.
Модел на данни: OPC 2.0.1 актуализира модела на данни, за да включи поддръжка за нови типове устройства и функции.
Управление на устройства: OPC 2.0.1 предоставя по-цялостни функции за управление на устройства, включително конфигурация на устройства, отстраняване на неизправности, актуализации на софтуера и др.
Модели на компоненти: OCP 2.0.1 въвежда по-гъвкав модел на компоненти, който може да се използва за описание на по-сложни устройства и системи за зареждане. Това помага за активиране на по-разширени функции като V2G (Vehicle to Grid).
Интелигентно зареждане: OCPP2.0.1 добавя поддръжка за интелигентно зареждане, например, мощността на зареждане може да се регулира динамично според условията на мрежата или нуждите на потребителя.
Идентичност и оторизация на потребителя: OCPP2.0.1 предоставя подобрени механизми за идентификация и оторизация на потребителите, поддържа множество методи за удостоверяване на потребителите и поставя по-високи изисквания за защита на потребителските данни.
III. Въведение във функцията OCPP
1. Интелигентно зареждане
Външна система за управление на енергията (EMS)
OCPP 2.0.1 решава този проблем, като въвежда механизъм за уведомяване, който уведомява CSMS (Система за управление на зарядни станции) за външни ограничения. Директните интелигентни входове за зареждане, които поддържат системи за управление на енергията (EMS), могат да решат много ситуации:
Електрически превозни средства, свързани към зарядни станции (съгласно ISO 15118)
OCPP 2.0.1 поддържа актуализирания по ISO 15118 протокол за комуникация между EVSE и EV. Зареждането „plug-and-play“ по стандарта ISO 15118 и интелигентното зареждане (включително входове от електрически превозни средства) са по-лесни за внедряване с помощта на OCPP 2.0.1. Позволява на операторите на зарядни станции да изпращат съобщения (от CSMS) за зарядните станции за показване на водачите на електрически превозни средства.
Интелигентното зареждане използва:
(1) Балансьор на натоварването
Балансьорът на натоварването е насочен главно към вътрешното натоварване на зарядната станция. Зарядната станция ще контролира мощността на зареждане на всяка зарядна станция според предварителната конфигурация. Зарядната станция ще бъде конфигурирана с фиксирана гранична стойност, като например максималния изходен ток. Освен това конфигурацията включва и допълнителни опции за оптимизиране на разпределението на мощността на зарядните станции към отделните зарядни станции. Тази конфигурация указва на зарядната станция, че скоростите на зареждане под тази конфигурационна стойност са невалидни и че трябва да се изберат други стратегии за зареждане.
(2) Централно интелигентно зареждане
Централното интелигентно зареждане предполага, че ограниченията за зареждане се контролират от централна система, която изчислява част или целия график за зареждане след получаване на прогнозна информация от оператора на мрежата за капацитета на мрежата, а централната система ще налага ограничения за зареждане на зарядните станции и ще задава ограничения за зареждане, като отговаря на съобщения.
(3) Локално интелигентно зареждане
Локалното интелигентно зареждане се реализира от локален контролер, който е еквивалентен на агент на OCPP протокола, отговорен за получаването на съобщения от централната система и контролиране на поведението на зареждане на други зарядни станции в групата. Самият контролер може да бъде оборудван със зарядни станции или не. В режим на локално интелигентно зареждане, локалният контролер ограничава зарядната мощност на зарядната станция. По време на зареждане, граничната стойност може да бъде променяна. Граничната стойност на зарядната група може да бъде конфигурирана локално или от централната система.
2. Въведение в системата
систематична рамка
софтуерна архитектура
Функционалните модули в протокола OCPP2.0.1 включват главно модул за пренос на данни, модул за оторизация, модул за сигурност, модул за транзакции, модул за стойности на измервателните уреди, модул за разходи, модул за резервации, модул за интелигентно таксуване, модул за диагностика, модул за управление на фърмуер и модул за показване на съобщения.
IV. Бъдещо развитие на OCPP
1. Предимства на OCPP
OCPP е безплатен и отворен протокол, който е ефективен начин за решаване на текущата взаимосвързаност на зарядните станции. Той е популяризиран и използван в много страни по света. Бъдещата взаимосвързаност между услугите на оператора ще има език за комуникация.
Преди появата на OCPP, всеки производител на зарядни станции разработваше свой собствен протокол за back-end свързаност, като по този начин обвързваше операторите на зарядни станции с един производител. Сега, когато почти всички производители на хардуер поддържат OCPP, операторите на зарядни станции са свободни да избират хардуер от всеки доставчик, което прави пазара по-конкурентен.
Същото важи и за собствениците на имоти/бизнес; когато закупят зарядна станция, която не е OCPP, или сключат договор с CPO, който не е OCPP, те са обвързани с конкретен оператор на зарядна станция и заряден пост. Но с хардуер за зареждане, съвместим с OCPP, собствениците на жилища могат да останат независими от своите доставчици. Собствениците са свободни да избират по-конкурентна, по-добра цена или по-добре функционираща CPO. Освен това, те могат да разширят мрежата си, като комбинират различен хардуер за зарядни постове, без да се налага да демонтират съществуващите инсталации.
Разбира се, основното предимство на електрическите превозни средства е, че шофьорите на електрически превозни средства не е нужно да разчитат само на един оператор на зарядна станция или доставчик на електрически превозни средства. Както при закупените зарядни станции OCPP, шофьорите на електрически превозни средства могат да преминат към по-добри CPO/EMP. Второ, но много важно предимство е възможността за използване на роуминг за електрическа мобилност.
2, OCPP в ролята на зареждане на електрически превозни средства
(1) OCPP помага на EVSE и CSMS да комуникират помежду си
(2) Разрешаване на потребителите на електрически превозни средства да започнат зареждане
(3) Дистанционно модифициране на конфигурацията на зареждането, дистанционно управление на зареждането (старт/стоп), дистанционно отключване на пистолета (идентификатор на конектора)
(4) Състояние на зарядната станция в реално време (налична, спряна, преустановена, неоторизирано EV/EVSE), данни за зареждане в реално време, консумация на енергия в реално време, повреда на EVSE в реално време
(5) Интелигентно зареждане (намаляване на натоварването на мрежата)
(6) Управление на фърмуера (OTAA)
Linkpower е основана през 2018 г., с повече от 8 години опит в предоставянето на цялостни научноизследователски и развойни дейности за AC/DC зарядни станции за електрически превозни средства, включително софтуер, хардуер, външен вид и др.
Както AC, така и DC бързите зарядни устройства със софтуер OCPP1.6 вече са завършили тестове с повече от 100 доставчици на OCPP платформа. В същото време успяхме да актуализираме OCPP1.6J до OCPP2.0.1, а търговското EVSE решение е оборудвано с IEC/ISO15118 модули, което е солидна стъпка към реализирането на V2G двупосочно зареждане.
Време на публикуване: 21 октомври 2024 г.