Еволюцията на OCPP: Преход от версия 1.6 към 2.0.1 и следващи в зареждането на електрически превозни средства
Съдържание
I. Въведение в протокола за отворени пунктове за зареждане
TheПротокол за отворени точки за зареждане (OCPP)служи като глобален стандарт за комуникация между оборудването за захранване на електрически превозни средства (EVSE) и системите за управление на зарядните станции (CSMS). Автор:Отворен алианс за зареждане (OCA), този протокол е признат за де факто стандарт в индустрията за електрически превозни средства (предшественик на IEC 63110). Той елиминира патентовани ограничения, като гарантира, че хардуерът от различни производители може да работи безпроблемно с различни бекенд системи.
Забележка на авторитета: Тази статия препраща към официалните стандарти, посочени в белите книги на OCA и спецификациите на IEC/ISO.
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.
Скокът от 1.6J до 2.0.1
Докато по-ранните версии, като OCPP 1.5, разчитаха на тромавия SOAP протокол,OCPP 1.6Jреволюционизира индустрията, като въведе JSON през WebSockets. Това позволи пълнодуплексна комуникация и значително намали трафика на данни, което го направи настоящия пазарен стандарт. Въпреки това, пускането наOCPP 2.0.1(коригирането на грешките на версия 2.0) бележи промяна в парадигмата. За разлика от версия 1.6J, OCPP 2.0.1 не е обратно съвместим поради фундаментални промени в структурата на данните, предназначени да поддържат сложни системи за управление на енергията (EMS) и строги стандарти за сигурност.
Ⅱ.Въведение във 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.
OCPP 1.6J (JSON през WebSockets)
Въпреки че по-старата версия на SOAP е остаряла,OCPP 1.6Jостава най-широко разпространената версия. Тя използваJSON през WebSockets (WSS), което позволява пълнодуплексна комуникация. За разлика от HTTP-базирания SOAP, WSS позволява на сървъра (CSMS) да инициира команди (катоОтдалеченоСтартиранеТранзакция) към зарядното устройство, дори когато то е зад NAT защитна стена.
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 15118Изисквания за Plug and Play и интелигентно зареждане за електрически превозни средства.
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.
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.
OCPP 2.0.1 протокол
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
OCPP 2.0.1: Основен ремонт на сигурността и управлението на устройствата
OCPP 2.0.1 не е обратно съвместим с 1.6J поради пълно преструктуриране на модела на данните. Най-важното му подобрение е въвеждането на три задължителниПрофили за сигурност:
-
Профил за сигурност 1:TLS с основно удостоверяване (парола).
-
Профил за сигурност 2:TLS с клиентски сертификати (по-висока сигурност).
-
Профил за сигурност 3:TLS с поддръжка на клиентски сертификати и модул за хардуерна сигурност (HSM).
Освен това, той замества ограниченотоСърдечен ритъммеханизъм с всеобхватенМодел на устройствотоТова използва стандартизиранКомпонентиПроменливаструктура за наблюдение на всичко - от скоростта на вентилатора до вътрешната температура, което значително подобрява дистанционната диагностика.
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 OCPP 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 OCPP 1.6.
•Модел на данни:OCPP 2.0.1 актуализира модела на данните, за да включи поддръжка за нови типове устройства и функции.
•Управление на устройства:OCPP 2.0.1 предоставя по-цялостни функции за управление на устройства, включително конфигуриране на устройства, отстраняване на неизправности, актуализации на софтуера и др.
• Модели на компоненти:OCPP 2.0.1 въвежда по-гъвкав компонентен модел, който може да се използва за описание на по-сложни устройства и системи за зареждане. Това помага за по-разширени функции, като напримерV2G (Превозно средство към мрежа).
•Интелигентно зареждане:Разширено интелигентно зареждане и интеграция с ISO 15118. Разликата между 1.6 и 2.0.1 при интелигентното зареждане е значителна. Докато 1.6J разчита на основни...Профили за зарежданеOCPP 2.0.1 поддържа вграденоISO 15118чрез механизъм за преминаване.
Това позволяваВключи и зареди (PnC)EVSE действа като шлюз, позволявайки на електрическото превозно средство да обменя цифрови сертификати директно с backend-а за автоматично удостоверяване. Не са необходими RFID карти или приложения. Това също така полага основите заV2G (Превозно средство-към-електрическата мрежа), което позволява двупосочно управление на енергийния поток въз основа на честотата и капацитета на мрежата.
•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)

Ⅴ.Емпирична проверка и анализи от производителя
Внедряването на OCPP 2.0.1 изисква строга валидация.Сила на връзката, нашият екип за научноизследователска и развойна дейност проведе обширни тестове за оперативна съвместимост, използвайкиOCTT (Инструмент за тестване на съответствието с протокола за отворени точки за зареждане)наред с интеграции в реалния свят.
Тестова среда и резултати:Успешно валидирахме нашия фърмуер за EVSE спрямо100+ глобални доставчици на CSMS(включително големи европейски и американски мрежи). Нашите тестове се фокусират върху:
-
Стабилност на TLS ръкостискането:Осигуряване на устойчивост на връзката при профил за сигурност 2 и 3.
-
Цялостност на данните за транзакциите:Проверка на новото
Събитие за транзакциядоставка на съобщения при нестабилни мрежови условия (симулация на загуба на пакети).
Тези емпирични данни потвърждават, че нашето OCPP 2.0.1 решение е не само теоретично съвместимо, но и готово за употреба в полеви условия за търговско внедряване на V2G.
Време на публикуване: 21 октомври 2024 г.







