Tento článek popisuje vývoj protokolu OCPP, upgrade z verze 1.5 na 2.0.1, a zdůrazňuje vylepšení zabezpečení, inteligentní nabíjení, rozšíření funkcí a zjednodušení kódu ve verzi 2.0.1, jakož i jeho klíčovou roli v nabíjení elektromobilů.
I. Úvod do protokolu OCPP
Celý název OCPP je Open Charge Point Protocol, což je bezplatný a otevřený protokol vyvinutý organizací OCA (Open Charge Alliance), která sídlí v Nizozemsku. Open Charge Point Protocol (OCPP) je jednotné komunikační schéma mezi nabíjecí stanicí (CS) a jakýmkoli systémem správy nabíjecích stanic (CSMS). Architektura tohoto protokolu podporuje propojení centralizovaného systému správy jakéhokoli poskytovatele nabíjecích služeb se všemi nabíjecími stanicemi a je primárně navržena k řešení komunikačních problémů, které vznikají v soukromých nabíjecích sítích. OCPP podporuje správu komunikace mezi nabíjecími stanicemi a centralizovaným systémem správy každého poskytovatele. OCPP podporuje komunikaci mezi nabíjecími stanicemi a centrálním systémem správy každého poskytovatele. Mění uzavřenou povahu soukromých nabíjecích sítí, která způsobovala problémy velkému počtu majitelů elektromobilů a správců nemovitostí, a vedla k širokému volání po otevřeném modelu v celém odvětví.
Výhody protokolu OCPP
Otevřené a zdarma k použití
Zabraňuje vázání na jednoho poskytovatele (nabíjecí platformu)
Snižuje dobu/námahu integrace a snižuje problémy s IT
1. Historie OCPP
2. Úvod do verze OCPP
Jak je uvedeno níže, od OCPP1.5 do nejnovějšího OCPP2.0.1
Protože v oboru existuje příliš mnoho proprietárních protokolů na to, aby podporovaly jednotný zážitek ze služeb a provozní propojení mezi službami různých operátorů, ujala se společnost OCA vedení ve vývoji otevřeného protokolu OCPP1.5. Protokol SOAP je omezen svými vlastními protokolovými omezeními a nemůže být široce a rychle popularizován.
OCPP 1.5 komunikuje s centrálními systémy prostřednictvím protokolu SOAP založeného na protokolu HTTP pro provoz nabíjecích bodů. Podporuje následující funkce: Lokální a vzdáleně iniciované transakce, včetně měření fakturace.
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Verze OCPP 1.6 se připojila k implementaci formátu JSON a zvýšila rozšíření inteligentního nabíjení. Verze JSON je komunikována prostřednictvím WebSocketu a umožňuje vzájemné posílání dat v jakémkoli síťovém prostředí. Nejpoužívanějším protokolem na trhu je verze 1.6J s podporou datového formátu JSON založeného na protokolu WebSockets pro snížení datového provozu.
Podporuje data ve formátu JSON založená na protokolu websockets pro snížení datového provozu (JSON, JavaScript Object Representation, je odlehčený formát pro výměnu dat) a umožňuje provoz v sítích, které nepodporují směrování paketů nabíjecích bodů (např. veřejný internet). Inteligentní nabíjení: vyvažování zátěže, centralizované inteligentní nabíjení a lokální inteligentní nabíjení. Umožňuje nabíjecím bodům znovu odesílat vlastní informace (na základě aktuálních informací o nabíjecím bodě), jako je poslední naměřená hodnota nebo stav nabíjecího bodu.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, vydaný v roce 2018, vylepšuje zpracování transakcí, zvyšuje zabezpečení a správu zařízení: přidává funkce inteligentního nabíjení pro topologie se systémy správy energie (EMS), lokální řídicí jednotky a pro elektromobily s integrovaným inteligentním nabíjením, nabíjecími stanicemi a systémy správy nabíjecích stanic. Podporuje normu ISO 15118: požadavky na Plug and Play a inteligentní nabíjení pro elektromobily.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 je nejnovější verze, vydaná v roce 2020. Nabízí nové funkce a vylepšení, jako je podpora pro ISO15118 (Plug and Play), vylepšené zabezpečení a celkově vylepšený výkon.
3. Kompatibilita verzí OCPP
OCPP1.x je kompatibilní s nižšími verzemi, OCPP1.6 je kompatibilní s OCPP1.5, OCPP1.5 je kompatibilní s OCPP1.2.
OCPP2.0.1 není kompatibilní s OCPP1.6, ačkoli OCPP2.0.1 ano, ale formát datového rámce se zcela lišil od odeslaného.
Za druhé, protokol OCPP 2.0.1
1. Rozdíl mezi OCPP 2.0.1 a OCPP 1.6
Ve srovnání s dřívějšími verzemi, jako je OCPP 1.6, má OCPP 2.0.1 zásadní vylepšení v následujících oblastech:
a. Zlepšené zabezpečení
OCPP2.0.1 je posílen zabezpečením zavedením HTTPS připojení založených na Secure Sockets Layer a nového schématu správy certifikátů pro zajištění bezpečnosti komunikace.
b. Přidávání nových funkcí
OCPP2.0.1 přidává mnoho nových funkcí, včetně inteligentní správy nabíjení a podrobnějšího hlášení a analýzy poruch.
c. Flexibilnější design
OCPP2.0.1 byl navržen tak, aby byl flexibilnější a splňoval potřeby složitějších a rozmanitějších aplikací.
d. Zjednodušení kódu
OCPP2.0.1 zjednodušuje kód, což usnadňuje implementaci softwaru.
Aktualizace firmwaru OCPP2.0.1 přidala digitální podpis, aby se zabránilo neúplnému stažení firmwaru, což by vedlo k selhání aktualizace firmwaru.
V praktickém použití lze protokol OCPP2.0.1 použít k realizaci dálkového ovládání nabíjecího zařízení, monitorování stavu nabíjení v reálném čase, ověřování uživatelů a dalších funkcí, což výrazně zlepšuje používání nabíjecího zařízení, efektivitu a bezpečnost. OCPP2.0.1 má oproti verzi 1.6 mnoho detailů a funkcí, ale i obtížnější vývoj.
2. Úvod do funkcí OCPP2.0.1
Protokol OCPP 2.0.1 je nejnovější verzí protokolu OCPP. Ve srovnání s verzí OCPP 1.6 prošel protokol OCPP 2.0.1 řadou vylepšení a optimalizací. Mezi hlavní obsah patří:
Doručování zpráv: OCP 2.0.1 přidává nové typy zpráv a upravuje starší formáty zpráv pro zlepšení efektivity a výkonu.
Digitální certifikáty: V OPC 2.0.1 byly zavedeny bezpečnostní mechanismy založené na digitálních certifikátech, které poskytují posílené ověřování zařízení a ochranu integrity zpráv. Jedná se o významné vylepšení oproti bezpečnostním mechanismům OCPP 1.6.
Datový model: OPC 2.0.1 aktualizuje datový model a zahrnuje podporu pro nové typy zařízení a funkce.
Správa zařízení: OPC 2.0.1 poskytuje komplexnější funkce správy zařízení, včetně konfigurace zařízení, řešení problémů, aktualizací softwaru atd.
Modely komponent: OCP 2.0.1 zavádí flexibilnější model komponent, který lze použít k popisu složitějších nabíjecích zařízení a systémů. To pomáhá umožnit pokročilejší funkce, jako je V2G (Vehicle to Grid).
Inteligentní nabíjení: OCPP2.0.1 přidává podporu pro inteligentní nabíjení, například nabíjecí výkon lze dynamicky upravovat podle podmínek v síti nebo potřeb uživatele.
Identita a autorizace uživatele: OCPP2.0.1 poskytuje vylepšené mechanismy identifikace a autorizace uživatelů, podporuje více metod ověřování uživatelů a klade vyšší požadavky na ochranu uživatelských dat.
III. Úvod do funkce OCPP
1. Inteligentní nabíjení
Externí systém řízení energie (EMS)
OCPP 2.0.1 řeší tento problém zavedením mechanismu upozorňování, který upozorňuje CSMS (systém správy nabíjecích stanic) na externí omezení. Přímé inteligentní nabíjecí vstupy, které podporují systémy hospodaření s energií (EMS), mohou vyřešit mnoho situací:
Elektromobily připojené k nabíjecím stanicím (dle normy ISO 15118)
OCPP 2.0.1 podporuje protokol aktualizovaný podle ISO 15118 pro komunikaci mezi EVSE a elektromobily. Nabíjení typu „plug-and-play“ dle standardu ISO 15118 a inteligentní nabíjení (včetně vstupů z elektromobilů) se s OCPP 2.0.1 snáze implementují. Umožňuje provozovatelům nabíjecích stanic odesílat zprávy (z CSMS) o nabíjecích stanicích pro zobrazení řidičům elektromobilů.
Inteligentní nabíjení využívá:
(1) Vyrovnávač zátěže
Vyrovnávání zátěže (Load Balancer) je zaměřeno především na vnitřní zatížení nabíjecí stanice. Nabíjecí stanice bude řídit nabíjecí výkon každé nabíjecí stanice podle předkonfigurace. Nabíjecí stanice bude nakonfigurována s pevnou limitní hodnotou, například maximálním výstupním proudem. Konfigurace navíc zahrnuje volitelné možnosti pro optimalizaci distribuce výkonu nabíjecích stanic mezi jednotlivé nabíjecí stanice. Tato konfigurace informuje nabíjecí stanici, že rychlosti nabíjení pod touto konfigurační hodnotou jsou neplatné a že by měly být zvoleny jiné strategie nabíjení.
(2) Centrální inteligentní nabíjení
Centrální inteligentní nabíjení předpokládá, že limity nabíjení jsou řízeny centrálním systémem, který po obdržení předpovědi provozovatele sítě o kapacitě sítě vypočítává část nebo celý harmonogram nabíjení, a centrální systém ukládá limity nabíjení nabíjecím stanicím a nastavuje limity nabíjení reakcí na zprávy.
(3) Lokální inteligentní nabíjení
Lokální inteligentní nabíjení je realizováno lokálním regulátorem, který je ekvivalentem agenta protokolu OCPP a je zodpovědný za příjem zpráv z centrálního systému a řízení chování ostatních nabíjecích stanic ve skupině při nabíjení. Samotný regulátor může být vybaven nabíjecími stanicemi, nebo ne. V režimu lokálního inteligentního nabíjení lokální regulátor omezuje nabíjecí výkon nabíjecí stanice. Během nabíjení lze limitní hodnotu upravovat. Limitní hodnotu nabíjecí skupiny lze konfigurovat lokálně nebo centrálním systémem.
2. Úvod do systému
systematický rámec
softwarová architektura
Mezi funkční moduly v protokolu OCPP2.0.1 patří zejména modul přenosu dat, modul autorizace, modul zabezpečení, modul transakcí, modul hodnot měřičů, modul nákladů, modul rezervace, modul inteligentního nabíjení, modul diagnostiky, modul správy firmwaru a modul zobrazovaných zpráv.
IV. Budoucí vývoj OCPP
1. Výhody OCPP
OCPP je bezplatný a otevřený protokol a zároveň efektivní způsob řešení současného propojení nabíjecích stanic. Byl popularizován a používán v mnoha zemích světa. Budoucí propojení mezi službami operátorů bude mít komunikační jazyk.
Před příchodem OCPP si každý výrobce nabíjecích stanic vyvinul vlastní proprietární protokol pro back-endové připojení, čímž provozovatele nabíjecích stanic vázal na jednoho výrobce. Nyní, kdy OCPP podporují prakticky všichni výrobci hardwaru, si provozovatelé nabíjecích stanic mohou volně vybrat hardware od libovolného dodavatele, což zvyšuje konkurenceschopnost trhu.
Totéž platí pro majitele nemovitostí/firem; když si zakoupí nabíjecí stanici mimo OCPP nebo uzavřou smlouvu s poskytovatelem nabíjecích služeb mimo OCPP, jsou vázáni na konkrétní nabíjecí stanici a provozovatele nabíjecího místa. S nabíjecím hardwarem kompatibilním s OCPP však mohou majitelé domů zůstat nezávislí na svých poskytovatelích. Majitelé si mohou vybrat konkurenceschopnější, cenově výhodnější nebo lépe fungující poskytovatele nabíjecích služeb. Mohou také rozšířit svou síť kombinací různého hardwaru nabíjecích míst, aniž by museli demontovat stávající instalace.
Hlavní výhodou elektromobilů je samozřejmě to, že se řidiči elektromobilů nemusí spoléhat na jediného provozovatele nabíjecí stanice ani na dodavatele elektromobilů. Stejně jako u zakoupených nabíjecích stanic OCPP mohou řidiči elektromobilů přejít na lepší CPO/EMP. Druhou, ale velmi důležitou výhodou je možnost využívat roaming pro elektromobilitu.
2, OCPP v roli nabíjení elektromobilů
(1) OCPP pomáhá EVSE a CSMS vzájemně komunikovat
(2) Povolení uživatelů elektromobilů k zahájení nabíjení
(3) Dálková úprava konfigurace nabíjení, dálkové ovládání nabíjení (start/stop), dálkové odemykání pistole (identifikační číslo konektoru)
(4) Stav nabíjecí stanice v reálném čase (dostupná, zastavená, pozastavená, neautorizovaný elektromobil/elektrické vozidlo), data o nabíjení v reálném čase, spotřeba energie v reálném čase, porucha elektromobilu v reálném čase
(5) Inteligentní nabíjení (snížení zatížení sítě)
(6) Správa firmwaru (OTAA)
Společnost Linkpower byla založena v roce 2018 a více než 8 let se zaměřuje na poskytování komplexního výzkumu a vývoje pro nabíjecí stanice pro elektromobily střídavého/stejnosměrného proudu, včetně softwaru, hardwaru, designu atd.
Rychlonabíječky AC i DC se softwarem OCPP1.6 již prošly testováním s více než 100 dodavateli platformy OCPP. Zároveň se nám podařilo aktualizovat OCPP1.6J na OCPP2.0.1 a komerční řešení EVSE je vybaveno moduly IEC/ISO15118, což je solidní krok k realizaci obousměrného nabíjení V2G.
Čas zveřejnění: 21. října 2024