• head_banner_01
  • head_banner_02

OCPP – Open Charge Point Protocol od 1,5 do 2,1 inča punjenja 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 napajanje električnih vozila (EVSE) i sistema 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). Eliminiše vlasničke veze, osiguravajući da hardver različitih proizvođača može besprijekorno interoperabilno sa različitim backend sistemima.

    Napomena o ovlaštenjima: Ovaj članak se poziva na službene standarde navedene u OCA Whitepapers i IEC/ISO specifikacijama

    1. Historija OCPP-a

    Historija OCPP-a

    2. Uvod u OCPP verziju

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

    OCPP-Verzija-Uvod

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

    OCPP 1.5 komunicira sa centralnim sistemima putem SOAP protokola zasnovanog na HTTP protokolu za upravljanje napojnim stanicama. Podržava sljedeće funkcije: Lokalne i daljinski pokrenute transakcije, uključujući mjerenje naplate.

    Skok sa 1.6J 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. Ovo je omogućilo full-duplex komunikaciju i značajno smanjilo promet podataka, čineći ga trenutnim tržišnim standardom. Međutim, izlazakOCPP 2.0.1(ispravljanje grešaka iz verzije 2.0) označava promjenu paradigme. Za razliku od verzije 1.6J, OCPP 2.0.1 nije kompatibilan sa prethodnim verzijama zbog fundamentalnih promjena u strukturi podataka dizajniranih za podršku složenim sistemima upravljanja energijom (EMS) i strogim sigurnosnim standardima.

    Uvod u verziju II.OCPP-a

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

    OCPP-Verzija-Uvod

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

    OCPP 1.5 komunicira sa centralnim sistemima putem SOAP protokola zasnovanog na HTTP protokolu za upravljanje napojnim stanicama. Podržava sljedeće funkcije: Lokalne 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 omogućava full-duplex komunikaciju. Za razliku od HTTP-baziranog SOAP-a, WSS omogućava serveru (CSMS) da inicira komande (kao štoUdaljeniPokretanjeTransakcije) na punjač čak i kada se punjač nalazi iza NAT zaštitnog zida (firewall-a).

    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 sistemima za upravljanje energijom (EMS), lokalnim kontrolerima i za električna vozila sa integrisanim pametnim punjenjem, stanicama za punjenje i sistemima za upravljanje 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 funkcije i poboljšanja kao što su podrška za ISO15118 (Plug and Play), poboljšana sigurnost i ukupno poboljšane performanse.

    Kompatibilnost verzija OCPP-a

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

    OCPP2.0.1 nije kompatibilan sa OCPP1.6, iako OCPP2.0.1 također je kompatibilan s nekim sadržajem OCPP1.6, ali je format podatkovnog okvira bio potpuno drugačiji od poslanog.

    OCPP 2.0.1 protokol

    1. Razlika između OCPP 2.0.1 i OCPP 1.6

    U poređenju sa ranijim verzijama kao što je OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 ima značajna poboljšanja u sljedećim oblastima:

    a. Poboljšana sigurnost

    OCPP 2.0.1: Remont sigurnosti i upravljanja uređajima

    OCPP 2.0.1 nije unatrag kompatibilan sa 1.6J zbog potpunog restrukturiranja modela podataka. Njegovo najvažnije poboljšanje je uvođenje tri obaveznaSigurnosni profili:

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

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

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

    Nadalje, zamjenjuje ograničenoOtkucaji srcamehanizam sa sveobuhvatnimModel uređajaOvo koristi standardizovaniKomponentaiVarijablastruktura za praćenje svega, od brzine ventilatora do unutrašnje temperature, znatno poboljšavajući daljinsku dijagnostiku.

    b. Dodavanje novih funkcija

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

    c. Fleksibilniji dizajn

    OCPP2.0.1 je dizajniran da bude fleksibilniji i da zadovolji potrebe složenijih i raznovrsnijih 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 dovodi do neuspjeha ažuriranja.

    U praktičnoj primjeni, OCPP2.0.1 protokol se može koristiti za ostvarivanje daljinskog upravljanja punjenjem, praćenje statusa punjenja u realnom vremenu, autentifikaciju korisnika i druge funkcije, što značajno poboljšava korištenje opreme za punjenje, efikasnost i sigurnost. OCPP2.0.1 ima mnogo više detalja i funkcija u odnosu na verziju 1.6, a i težina razvoja je porasla.

    2. Uvod u funkciju OCPP2.0.1

    OCPP2.0.1-Karakteristike

    OCPP 2.0.1 protokol je najnovija verzija OCPP protokola. U poređenju sa 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 tipove poruka i mijenja starije formate poruka kako bi se poboljšala efikasnost i performanse.

    •Digitalni certifikati:U OCPP 2.0.1, uvedeni su sigurnosni mehanizmi zasnovani na digitalnim certifikatima kako bi se obezbijedila ojačana autentifikacija uređaja i zaštita integriteta poruka. Ovo je značajno poboljšanje u odnosu na sigurnosne mehanizme OCPP 1.6.

    •Model podataka:OCPP 2.0.1 ažurira model podataka kako bi uključio podršku za nove tipove i funkcije 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 opisivanje složenijih uređaja i sistema za punjenje. Ovo pomaže u omogućavanju naprednijih funkcija kao što suV2G (Od vozila do mreže).

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

    Ovo omogućavaUključi i napuni (PnC)EVSE djeluje kao pristupnik, omogućavajući električnom vozilu da direktno razmjenjuje digitalne certifikate sa pozadinskim sistemom radi automatske autentifikacije. Nisu potrebne RFID kartice ili aplikacije. Ovo također postavlja temelje zaV2G (Vozilo-mreža), što omogućava dvosmjerno upravljanje protokom energije na osnovu 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 sistem upravljanja energijom (EMS)
    OCPP 2.0.1 rješava ovaj problem uvođenjem mehanizma obavještavanja koji obavještava CSMS (Sistem za upravljanje stanicama za punjenje) o vanjskim ograničenjima. Direktni pametni ulazi za punjenje koji podržavaju sisteme za upravljanje energijom (EMS) mogu riješiti mnoge situacije:
    Električna vozila povezana na stanice za punjenje (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 se implementiraju korištenjem OCPP 2.0.1. Omogućava operaterima stanica za punjenje slanje poruka (iz CSMS-a) o stanicama za punjenje za prikaz vozačima električnih vozila.
    Pametno punjenje koristi:

    (1) Balancer opterećenja
    Load Balancer je uglavnom usmjeren na interno opterećenje stanice za punjenje. Stanica za punjenje će kontrolirati snagu punjenja svake stanice za punjenje u skladu s prethodnom konfiguracijom. Stanica za punjenje će biti 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 vrijednosti konfiguracije nevažeće i da treba odabrati druge strategije punjenja.

    (2) Centralno inteligentno punjenje
    Centralno pametno punjenje pretpostavlja da ograničenja punjenja kontrolira centralni sistem, koji izračunava dio ili cijeli raspored punjenja nakon što primi informacije o predviđanju kapaciteta mreže od operatora mreže, a centralni sistem 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 sistema i kontrolu ponašanja punjenja drugih stanica za punjenje u grupi. Sam kontroler može biti opremljen stanicama za punjenje ili ne. U načinu rada lokalnog inteligentnog punjenja, lokalni kontroler ograničava snagu punjenja stanice za punjenje. Tokom punjenja, granična vrijednost se može mijenjati. Granična vrijednost grupe za punjenje može se konfigurirati lokalno ili putem centralnog sistema.

    2. Uvod u sistem

    Sistem za upravljanje stanicama za punjenje (CSMS)

    sistematski okvir

    OCPP-softver-struktura

    Arhitektura softvera
    Funkcionalni moduli u OCPP2.0.1 protokolu uglavnom uključuju modul za prijenos podataka, modul za autorizaciju, modul sigurnosti, modul transakcija, modul vrijednosti mjerača, modul troškova, modul rezervacije, modul pametnog punjenja, 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 otvoren protokol, a ujedno je i efikasan način za rješavanje trenutne međusobne povezanosti naplatnih stupova. Populariziran je i koristi se u mnogim zemljama širom svijeta. Buduća međusobna povezanost između usluga operatera imat će jezik za komunikaciju.

    Prije pojave OCPP-a, svaki proizvođač punionica razvio je vlastiti protokol za povezivanje s pozadinskim sustavom, čime su operateri punionica bili vezani za jednog proizvođača. Sada, s obzirom na to da gotovo svi proizvođači hardvera podržavaju OCPP, operateri punionica mogu slobodno birati hardver od bilo kojeg dobavljača, što tržište čini konkurentnijim.

    Isto važi i za vlasnike nekretnina/preduzeća; kada kupe stanicu za punjenje koja nije OCPP ili sklope ugovor sa CPO-om koji nije OCPP, vezani su za određenu stanicu za punjenje i operatera punjača. Ali sa hardverom za punjenje koji je kompatibilan sa OCPP-om, vlasnici kuća mogu ostati nezavisni od svojih dobavljača. Vlasnici mogu slobodno odabrati konkurentniji, povoljniji ili bolje funkcionalan CPO. Takođe, mogu proširiti svoju mrežu kombinovanjem različite opreme za punjač 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 preći 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 modifikacija konfiguracije punjenja, daljinsko upravljanje punjenjem (pokretanje/zaustavljanje), daljinsko otključavanje pištolja (identifikator konektora)

    (4) Status stanice za punjenje u realnom vremenu (dostupna, zaustavljena, suspendovana, neovlašteno EV/EVSE), podaci o punjenju u realnom vremenu, potrošnja energije u realnom vremenu, kvar EVSE-a u realnom vremenu

    (5) Pametno punjenje (smanjenje opterećenja mreže)

    (6) Upravljanje firmverom (OTAA)

    OCPP 1.6J2.0.1

    Ⅴ.Empirijska validacija i uvidi proizvođača

    Implementacija OCPP 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 firmver u skladu sa100+ globalnih CSMS provajdera(uključujući glavne evropske i američke mreže). Naši testovi se fokusiraju na:

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

    • Integritet podataka o transakciji:Verifikacija novogTransakcijski događajdostava poruka u nestabilnim mrežnim uslovima (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. oktobar 2024.