У цій статті описується еволюція протоколу OCPP, оновлення з версії 1.5 до 2.0.1, з акцентом на покращення безпеки, інтелектуальну зарядку, розширення функцій та спрощення коду у версії 2.0.1, а також його ключову роль у зарядці електромобілів.
I. Вступ до протоколу OCPP
Повна назва OCPP – Open Charge Point Protocol (Протокол відкритих зарядних станцій), що є безкоштовним та відкритим протоколом, розробленим OCA (Open Charge Alliance), організацією, що базується в Нідерландах. Open Charge Point Protocol (OCPP) – це уніфікована схема зв'язку між CS та будь-якою системою керування зарядними станціями (CSMS). Архітектура цього протоколу підтримує взаємозв'язок централізованої системи управління будь-якого постачальника послуг зарядки з усіма зарядними станціями та в першу чергу розроблена для вирішення труднощів зв'язку, що виникають у приватних зарядних мережах. OCPP підтримує управління зв'язком між зарядними станціями та централізованою системою управління кожного постачальника. OCPP підтримує зв'язок між зарядними станціями та центральною системою управління кожного постачальника. Це змінює закритий характер приватних зарядних мереж, який спричиняв проблеми для великої кількості власників електромобілів та керуючих нерухомістю, і призвів до широкого заклику до відкритої моделі в галузі.
Переваги протоколу OCPP
Відкрито та безкоштовно для використання
Запобігає прив'язці до одного постачальника (платформи для заряджання)
Зменшує час/зусилля на інтеграцію та проблеми з ІТ
1. Історія OCPP
2. Вступ до версії OCPP
Як показано нижче, від OCPP1.5 до останньої версії OCPP2.0.1
Оскільки в галузі існує забагато власних протоколів для підтримки єдиного досвіду обслуговування та операційного взаємозв'язку між різними службами операторів, OCA взяла на себе ініціативу в розробці відкритого протоколу OCPP1.5. SOAP обмежений власними протокольними обмеженнями і не може бути широко та швидко популяризований.
OCPP 1.5 взаємодіє з центральними системами через протокол SOAP на основі протоколу HTTP для роботи зарядних станцій. Підтримує такі функції: Локальні та віддалено ініційовані транзакції, включаючи облік виставлення рахунків.
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Версія OCPP1.6 приєдналася до реалізації формату JSON та розширила можливості інтелектуальної зарядки. Версія JSON реалізована через WebSocket, що дозволяє обмінюватися даними в будь-якому мережевому середовищі. Найбільш використовуваним протоколом на ринку є версія 1.6J, яка підтримує дані у форматі JSON на основі протоколу websockets для зменшення трафіку даних (JSON, дані JSON на основі протоколу websockets для зменшення трафіку даних).
Підтримує дані у форматі JSON на основі протоколу websockets для зменшення трафіку даних (JSON, JavaScript Object Representation, – це полегшений формат обміну даними) та дозволяє роботу в мережах, які не підтримують маршрутизацію пакетів зарядних станцій (наприклад, загальнодоступний Інтернет). Розумна зарядка: балансування навантаження, централізована розумна зарядка та локальна розумна зарядка. Дозволяє зарядним станціям повторно надсилати власну інформацію (на основі поточної інформації про зарядну станцію), таку як останнє виміряне значення або стан зарядної станції.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, випущений у 2018 році, покращує обробку транзакцій, підвищує безпеку, керування пристроями: додає функції інтелектуальної зарядки для топологій із системами управління енергією (EMS), локальними контролерами, а також для електромобілів з інтегрованою інтелектуальною зарядкою, зарядними станціями та системами керування зарядними станціями. Підтримує ISO 15118: вимоги Plug and Play та Smart Charging для електромобілів.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 – це остання версія, випущена у 2020 році. Вона надає нові функції та покращення, такі як підтримка ISO15118 (Plug and Play), покращена безпека та загальне покращення продуктивності.
3. Сумісність версій OCPP
OCPP1.x сумісний зі старішими версіями, OCPP1.6 сумісний з OCPP1.5, OCPP1.5 сумісний з OCPP1.2.
OCPP2.0.1 не сумісний з OCPP1.6, хоча деякий вміст OCPP2.0.1 також сумісний, але формат кадру даних повністю відрізняється від надісланого.
По-друге, протокол OCPP 2.0.1
1. Різниця між OCPP 2.0.1 та OCPP 1.6
Порівняно з попередніми версіями, такими як OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 має суттєві покращення в таких областях:
а. Покращена безпека
OCPP2.0.1 посилено безпеку завдяки впровадженню HTTPS-з'єднань на основі Secure Sockets Layer та нової схеми керування сертифікатами для забезпечення безпеки зв'язку.
b. Додавання нових функцій
OCPP2.0.1 додає багато нових функцій, включаючи інтелектуальне керування зарядкою, а також детальніше звітування та аналіз несправностей.
c. Більш гнучкий дизайн
OCPP2.0.1 розроблено з урахуванням гнучкості, що дозволяє задовольнити потреби складніших та різноманітніших застосувань.
г. Спрощення коду
OCPP2.0.1 спрощує код, що полегшує реалізацію програмного забезпечення.
В оновленні прошивки OCPP2.0.1 додано цифровий підпис, щоб запобігти неповному завантаженню прошивки, що призводить до збою оновлення.
На практиці протокол OCPP2.0.1 може бути використаний для реалізації дистанційного керування зарядним пристроєм, моніторингу стану заряджання в режимі реального часу, автентифікації користувача та інших функцій, що значно покращує використання зарядного обладнання, ефективність та безпеку. OCPP2.0.1 має багато деталей та функцій, ніж версія 1.6, але й складність розробки також зросла.
2. Вступ до функції OCPP2.0.1
Протокол OCPP 2.0.1 – це остання версія протоколу OCPP. Порівняно з OCPP 1.6, протокол OCPP 2.0.1 зазнав значного покращення та оптимізації. Основний зміст включає:
Доставка повідомлень: OCP 2.0.1 додає нові типи повідомлень та змінює старіші формати повідомлень для підвищення ефективності та продуктивності.
Цифрові сертифікати: В OPC 2.0.1 було запроваджено механізми безпеки на основі цифрових сертифікатів для забезпечення посиленої автентифікації пристроїв та захисту цілісності повідомлень. Це значне покращення порівняно з механізмами безпеки OCPP1.6.
Модель даних: OPC 2.0.1 оновлює модель даних, додаючи підтримку нових типів пристроїв та функцій.
Керування пристроями: OPC 2.0.1 забезпечує більш комплексні функції керування пристроями, включаючи конфігурацію пристроїв, усунення несправностей, оновлення програмного забезпечення тощо.
Моделі компонентів: OCP 2.0.1 запроваджує гнучкішу модель компонентів, яку можна використовувати для опису складніших зарядних пристроїв та систем. Це допомагає реалізувати розширеніші функції, такі як V2G (Vehicle to Grid).
Розумна зарядка: OCPP2.0.1 додає підтримку розумної зарядки, наприклад, потужність зарядки може динамічно регулюватися відповідно до умов мережі або потреб користувача.
Ідентифікація та авторизація користувача: OCPP2.0.1 забезпечує покращені механізми ідентифікації та авторизації користувачів, підтримує кілька методів автентифікації користувачів та висуває вищі вимоги до захисту даних користувачів.
III. Вступ до функції OCPP
1. Інтелектуальна зарядка
Зовнішня система управління енергією (СЕМ)
OCPP 2.0.1 вирішує цю проблему, запроваджуючи механізм сповіщень, який повідомляє CSMS (Систему керування зарядними станціями) про зовнішні обмеження. Прямі інтелектуальні входи для заряджання, що підтримують системи управління енергією (EMS), можуть вирішити багато ситуацій:
Електромобілі, підключені до зарядних станцій (згідно з ISO 15118)
OCPP 2.0.1 підтримує оновлений протокол ISO 15118 для зв'язку між EVSE та електромобілями. Заряджання "підключи та працюй" за стандартом ISO 15118 та інтелектуальне заряджання (включаючи вхідні дані від електромобілів) легше реалізувати за допомогою OCPP 2.0.1. Дозволяє операторам зарядних станцій надсилати повідомлення (з CSMS) про зарядні станції для відображення водіям електромобілів.
Використання розумної зарядки:
(1) Балансувальник навантаження
Балансувальник навантаження в основному спрямований на внутрішнє навантаження зарядної станції. Зарядна станція контролюватиме потужність зарядки кожної зарядної станції відповідно до попередньої конфігурації. Зарядна станція буде налаштована з фіксованим граничним значенням, таким як максимальний вихідний струм. Крім того, конфігурація також включає додаткові опції для оптимізації розподілу потужності зарядних станцій між окремими зарядними станціями. Ця конфігурація повідомляє зарядній станції, що швидкість зарядки нижче цього значення конфігурації є недійсною, і що слід вибрати інші стратегії зарядки.
(2) Центральна інтелектуальна зарядка
Центральна інтелектуальна зарядка передбачає, що ліміти зарядки контролюються центральною системою, яка розраховує частину або весь графік зарядки після отримання прогнозованої інформації оператора мережі щодо пропускної здатності мережі, а центральна система встановлюватиме ліміти зарядки на зарядних станціях та встановлюватиме ліміти зарядки, відповідаючи на повідомлення.
(3) Локальна інтелектуальна зарядка
Локальна інтелектуальна зарядка реалізується локальним контролером, еквівалентним агенту протоколу OCPP, який відповідає за отримання повідомлень від центральної системи та керування поведінкою зарядки інших зарядних станцій у групі. Сам контролер може бути оснащений зарядними станціями чи ні. У режимі локальної інтелектуальної зарядки локальний контролер обмежує потужність зарядки зарядної станції. Під час зарядки граничне значення можна змінювати. Граничне значення групи зарядки можна налаштувати локально або центральною системою.
2. Вступ до системи
систематична основа
архітектура програмного забезпечення
Функціональні модулі протоколу OCPP2.0.1 включають, головним чином, модуль передачі даних, модуль авторизації, модуль безпеки, модуль транзакцій, модуль значень лічильників, модуль вартості, модуль резервування, модуль інтелектуального заряджання, модуль діагностики, модуль керування прошивкою та модуль відображення повідомлень.
IV. Майбутній розвиток OCPP
1. Переваги OCPP
OCPP — це безкоштовний та відкритий протокол, який також є ефективним способом вирішення поточної проблеми взаємозв'язку зарядних станцій. Він став популяризованим та використовується в багатьох країнах світу. Майбутнє взаємоз'єднання між службами оператора матиме мову спілкування.
До появи OCPP кожен виробник зарядних постів розробляв власний протокол для підключення до серверної частини, таким чином прив'язуючи операторів зарядних постів до одного виробника. Тепер, коли практично всі виробники обладнання підтримують OCPP, оператори зарядних постів можуть вільно вибирати обладнання від будь-якого постачальника, що робить ринок більш конкурентним.
Те саме стосується власників нерухомості/бізнесу; коли вони купують зарядну станцію, що не відповідає стандарту OCPP, або укладають договір з постачальником зарядних станцій, що не відповідає стандарту OCPP, вони прив'язані до конкретної зарядної станції та оператора зарядного посту. Але завдяки зарядному обладнанню, що відповідає стандарту OCPP, домовласники можуть залишатися незалежними від своїх постачальників. Власники можуть вільно вибирати більш конкурентоспроможний, вигідніший або краще функціонуючий постачальник зарядних станцій. Крім того, вони можуть розширювати свою мережу, комбінуючи різне обладнання для зарядних постів, не демонтуючи існуючі установки.
Звичайно, головною перевагою електромобілів є те, що водіям не потрібно покладатися на одного оператора зарядної станції чи постачальника електромобілів. Як і у випадку з придбаними зарядними станціями OCPP, водії електромобілів можуть перейти на кращі CPO/EMP. Другою, але дуже важливою перевагою є можливість користуватися роумінгом електромобілів.
2, OCPP у ролі зарядки електромобілів
(1) OCPP допомагає EVSE та CSMS спілкуватися один з одним
(2) Авторизація користувачів електромобілів для початку заряджання
(3) Дистанційна зміна конфігурації заряджання, дистанційне керування заряджанням (запуск/зупинка), дистанційне розблокування пістолета (ідентифікатор роз'єму)
(4) Стан зарядної станції в режимі реального часу (доступна, зупинена, призупинена, неавторизований EV/EVSE), дані про зарядку в режимі реального часу, споживання енергії в режимі реального часу, збій EVSE в режимі реального часу
(5) Розумна зарядка (зменшення навантаження на мережу)
(6) Керування мікропрограмою (OTAA)
Компанія Linkpower була заснована у 2018 році та понад 8 років займається дослідженнями та розробками «під ключ» для зарядних станцій змінного/постійного струму для електромобілів, включаючи програмне забезпечення, апаратне забезпечення, зовнішній вигляд тощо.
Швидкі зарядні пристрої змінного та постійного струму з програмним забезпеченням OCPP1.6 вже завершили тестування з більш ніж 100 постачальниками платформи OCPP. Водночас нам вдалося оновити OCPP1.6J до OCPP2.0.1, а комерційне рішення EVSE оснащене модулями IEC/ISO15118, що є рішучим кроком до реалізації двонаправленої зарядки V2G.
Час публікації: 21 жовтня 2024 р.