Tässä artikkelissa kuvataan OCPP-protokollan kehitystä ja päivitystä versiosta 1.5 versioon 2.0.1. Artikkelissa korostetaan version 2.0.1 tietoturvan, älykkään latauksen, ominaisuuslaajennusten ja koodin yksinkertaistamisen parannuksia sekä sen keskeistä roolia sähköajoneuvojen latauksessa.
I. OCPP-protokollan esittely
OCPP:n koko nimi on Open Charge Point Protocol, joka on hollantilaisen OCA:n (Open Charge Alliance) kehittämä ilmainen ja avoin protokolla. Open Charge Point Protocol (OCPP) on yhtenäinen tiedonsiirtojärjestelmä latausaseman ja minkä tahansa latausaseman hallintajärjestelmän (CSMS) välillä. Tämä protokolla-arkkitehtuuri tukee minkä tahansa latauspalveluntarjoajan keskitetyn hallintajärjestelmän yhteenliittämistä kaikkiin latausasemiin, ja se on ensisijaisesti suunniteltu ratkaisemaan yksityisissä latausverkoissa ilmeneviä tiedonsiirto-ongelmia. OCPP tukee latausasemien ja kunkin palveluntarjoajan keskitetyn hallintajärjestelmän välisen tiedonsiirron hallintaa. OCPP tukee tiedonsiirtoa latausasemien ja kunkin palveluntarjoajan keskitetyn hallintajärjestelmän välillä. Se muuttaa yksityisten latausverkostojen suljettua luonnetta, joka on aiheuttanut ongelmia monille sähköautojen omistajille ja kiinteistönhaltijoille, ja on johtanut laajaan avoimen mallin vaatimukseen koko alalla.
OCPP-protokollan edut
Avoin ja ilmainen käyttää
Estää sitoutumisen yhteen toimittajaan (latausalusta)
Vähentää integrointiaikaa ja -vaivaa sekä IT-ongelmia
1. OCPP:n historia
2. OCPP-version esittely
Kuten alla on esitetty, OCPP1.5:stä uusimpaan OCPP2.0.1:een
Koska alalla on liikaa suljettuja protokollia tukemaan yhtenäistä palvelukokemusta ja eri operaattoripalveluiden välistä toiminnallista yhteenliitettävyyttä, OCA otti johtoaseman avoimen protokollan OCPP1.5 kehittämisessä. SOAP:ia rajoittavat sen omat protokollarajoitteet, eikä sitä voida tehdä laajasti ja nopeasti tunnetuksi.
OCPP 1.5 kommunikoi keskusjärjestelmien kanssa SOAP-protokollan ja HTTP-protokollan kautta latauspisteiden käyttöä varten. Se tukee seuraavia toimintoja: Paikalliset ja etäkäynnistetyt tapahtumat, mukaan lukien laskutuksen mittaus.
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
OCPP1.6-versio liittyi JSON-muotoon ja laajensi älykkään latauksen käyttöä. JSON-versio mahdollistaa WebSocket-tiedonsiirron missä tahansa verkkoympäristössä datan lähettämiseen toisilleen. Markkinoiden käytetyin protokolla on 1.6J-versio, joka tukee WebSockets-protokollaan perustuvaa JSON-muotoista dataa dataliikenteen vähentämiseksi.
Tukee Websockets-protokollaan perustuvaa JSON-dataa tiedonsiirron vähentämiseksi (JSON, JavaScript Object Representation, on kevyt tiedonvaihtoformaatti) ja mahdollistaa toiminnan verkoissa, jotka eivät tue latauspisteiden pakettien reititystä (esim. julkinen internet). Älykäs lataus: kuormituksen tasapainotus, keskitetty älykäs lataus ja paikallinen älykäs lataus. Salli latauspisteiden lähettää uudelleen omat tietonsa (nykyisten latauspistetietojen perusteella), kuten viimeksi mitatun arvon tai latauspisteen tilan.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
Vuonna 2018 julkaistu OCPP 2.0 parantaa tapahtumien käsittelyä, lisää turvallisuutta ja laitehallintaa: lisää älykkään latauksen toiminnallisuuden topologioille, joissa on energianhallintajärjestelmät (EMS), paikalliset ohjaimet ja sähköautoille, joissa on integroitu älykäs lataus, latausasemat ja latausasemien hallintajärjestelmät. Tukee ISO 15118 -standardia: Plug and Play- ja älykkään latauksen vaatimukset sähköajoneuvoille.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 on uusin versio, joka julkaistiin vuonna 2020. Se tarjoaa uusia ominaisuuksia ja parannuksia, kuten tuen ISO15118-standardille (Plug and Play), parannetun tietoturvan ja yleisesti ottaen paremman suorituskyvyn.
3. OCPP-versioiden yhteensopivuus
OCPP1.x on yhteensopiva alempien versioiden kanssa, OCPP1.6 on yhteensopiva OCPP1.5:n kanssa ja OCPP1.5 on yhteensopiva OCPP1.2:n kanssa.
OCPP2.0.1 ei ole yhteensopiva OCPP1.6:n kanssa. Vaikka osa OCPP1.6:n sisällöstä onkin yhteensopiva, OCPP2.0.1:n kanssa on yhteensopiva, mutta datakehyksen muoto on ollut täysin erilainen kuin lähetetty.
Toiseksi, OCPP 2.0.1 -protokolla
1. Ero OCPP 2.0.1:n ja OCPP 1.6:n välillä
Verrattuna aiempiin versioihin, kuten OCPP 1.6:een, OCPP 2.0.1:ssä on merkittäviä parannuksia seuraavilla alueilla:
a. Parempi tietoturva
OCPP2.0.1:n tietoturvaa on vahvistettu ottamalla käyttöön Secure Sockets Layeriin perustuvat HTTPS-yhteydet ja uusi varmenteiden hallintajärjestelmä viestinnän turvallisuuden varmistamiseksi.
b. Uusien ominaisuuksien lisääminen
OCPP2.0.1 lisää monia uusia ominaisuuksia, kuten älykkään latauksen hallinnan sekä yksityiskohtaisemman vikaraportoinnin ja -analyysin.
c. Joustavampi suunnittelu
OCPP2.0.1 on suunniteltu joustavammaksi vastaamaan monimutkaisempien ja monipuolisempien sovellusten tarpeisiin.
d. Koodin yksinkertaistaminen
OCPP2.0.1 yksinkertaistaa koodia, mikä helpottaa ohjelmiston käyttöönottoa.
OCPP2.0.1-laiteohjelmistopäivitykseen lisättiin digitaalinen allekirjoitus, jotta laiteohjelmiston lataus ei ole kesken, mikä johtaa laiteohjelmistopäivityksen epäonnistumiseen.
Käytännön sovelluksessa OCPP2.0.1-protokollaa voidaan käyttää latauspinojen etähallintaan, lataustilan reaaliaikaiseen seurantaan, käyttäjän todennukseen ja muihin toimintoihin, mikä parantaa huomattavasti latauslaitteiden käyttöä, tehokkuutta ja turvallisuutta. OCPP2.0.1:n yksityiskohdat ja toiminnot ovat monin tavoin monimutkaisempia kuin 1.6-versiossa, ja myös kehityksen vaikeusaste on kasvanut.
2. OCPP2.0.1-toiminnon esittely
OCPP 2.0.1 -protokolla on OCPP-protokollan uusin versio. Verrattuna OCPP 1.6:een, OCPP 2.0.1 -protokollaan on tehty paljon parannuksia ja optimointeja. Pääsisältöön kuuluvat:
Viestien toimitus: OCP 2.0.1 lisää uusia viestityyppejä ja muokkaa vanhempia viestimuotoja tehokkuuden ja suorituskyvyn parantamiseksi.
Digitaaliset varmenteet: OPC 2.0.1:ssä esiteltiin digitaalisiin varmenteisiin perustuvia suojausmekanismeja, jotka tarjoavat paremman laitetodennuksen ja viestien eheyden suojauksen. Tämä on merkittävä parannus OCPP1.6:n suojausmekanismeihin verrattuna.
Tietomalli: OPC 2.0.1 päivittää tietomallin lisäämällä tuen uusille laitetyypeille ja ominaisuuksille.
Laitehallinta: OPC 2.0.1 tarjoaa kattavampia laitehallintatoimintoja, kuten laitteen konfiguroinnin, vianmäärityksen, ohjelmistopäivitykset jne.
Komponenttimallit: OCP 2.0.1 esittelee joustavamman komponenttimallin, jota voidaan käyttää kuvaamaan monimutkaisempia latauslaitteita ja -järjestelmiä. Tämä auttaa mahdollistamaan edistyneempiä ominaisuuksia, kuten V2G:n (Vehicle to Grid).
Älykäs lataus: OCPP2.0.1 lisää tuen älykkäälle lataukselle, esimerkiksi lataustehoa voidaan säätää dynaamisesti verkko-olosuhteiden tai käyttäjän tarpeiden mukaan.
Käyttäjän identiteetti ja valtuutus: OCPP2.0.1 tarjoaa parannetut käyttäjien tunnistus- ja valtuutusmekanismit, tukee useita käyttäjien todennusmenetelmiä ja asettaa korkeammat vaatimukset käyttäjätietojen suojaukselle.
III. Johdatus OCPP-funktioon
1. Älykäs lataus
Ulkoinen energianhallintajärjestelmä (EMS)
OCPP 2.0.1 ratkaisee tämän ongelman ottamalla käyttöön ilmoitusmekanismin, joka ilmoittaa CSMS:lle (Charging Station Management System) ulkoisista rajoituksista. Suorat älykkäät lataustulot, jotka tukevat energianhallintajärjestelmiä (EMS), voivat ratkaista monia tilanteita:
Latauspisteisiin kytketyt sähköajoneuvot (ISO 15118 -standardin mukaisesti)
OCPP 2.0.1 tukee ISO 15118 -päivitettyä protokollaa sähköautojen ja sähköautojen väliseen tiedonsiirtoon. ISO 15118 -standardin mukaiset plug-and-play-lataukset ja älykkäät lataukset (mukaan lukien sähköautojen syötteet) on helpompi toteuttaa OCPP 2.0.1:n avulla. Se mahdollistaa latausasemien operaattoreille viestien (CSMS:stä) lähettämisen latausasemista sähköautojen kuljettajille näytettäväksi.
Älykäs lataus käyttää:
(1) Kuormituksen tasaaja
Kuormituksen tasaus on pääasiassa suunnattu latausaseman sisäiseen kuormitukseen. Latausasema ohjaa kunkin latauspisteen lataustehoa esikonfiguraation mukaisesti. Latausasemalle konfiguroidaan kiinteä raja-arvo, kuten suurin lähtövirta. Lisäksi konfiguraatio sisältää valinnaisia vaihtoehtoja latausasemien tehonjaon optimoimiseksi yksittäisille latausasemille. Tämä konfiguraatio kertoo latausasemalle, että tätä konfiguraatioarvoa pienemmät latausnopeudet ovat virheellisiä ja että tulisi valita muita latausstrategioita.
(2) Älykäs keskuslataus
Keskitetty älykäs lataus olettaa, että latausrajoja ohjaa keskusjärjestelmä, joka laskee osan tai koko latausaikataulun saatuaan verkko-operaattorin ennustetiedot verkon kapasiteetista. Keskusjärjestelmä asettaa latausrajoituksia latausasemille ja asettaa latausrajat vastaamalla viesteihin.
(3) Paikallinen älykäs lataus
Paikallinen älykäs lataus toteutetaan paikallisella ohjaimella, joka vastaa OCPP-protokollan agenttia ja vastaa viestien vastaanottamisesta keskusjärjestelmästä sekä muiden ryhmän latausasemien latauskäyttäytymisen ohjaamisesta. Itse ohjain voi olla varustettu latausasemilla tai ei. Paikallisen älykkään latauksen tilassa paikallinen ohjain rajoittaa latausaseman lataustehoa. Latauksen aikana raja-arvoa voidaan muuttaa. Latausryhmän raja-arvo voidaan konfiguroida paikallisesti tai keskusjärjestelmän toimesta.
2. Järjestelmän esittely
systemaattinen viitekehys
ohjelmistoarkkitehtuuri
OCPP2.0.1-protokollan toiminnallisia moduuleja ovat pääasiassa tiedonsiirtomoduuli, valtuutusmoduuli, suojausmoduuli, tapahtumamoduuli, mittarilukemien moduuli, kustannusmoduuli, varausmoduuli, älykäs latausmoduuli, diagnostiikkamoduuli, laiteohjelmiston hallintamoduuli ja näyttöviestimoduuli.
IV. OCPP:n tuleva kehitys
1. OCPP:n edut
OCPP on ilmainen ja avoin protokolla, ja se on myös tehokas tapa ratkaista nykyinen latauspaalujen yhteenliittäminen. Se on yleistynyt ja sitä käytetään monissa maissa ympäri maailmaa. Tulevaisuudessa operaattorien palveluiden välisellä yhteenliittämisellä on kieli kommunikoidakseen.
Ennen OCPP:n tuloa jokainen latauspisteiden valmistaja kehitti oman patentoidun protokollan taustayhteyksiä varten, mikä sitoi latauspisteiden operaattorit yhteen latauspisteiden valmistajaan. Nyt kun käytännössä kaikki laitevalmistajat tukevat OCPP:tä, latauspisteiden operaattorit voivat vapaasti valita laitteiston miltä tahansa toimittajalta, mikä tekee markkinoista kilpailukykyisemmät.
Sama pätee kiinteistöjen/yritysten omistajiin; kun he ostavat muun kuin OCPP-latausaseman tai tekevät sopimuksen muun kuin OCPP-latauspalveluntarjoajan kanssa, he ovat sidottuja tiettyyn latausasemaan ja latauspisteen operaattoriin. Mutta OCPP-yhteensopivan latauslaitteiston avulla asunnonomistajat voivat pysyä riippumattomina palveluntarjoajistaan. Omistajat voivat vapaasti valita kilpailukykyisemmän, edullisemman tai paremmin toimivan latauspisteen operaattorin. He voivat myös laajentaa verkostoaan yhdistämällä erilaisia latauspisteiden laitteita ilman, että heidän tarvitsee purkaa olemassa olevia asennuksia.
Sähköautojen suurin etu on tietenkin se, että sähköautojen kuljettajien ei tarvitse olla riippuvaisia yhdestä latauspisteen operaattorista tai sähköautojen toimittajasta. Kuten ostettujen OCPP-latausasemien kohdalla, sähköautojen kuljettajat voivat vaihtaa parempiin CPO-/EMP-latausasemiin. Toinen, mutta erittäin tärkeä etu on mahdollisuus käyttää sähköisen liikkuvuuden roaming-palvelua.
2, OCPP sähköajoneuvojen latauksen roolissa
(1) OCPP auttaa EVSE:tä ja CSMS:ää kommunikoimaan keskenään
(2) Sähköajoneuvojen käyttäjien valtuuttaminen aloittamaan latauksen
(3) Latausasetusten etämuokkaus, latauksen etäohjaus (käynnistys/pysäytys), pistoolin etäavaus (liittimen tunnus)
(4) Latausaseman reaaliaikainen tila (saatavilla, pysäytetty, keskeytetty, luvaton sähköauto/sähköajoneuvojen lataus), reaaliaikaiset lataustiedot, reaaliaikainen virrankulutus, reaaliaikainen sähköauton lataushäiriö
(5) Älykäs lataus (verkon kuormituksen vähentäminen)
(6) Laiteohjelmiston hallinta (OTAA)
Linkpower perustettiin vuonna 2018, ja se on yli kahdeksan vuoden ajan pyrkinyt tarjoamaan avaimet käteen -periaatteella tuotettua tutkimus- ja kehitystyötä sähköautojen AC/DC-latausasemille, mukaan lukien ohjelmistot, laitteistot, ulkonäkö jne.
Sekä AC- että DC-pikalaturit OCPP1.6-ohjelmistolla on jo testattu yli 100 OCPP-alustatoimittajan kanssa. Samanaikaisesti päivitimme OCPP1.6J:n OCPP2.0.1-versioon, ja kaupallinen EVSE-ratkaisu on varustettu IEC/ISO15118-moduuleilla, mikä on vankka askel kohti kaksisuuntaisen V2G-latauksen toteuttamista.
Julkaisun aika: 21.10.2024