Evoluția OCPP: Legătura dintre versiunea 1.6 și 2.0.1 și ulterioare în încărcarea vehiculelor electrice
Cuprins
I. Introducere în Protocolul privind punctele de încărcare deschise
Cel/Cea/Cei/CeleProtocolul Punctului de Încărcare Deschis (OCPP)servește ca standard global pentru comunicarea dintre echipamentele de alimentare pentru vehicule electrice (EVSE) și sistemele de gestionare a stațiilor de încărcare (CSMS). Elaborat deAlianța pentru Încărcare Deschisă (OCA), acest protocol este recunoscut ca standard de facto în industria vehiculelor electrice (precursorul IEC 63110). Elimină blocajele proprietare, asigurând că hardware-ul de la diferiți producători poate interopera perfect cu diverse sisteme backend.
Notă de autoritate: Acest articol face referire la standardele oficiale stabilite în Documentele albe OCA și specificațiile IEC/ISO.
1. Istoricul OCPP
2. Introducerea versiunii OCPP
După cum se arată mai jos, de la OCPP 1.5 până la cea mai recentă versiune OCPP 2.0.1
Deoarece există prea multe protocoale proprietare în industrie pentru a susține o experiență de serviciu unificată și o interconectare operațională între diferiți servicii de operare, OCA a preluat inițiativa în dezvoltarea protocolului deschis OCPP1.5. SOAP este limitat de propriile constrângeri de protocol și nu poate fi popularizat pe scară largă și rapidă.
OCPP 1.5 comunică cu sistemele centrale prin protocolul SOAP bazat pe protocolul HTTP pentru a opera punctele de încărcare. Acceptă următoarele funcții: Tranzacții inițiate local și de la distanță, inclusiv contorizarea facturilor.
Saltul de la 1,6 J la 2,0,1
În timp ce versiunile anterioare, precum OCPP 1.5, se bazau pe protocolul SOAP, care era greoi,OCPP 1.6Ja revoluționat industria prin introducerea JSON peste WebSockets. Acest lucru a permis comunicarea full-duplex și a redus semnificativ traficul de date, devenind standardul actual al pieței. Cu toate acestea, lansareaOCPP 2.0.1(remedierea erorilor versiunii 2.0) marchează o schimbare de paradigmă. Spre deosebire de 1.6J, OCPP 2.0.1 nu este compatibil cu versiunile anterioare din cauza modificărilor fundamentale ale structurii sale de date, concepute pentru a susține sisteme complexe de gestionare a energiei (EMS) și standarde riguroase de securitate.
Introducerea versiunii Ⅱ.OCPP
După cum se arată mai jos, de la OCPP 1.5 până la cea mai recentă versiune OCPP 2.0.1
Deoarece există prea multe protocoale proprietare în industrie pentru a susține o experiență de serviciu unificată și o interconectare operațională între diferiți servicii de operare, OCA a preluat inițiativa în dezvoltarea protocolului deschis OCPP1.5. SOAP este limitat de propriile constrângeri de protocol și nu poate fi popularizat pe scară largă și rapidă.
OCPP 1.5 comunică cu sistemele centrale prin protocolul SOAP bazat pe protocolul HTTP pentru a opera punctele de încărcare. Acceptă următoarele funcții: Tranzacții inițiate local și de la distanță, inclusiv contorizarea facturilor.
OCPP 1.6J (JSON prin WebSockets)
Deși versiunea SOAP mai veche este învechită,OCPP 1.6Jrămâne versiunea cea mai răspândită. Aceasta utilizeazăJSON prin WebSockets (WSS), ceea ce permite comunicarea full-duplex. Spre deosebire de SOAP bazat pe HTTP, WSS permite serverului (CSMS) să inițieze comenzi (cum ar fiTranzacție de pornire la distanță) la încărcător chiar și atunci când încărcătorul se află în spatele unui firewall NAT.
OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, lansat în 2018, îmbunătățește procesarea tranzacțiilor, crește securitatea și gestionarea dispozitivelor: adaugă funcționalități de încărcare inteligentă pentru topologii cu sisteme de gestionare a energiei (EMS), controlere locale și pentru vehicule electrice cu încărcare inteligentă integrată, stații de încărcare și sisteme de gestionare a stațiilor de încărcare. AcceptăISO 15118Cerințe Plug and Play și Smart Charging pentru vehiculele electrice.
OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 este cea mai recentă versiune, lansată în 2020. Aceasta oferă noi funcții și îmbunătățiri, cum ar fi suport pentru ISO15118 (Plug and Play), securitate sporită și performanță generală îmbunătățită.
Compatibilitatea versiunilor OCPP
OCPP1.x este compatibil cu versiunile anterioare, OCPP1.6 este compatibil cu OCPP1.5, OCPP1.5 este compatibil cu OCPP1.2.
OCPP2.0.1 nu este compatibil cu OCPP1.6. Deși o parte din conținutul OCPP1.6 este și el compatibil cu OCPP2.0.1, formatul cadrului de date este complet diferit de cel trimis.
Protocolul OCPP 2.0.1
1. Diferența dintre OCPP 2.0.1 și OCPP 1.6
Comparativ cu versiunile anterioare, cum ar fi OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 are îmbunătățiri majore în următoarele domenii:
a. Securitate îmbunătățită
OCPP 2.0.1: Revizuirea securității și a gestionării dispozitivelor
OCPP 2.0.1 nu este compatibil cu versiunile anterioare ale versiunii 1.6J din cauza unei restructurări complete a modelului de date. Cea mai importantă îmbunătățire este introducerea a trei elemente obligatoriiProfiluri de securitate:
-
Profil de securitate 1:TLS cu autentificare de bază (parolă).
-
Profil de securitate 2:TLS cu certificate pe partea de client (securitate ridicată).
-
Profil de securitate 3:TLS cu certificate pe partea de client și suport pentru modulul de securitate hardware (HSM).
În plus, înlocuiește limitaBătăi de inimămecanism cuprinzătorModelul dispozitivuluiAceasta utilizează un standardizatComponentăşiVariabilăstructură pentru a monitoriza totul, de la viteza ventilatorului până la temperatura internă, îmbunătățind considerabil diagnosticarea de la distanță.
b. Adăugarea de noi funcții
OCPP2.0.1 adaugă multe funcții noi, inclusiv gestionarea inteligentă a încărcării și raportarea și analiza defecțiunilor mai detaliate.
c. Design mai flexibil
OCPP2.0.1 a fost conceput pentru a fi mai flexibil, pentru a satisface nevoile unor aplicații mai complexe și mai diverse.
d. Simplificarea codului
OCPP2.0.1 simplifică codul, facilitând implementarea software-ului.
Actualizarea firmware-ului OCPP2.0.1 a adăugat o semnătură digitală pentru a preveni descărcarea incompletă a firmware-ului, ceea ce ar duce la eșecul actualizării firmware-ului.
În practică, protocolul OCPP2.0.1 poate fi utilizat pentru a realiza controlul de la distanță al bateriei de încărcare, monitorizarea în timp real a stării de încărcare, autentificarea utilizatorilor și alte funcții, ceea ce îmbunătățește considerabil utilizarea echipamentelor de încărcare, eficiența și siguranța. Detaliile și funcțiile OCPP2.0.1 sunt mai ample decât versiunea 1.6, iar dificultatea de dezvoltare a crescut.
2. Introducere în funcția OCPP 2.0.1
Protocolul OCPP 2.0.1 este cea mai recentă versiune a protocolului OCPP. Comparativ cu OCPP 1.6, protocolul OCPP 2.0.1 a adus o mulțime de îmbunătățiri și optimizări. Conținutul principal include:
•Livrare mesaje:OCP 2.0.1 adaugă noi tipuri de mesaje și modifică formatele de mesaje mai vechi pentru a îmbunătăți eficiența și performanța.
•Certificate digitale:În OCPP 2.0.1, au fost introduse mecanisme de securitate bazate pe certificate digitale pentru a oferi autentificarea întărită a dispozitivelor și protecția integrității mesajelor. Aceasta reprezintă o îmbunătățire semnificativă față de mecanismele de securitate OCPP 1.6.
•Model de date:OCPP 2.0.1 actualizează modelul de date pentru a include suport pentru noi tipuri de dispozitive și funcții.
• Gestionarea dispozitivelor:OCPP 2.0.1 oferă funcții mai cuprinzătoare de gestionare a dispozitivelor, inclusiv configurarea dispozitivelor, depanarea, actualizările de software etc.
•Modele de componente:OCPP 2.0.1 introduce un model de componente mai flexibil, care poate fi utilizat pentru a descrie dispozitive și sisteme de încărcare mai complexe. Acest lucru ajută la activarea unor funcții mai avansate, cum ar fiV2G (Vehicul către Grilă).
• Încărcare inteligentă:Încărcare inteligentă avansată și integrare ISO 15118. Diferența dintre 1.6 și 2.0.1 în ceea ce privește încărcarea inteligentă este semnificativă. În timp ce 1.6J se bazează pe...Profiluri de încărcare, OCPP 2.0.1 suportă nativISO 15118prin intermediul unui mecanism de trecere (pass-through).
Acest lucru permiteConectați și încărcați (PnC)Sistemul de securitate electronică (EVSE) acționează ca o poartă de acces, permițând vehiculului electric să schimbe certificate digitale direct cu backend-ul pentru autentificare automată. Nu sunt necesare carduri sau aplicații RFID. Acest lucru pune, de asemenea, bazele pentruV2G (Vehicul-Rețea), permițând gestionarea bidirecțională a fluxului de energie pe baza frecvenței și capacității rețelei.
•Identitatea și autorizarea utilizatorului:OCPP2.0.1 oferă mecanisme îmbunătățite de identificare și autorizare a utilizatorilor, acceptă mai multe metode de autentificare a utilizatorilor și impune cerințe mai ridicate pentru protecția datelor utilizatorilor.
III. Introducere în funcția OCPP
1. Încărcare inteligentă
Sistem extern de gestionare a energiei (EMS)
OCPP 2.0.1 abordează această problemă prin introducerea unui mecanism de notificare care notifică CSMS (Sistemul de gestionare a stațiilor de încărcare) cu privire la restricțiile externe. Intrările directe de încărcare inteligentă care acceptă sistemele de gestionare a energiei (EMS) pot rezolva numeroase situații:
Vehicule electrice conectate la puncte de încărcare (conform ISO 15118)
OCPP 2.0.1 acceptă protocolul actualizat ISO 15118 pentru comunicarea între vehicule electrice (EV). Încărcarea plug-and-play și încărcarea inteligentă (inclusiv intrările de la vehiculele electrice) conform standardului ISO 15118 sunt mai ușor de implementat folosind OCPP 2.0.1. Permite operatorilor de stații de încărcare să trimită mesaje (din CSMS) despre stațiile de încărcare pentru afișare către șoferii de vehicule electrice.
Încărcarea inteligentă utilizează:
(1) Echilibrator de sarcină
Load Balancer vizează în principal sarcina internă a stației de încărcare. Stația de încărcare va controla puterea de încărcare a fiecărei stații de încărcare în funcție de preconfigurare. Stația de încărcare va fi configurată cu o valoare limită fixă, cum ar fi curentul maxim de ieșire. În plus, configurația include și opțiuni opționale pentru optimizarea distribuției puterii stațiilor de încărcare către stațiile individuale de încărcare. Această configurație indică stației de încărcare că ratele de încărcare sub această valoare de configurație sunt nevalide și că ar trebui selectate alte strategii de încărcare.
(2) Încărcare centrală inteligentă
Încărcarea inteligentă centrală presupune că limitele de încărcare sunt controlate de un sistem central, care calculează o parte sau întregul program de încărcare după ce primește informațiile de predicție ale operatorului de rețea cu privire la capacitatea rețelei, iar sistemul central va impune limite de încărcare stațiilor de încărcare și va seta limite de încărcare prin răspunsul la mesaje.
(3) Încărcare inteligentă locală
Încărcarea inteligentă locală este realizată de un controler local, echivalent cu un agent al protocolului OCPP, responsabil pentru primirea mesajelor de la sistemul central și controlul comportamentului de încărcare al altor stații de încărcare din grup. Controlerul în sine poate fi echipat cu sau nu stații de încărcare. În modul de încărcare inteligentă locală, controlerul local limitează puterea de încărcare a stației de încărcare. În timpul încărcării, valoarea limită poate fi modificată. Valoarea limită a grupului de încărcare poate fi configurată local sau de către sistemul central.
2. Introducere în sistem
cadru sistematic
Arhitectură software
Modulele funcționale din protocolul OCPP2.0.1 includ în principal modulul Transfer de date, modulul Autorizare, modulul Securitate, modulul Tranzacții, modulul Valori contor, modulul Cost, modulul Rezervare, modulul Încărcare inteligentă, modulul Diagnosticare, modulul Gestionare firmware și modulul Mesaje afișate.
IV. Dezvoltarea viitoare a OCPP
1. Avantajele OCPP
OCPP este un protocol gratuit și deschis, fiind totodată o modalitate eficientă de a rezolva problema actuală a interconectării grămezilor de încărcare. A fost popularizat și utilizat în multe țări din întreaga lume. Viitoarea interconectare dintre serviciile operatorului va avea un limbaj de comunicare.
Înainte de apariția OCPP, fiecare producător de stâlpi de încărcare și-a dezvoltat propriul protocol proprietar pentru conectivitate back-end, blocând astfel operatorii de stâlpi de încărcare la un singur producător de stâlpi de încărcare. Acum, având în vedere că practic toți producătorii de hardware acceptă OCPP, operatorii de stâlpi de încărcare sunt liberi să aleagă hardware de la orice furnizor, ceea ce face piața mai competitivă.
Același lucru este valabil și pentru proprietarii de proprietăți/afaceri; atunci când achiziționează o stație de încărcare non-OCPP sau încheie un contract cu un CPO non-OCPP, aceștia sunt blocați într-un anumit operator de stație de încărcare și post de încărcare. Dar cu hardware-ul de încărcare compatibil cu OCPP, proprietarii de case pot rămâne independenți de furnizorii lor. Proprietarii sunt liberi să aleagă un CPO mai competitiv, cu un preț mai bun sau cu o funcționare mai bună. De asemenea, își pot extinde rețeaua combinând diferite hardware-uri pentru posturi de încărcare fără a fi nevoiți să demonteze instalațiile existente.
Desigur, principalul avantaj al vehiculelor electrice este că șoferii de vehicule electrice nu trebuie să se bazeze pe un singur operator de stație de încărcare sau furnizor de vehicule electrice. La fel ca în cazul stațiilor de încărcare OCPP achiziționate, șoferii de vehicule electrice pot trece la CPO-uri/EMP-uri mai bune. Un al doilea avantaj, dar foarte important, este posibilitatea de a utiliza roamingul pentru e-mobilitate.
2. OCPP în rolul încărcării vehiculelor electrice
(1) OCPP ajută EVSE și CSMS să comunice între ele
(2) Autorizarea utilizatorilor de vehicule electrice pentru a începe încărcarea
(3) Modificarea de la distanță a configurației de încărcare, controlul încărcării de la distanță (pornire/oprire), pistol de deblocare de la distanță (ID conector)
(4) Starea în timp real a stației de încărcare (disponibilă, oprită, suspendată, EV/EVSE neautorizată), date de încărcare în timp real, consum de energie în timp real, defecțiune EVSE în timp real
(5) Încărcare inteligentă (reducerea sarcinii rețelei)
(6) Managementul firmware-ului (OTAA)
Ⅴ. Validare empirică și perspective ale producătorilor
Implementarea OCPP 2.0.1 necesită o validare riguroasă. LaLinkpower, echipa noastră de cercetare și dezvoltare a efectuat teste ample de interoperabilitate utilizândOCTT (Instrument de testare a conformității cu protocolul deschis al punctelor de încărcare)alături de integrări în lumea reală.
Mediul de testare și rezultatele:Am validat cu succes firmware-ul nostru EVSE față dePeste 100 de furnizori CSMS la nivel global(inclusiv principalele rețele europene și americane). Testele noastre se concentrează pe:
-
Stabilitatea handshake-ului TLS:Asigurarea persistenței conexiunii în cadrul profilurilor de securitate 2 și 3.
-
Integritatea datelor tranzacționale:Verificarea noului
Eveniment de tranzacțielivrarea mesajelor în condiții instabile de rețea (simulare pierdere pachete).
Aceste date empirice confirmă faptul că soluția noastră OCPP 2.0.1 nu este doar conformă teoretic, ci și pregătită pentru implementarea comercială V2G.
Data publicării: 21 oct. 2024