• head_banner_01
  • head_banner_02

OCPP – protokol odprtih polnilnih točk od 1,5 do 2,1 palca polnjenja električnih vozil

Razvoj OCPP: Prehod med različicami 1.6 in 2.0.1 ter naprej pri polnjenju električnih vozil

Kazalo vsebine

    I. Uvod v protokol odprtih polnilnih postaj

    TheProtokol odprtih polnilnih točk (OCPP)služi kot globalni standard za komunikacijo med opremo za oskrbo z električnimi vozili (EVSE) in sistemi za upravljanje polnilnih postaj (CSMS). Avtor:Zavezništvo za odprto polnjenje (OCA), ta protokol je priznan kot dejanski standard v industriji električnih vozil (predhodnik IEC 63110). Odpravlja lastniške vezave in zagotavlja, da lahko strojna oprema različnih proizvajalcev nemoteno sodeluje z različnimi zalednimi sistemi.

    Opomba organa: Ta članek se sklicuje na uradne standarde, določene v belih knjigah OCA in specifikacijah IEC/ISO.

    1. Zgodovina OCPP

    Zgodovina OCPP

    2. Predstavitev različice OCPP

    Kot je prikazano spodaj, od OCPP1.5 do najnovejšega OCPP2.0.1

    Uvod v različico OCPP

    Ker je v industriji preveč lastniških protokolov, da bi podpirali enotno izkušnjo storitev in operativno medsebojno povezavo med različnimi storitvami operaterjev, je OCA prevzela vodilno vlogo pri razvoju odprtega protokola OCPP1.5. SOAP je omejen z lastnimi protokolnimi omejitvami in ga ni mogoče široko in hitro popularizirati.

    OCPP 1.5 komunicira s centralnimi sistemi prek protokola SOAP, ki temelji na protokolu HTTP, za upravljanje polnilnih postaj. Podpira naslednje funkcije: Lokalne in oddaljeno sprožene transakcije, vključno z merjenjem obračunavanja.

    Preskok z 1,6 J na 2,0,1

    Medtem ko so se prejšnje različice, kot je OCPP 1.5, zanašale na neroden protokol SOAP,OCPP 1.6Jje z uvedbo JSON prek spletnih vtičnic (WebSockets) povzročil revolucijo v industriji. To je omogočilo komunikacijo v polnem dupleksu in znatno zmanjšalo podatkovni promet, zaradi česar je postal trenutni tržni standard. Vendar pa je izdajaOCPP 2.0.1(odpravljanje napak različice 2.0) pomeni premik paradigme. Za razliko od različice 1.6J OCPP 2.0.1 ni združljiv s prejšnjimi različicami zaradi temeljnih sprememb v svoji podatkovni strukturi, zasnovani za podporo kompleksnim sistemom za upravljanje energije (EMS) in strogim varnostnim standardom.

    Ⅱ.Uvod v različico OCPP

    Kot je prikazano spodaj, od OCPP1.5 do najnovejšega OCPP2.0.1

    Uvod v različico OCPP

    Ker je v industriji preveč lastniških protokolov, da bi podpirali enotno izkušnjo storitev in operativno medsebojno povezavo med različnimi storitvami operaterjev, je OCA prevzela vodilno vlogo pri razvoju odprtega protokola OCPP1.5. SOAP je omejen z lastnimi protokolnimi omejitvami in ga ni mogoče široko in hitro popularizirati.

    OCPP 1.5 komunicira s centralnimi sistemi prek protokola SOAP, ki temelji na protokolu HTTP, za upravljanje polnilnih postaj. Podpira naslednje funkcije: Lokalne in oddaljeno sprožene transakcije, vključno z merjenjem obračunavanja.

    OCPP 1.6J (JSON prek spletnih vtičnic)

    Čeprav je starejša različica SOAP zastarela,OCPP 1.6Jostaja najbolj razširjena različica. UporabljaJSON prek spletnih vtičnic (WSS), kar omogoča polnodupleksno komunikacijo. Za razliko od protokola SOAP, ki temelji na HTTP, WSS omogoča strežniku (CSMS), da sproži ukaze (kot soOddaljeni začetek transakcije) do polnilnika, tudi če je polnilnik za požarnim zidom NAT.

    OCPP 2.0 (JSON)

    OCPP 2.0, izdan leta 2018, izboljšuje obdelavo transakcij, povečuje varnost in upravljanje naprav: dodaja funkcionalnost pametnega polnjenja za topologije s sistemi za upravljanje energije (EMS), lokalne krmilnike ter za električna vozila z integriranim pametnim polnjenjem, polnilnimi postajami in sistemi za upravljanje polnilnih postaj. PodpiraISO 15118Zahteve glede tehnologije »plug and play« in pametnega polnjenja za električna vozila.

    OCPP 2.0.1 (JSON)

    OCPP 2.0.1 je najnovejša različica, izdana leta 2020. Ponuja nove funkcije in izboljšave, kot so podpora za ISO15118 (Plug and Play), izboljšana varnost in splošno izboljšana zmogljivost.

    Združljivost različic OCPP

    OCPP1.x je združljiv z nižjimi različicami, OCPP1.6 je združljiv z OCPP1.5, OCPP1.5 pa je združljiv z OCPP1.2.

    OCPP2.0.1 ni združljiv z OCPP1.6, čeprav je OCPP2.0.1 združljiv z nekaterimi vsebinami OCPP1.6, vendar je format podatkovnega okvirja popolnoma drugačen od poslanega.

    Protokol OCPP 2.0.1

    1. Razlika med OCPP 2.0.1 in OCPP 1.6

    V primerjavi s prejšnjimi različicami, kot je OCPP 1.6, ima OCPP 2.0.1 večje izboljšave na naslednjih področjih:

    a. Izboljšana varnost

    OCPP 2.0.1: Prenova varnosti in upravljanja naprav

    OCPP 2.0.1 ni združljiv z različico 1.6J zaradi popolne prestrukturiranja podatkovnega modela. Njegova najpomembnejša izboljšava je uvedba treh obveznihVarnostni profili:

    1. Varnostni profil 1:TLS z osnovno avtentikacijo (geslo).

    2. Varnostni profil 2:TLS s potrdili na strani odjemalca (višja varnost).

    3. Varnostni profil 3:TLS s podporo za odjemalska potrdila in modul za varnost strojne opreme (HSM).

    Poleg tega nadomešča omejenoSrčni utripmehanizem s celovitoModel napravePri tem se uporablja standardiziranKomponentainSpremenljivkastruktura za spremljanje vsega, od hitrosti ventilatorja do notranje temperature, kar močno izboljša oddaljeno diagnostiko.

    b. Dodajanje novih funkcij

    OCPP2.0.1 dodaja številne nove funkcije, vključno z inteligentnim upravljanjem polnjenja ter podrobnejšim poročanjem in analizo napak.

    c. Bolj prilagodljiva zasnova

    OCPP2.0.1 je bil zasnovan tako, da je bolj prilagodljiv in ustreza potrebam bolj kompleksnih in raznolikih aplikacij.

    d. Poenostavitev kode

    OCPP2.0.1 poenostavlja kodo, kar olajša implementacijo programske opreme.

    Posodobitev vdelane programske opreme OCPP2.0.1 je dodala digitalni podpis, da prepreči nepopoln prenos vdelane programske opreme, kar bi povzročilo neuspeh posodobitve vdelane programske opreme.

    V praktični uporabi se lahko protokol OCPP2.0.1 uporablja za daljinsko upravljanje polnilnega sistema, spremljanje stanja polnjenja v realnem času, preverjanje pristnosti uporabnikov in druge funkcije, kar močno izboljša uporabo polnilne opreme, učinkovitost in varnost. Podrobnosti in funkcije OCPP2.0.1 so v primerjavi z različico 1.6 številnejše, zato se je povečala tudi težavnost razvoja.

    2. Predstavitev funkcije OCPP2.0.1

    Funkcije OCPP2.0.1

    Protokol OCPP 2.0.1 je najnovejša različica protokola OCPP. V primerjavi z OCPP 1.6 je protokol OCPP 2.0.1 doživel veliko izboljšav in optimizacij. Glavna vsebina vključuje:

    • Dostava sporočil:OCP 2.0.1 dodaja nove vrste sporočil in spreminja starejše oblike sporočil za izboljšanje učinkovitosti in delovanja.

    • Digitalna potrdila:V OCPP 2.0.1 so bili uvedeni varnostni mehanizmi, ki temeljijo na digitalnih potrdilih, da bi zagotovili okrepljeno preverjanje pristnosti naprav in zaščito celovitosti sporočil. To je pomembna izboljšava v primerjavi z varnostnimi mehanizmi OCPP 1.6.

    • Podatkovni model:OCPP 2.0.1 posodablja podatkovni model, da vključuje podporo za nove vrste naprav in funkcije.

    • Upravljanje naprav:OCPP 2.0.1 ponuja obsežnejše funkcije upravljanja naprav, vključno s konfiguracijo naprav, odpravljanjem težav, posodobitvami programske opreme itd.

    • Modeli komponent:OCPP 2.0.1 uvaja bolj prilagodljiv model komponent, ki ga je mogoče uporabiti za opis kompleksnejših polnilnih naprav in sistemov. To omogoča naprednejše funkcije, kot soV2G (Od vozila do omrežja).

    • Pametno polnjenje:Napredno pametno polnjenje in integracija ISO 15118. Razlika med 1.6 in 2.0.1 pri pametnem polnjenju je pomembna. Medtem ko se 1.6J zanaša na osnovnoProfili polnjenjaOCPP 2.0.1 izvorno podpiraISO 15118prek prehodnega mehanizma.

    To omogočaPriklopi in polni (PnC)EVSE deluje kot prehod, ki omogoča električnemu vozilu neposredno izmenjavo digitalnih potrdil z zalednim sistemom za samodejno preverjanje pristnosti. RFID kartice ali aplikacije niso potrebne. To postavlja tudi temelje zaV2G (vozilo-omrežje), kar omogoča dvosmerno upravljanje pretoka energije na podlagi frekvence in zmogljivosti omrežja.

    • Identiteta in avtorizacija uporabnika:OCPP2.0.1 zagotavlja izboljšane mehanizme za identifikacijo in avtorizacijo uporabnikov, podpira več metod za preverjanje pristnosti uporabnikov in postavlja višje zahteve za zaščito uporabniških podatkov.

    III. Uvod v funkcijo OCPP

    1. Inteligentno polnjenje

    IEC-63110

    Zunanji sistem za upravljanje z energijo (EMS)
    OCPP 2.0.1 rešuje to težavo z uvedbo mehanizma obveščanja, ki obvešča CSMS (sistem za upravljanje polnilnih postaj) o zunanjih omejitvah. Neposredni vhodi pametnega polnjenja, ki podpirajo sisteme za upravljanje energije (EMS), lahko rešijo številne situacije:
    Električna vozila, priključena na polnilnice (po standardu ISO 15118)
    OCPP 2.0.1 podpira posodobljeni protokol ISO 15118 za komunikacijo med EVSE in električnimi vozili. Standardno polnjenje »plug-and-play« in pametno polnjenje (vključno z vhodi iz električnih vozil) po ISO 15118 je lažje implementirati z uporabo OCPP 2.0.1. Omogoča upravljavcem polnilnih postaj pošiljanje sporočil (iz sistema CSMS) o polnilnih postajah za prikaz voznikom električnih vozil.
    Pametno polnjenje uporablja:

    (1) Izenačevalnik obremenitve
    Izenačevalnik obremenitve je namenjen predvsem notranji obremenitvi polnilne postaje. Polnilna postaja bo nadzorovala polnilno moč vsake polnilne postaje v skladu s predhodno konfiguracijo. Polnilna postaja bo konfigurirana s fiksno mejno vrednostjo, kot je največji izhodni tok. Poleg tega konfiguracija vključuje tudi izbirne možnosti za optimizacijo porazdelitve moči polnilnih postaj med posamezne polnilne postaje. Ta konfiguracija polnilni postaji sporoči, da so hitrosti polnjenja pod to konfiguracijsko vrednostjo neveljavne in da je treba izbrati druge strategije polnjenja.

    (2) Centralno inteligentno polnjenje
    Centralno pametno polnjenje predpostavlja, da omejitve polnjenja nadzoruje centralni sistem, ki po prejemu napovedi operaterja omrežja o zmogljivosti omrežja izračuna del ali celoten urnik polnjenja, centralni sistem pa bo polnilnim postajam naložil omejitve polnjenja in jih določil z odzivanjem na sporočila.

    (3) Lokalno inteligentno polnjenje
    Lokalno inteligentno polnjenje se izvaja z lokalnim krmilnikom, ki je enakovreden agentu protokola OCPP, odgovornemu za prejemanje sporočil iz centralnega sistema in nadzor nad delovanjem polnjenja drugih polnilnih postaj v skupini. Krmilnik je lahko opremljen s polnilnimi postajami ali ne. V načinu lokalnega inteligentnega polnjenja lokalni krmilnik omejuje polnilno moč polnilne postaje. Med polnjenjem je mogoče spremeniti mejno vrednost. Mejno vrednost polnilne skupine je mogoče konfigurirati lokalno ali s centralnim sistemom.

    2. Predstavitev sistema

    Sistem za upravljanje polnilnih postaj (CSMS)

    sistematični okvir

    Struktura programske opreme OCPP

    Arhitektura programske opreme
    Funkcionalni moduli v protokolu OCPP2.0.1 vključujejo predvsem modul za prenos podatkov, modul za avtorizacijo, varnostni modul, modul za transakcije, modul za vrednosti števcev, modul za stroške, modul za rezervacije, modul za pametno polnjenje, modul za diagnostiko, modul za upravljanje vdelane programske opreme in modul za prikaz sporočil.

    IV. Prihodnji razvoj OCPP

    1. Prednosti OCPP

    OCPP je brezplačen in odprt protokol, ki je tudi učinkovit način za reševanje trenutne medsebojne povezave med polnilnimi ploščadmi. Populariziral se je in uporablja v mnogih državah po svetu, prihodnja medsebojna povezava med storitvami operaterja pa bo imela jezik za komunikacijo.

    Pred pojavom OCPP je vsak proizvajalec polnilnih postaj razvil svoj lastniški protokol za povezljivost v ozadju, s čimer je upravljavce polnilnih postaj povezal z enim samim proizvajalcem polnilnih postaj. Zdaj, ko praktično vsi proizvajalci strojne opreme podpirajo OCPP, lahko upravljavci polnilnih postaj prosto izbirajo strojno opremo katerega koli prodajalca, zaradi česar je trg bolj konkurenčen.

    Enako velja za lastnike nepremičnin/podjetij; ko kupijo polnilno postajo, ki ni skladna s standardom OCPP, ali sklenejo pogodbo s ponudnikom polnilnih postaj (CPO), ki ni skladen s standardom OCPP, so vezani na določeno polnilno postajo in upravljavca polnilnih postaj. Toda s polnilno strojno opremo, ki je skladna s standardom OCPP, lahko lastniki domov ostanejo neodvisni od svojih ponudnikov. Lastniki lahko prosto izberejo bolj konkurenčno, cenovno ugodnejšo ali bolje delujočo CPO. Prav tako lahko razširijo svoje omrežje z mešanjem različne strojne opreme polnilnih postaj, ne da bi morali razstaviti obstoječe napeljave.

    Seveda je glavna prednost električnih vozil ta, da se voznikom električnih vozil ni treba zanašati na enega samega upravljavca polnilnice ali dobavitelja električnih vozil. Tako kot pri kupljenih polnilnih postajah OCPP lahko vozniki električnih vozil preklopijo na boljše CPO/EMP. Druga, a zelo pomembna prednost je možnost uporabe gostovanja za električno mobilnost.

    2. OCPP v vlogi polnjenja električnih vozil

    (1) OCPP pomaga EVSE in CSMS pri medsebojni komunikaciji

    (2) Pooblastilo uporabnikom električnih vozil za začetek polnjenja

    (3) Daljinsko spreminjanje konfiguracije polnjenja, daljinsko upravljanje polnjenja (zagon/ustavitev), daljinsko odklepanje pištole (identifikacija priključka)

    (4) Stanje polnilne postaje v realnem času (na voljo, ustavljena, začasno ustavljena, nepooblaščeno EV/EVSE), podatki o polnjenju v realnem času, poraba energije v realnem času, okvara EVSE v realnem času

    (5) Pametno polnjenje (zmanjšanje obremenitve omrežja)

    (6) Upravljanje vdelane programske opreme (OTAA)

    OCPP 1.6J2.0.1

    Ⅴ.Empirična validacija in vpogledi proizvajalcev

    Izvajanje OCPP 2.0.1 zahteva strogo validacijo.Moč povezave, naša ekipa za raziskave in razvoj je izvedla obsežno testiranje interoperabilnosti z uporaboOCTT (orodje za testiranje skladnosti s protokolom odprtih polnilnih postaj)skupaj z integracijami iz resničnega sveta.

    Testno okolje in rezultati:Uspešno smo potrdili našo vdelano programsko opremo EVSE glede naVeč kot 100 ponudnikov CSMS po vsem svetu(vključno z večjimi evropskimi in ameriškimi omrežji). Naši testi se osredotočajo na:

    • Stabilnost rokovanja TLS:Zagotavljanje trajnosti povezave v okviru varnostnega profila 2 in 3.

    • Celovitost podatkov o transakcijah:Preverjanje novegaDogodek transakcijedostava sporočil v nestabilnih omrežnih pogojih (simulacija izgube paketov).

    Ti empirični podatki potrjujejo, da naša rešitev OCPP 2.0.1 ni le teoretično skladna, temveč je tudi pripravljena za komercialno uporabo V2G.


    Čas objave: 21. oktober 2024