В этой статье описывается эволюция протокола OCPP, обновление с версии 1.5 до 2.0.1, подчеркиваются улучшения в области безопасности, интеллектуальной зарядки, расширения функций и упрощения кода в версии 2.0.1, а также его ключевая роль в зарядке электромобилей.
I. Введение в протокол OCPP
Полное название OCPP — Open Charge Point Protocol, бесплатный и открытый протокол, разработанный организацией OCA (Open Charge Alliance), базирующейся в Нидерландах. Open Charge Point Protocol (OCPP) — это унифицированная схема связи между CS и любой системой управления зарядными станциями (CSMS). Эта архитектура протокола поддерживает взаимосвязь централизованной системы управления любого поставщика услуг зарядки со всеми зарядными станциями и в первую очередь предназначена для решения проблем со связью, возникающих в частных сетях зарядки. OCPP поддерживает управление связью между зарядными станциями и централизованной системой управления каждого поставщика. OCPP поддерживает связь между зарядными станциями и центральной системой управления каждого поставщика. Он изменяет закрытую природу частных сетей зарядки, которая вызывала проблемы у большого количества владельцев электромобилей и управляющих недвижимостью, и привела к широкому призыву к открытой модели в отрасли.
Преимущества протокола OCPP
Открыто и бесплатно для использования
Предотвращает привязку к одному поставщику (платформе тарификации)
Сокращает время/усилия интеграции и количество ИТ-проблем
1. История OCPP
2. Введение в версию OCPP
Как показано ниже, от OCPP1.5 до последней версии OCPP2.0.1
Поскольку в отрасли слишком много фирменных протоколов для поддержки унифицированного сервисного опыта и оперативного взаимодействия между различными сервисами операторов, OCA взяла на себя инициативу по разработке открытого протокола OCPP1.5. SOAP ограничен собственными ограничениями протокола и не может быть широко и быстро популяризирован.
OCPP 1.5 взаимодействует с центральными системами по протоколу SOAP на основе протокола HTTP для управления точками тарификации. Он поддерживает следующие функции: Локальные и удаленно инициируемые транзакции, включая измерение счетов
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Версия OCPP1.6, присоединилась к реализации формата JSON и увеличила расширение интеллектуальной зарядки. Версия JSON через связь WebSocket, может быть в любой сетевой среде для отправки друг другу данных, наиболее используемым протоколом на рынке является версия 1.6J, поддержка данных формата JSON на основе протокола веб-сокетов для сокращения трафика данных (JSON, данные JSON на основе протокола веб-сокетов для сокращения трафика данных).
Поддерживает данные формата JSON на основе протокола websockets для сокращения трафика данных (JSON, JavaScript Object Representation, является облегченным форматом обмена данными) и позволяет работать в сетях, которые не поддерживают маршрутизацию пакетов точек зарядки (например, общедоступный Интернет). Умная зарядка: балансировка нагрузки, централизованная умная зарядка и локальная умная зарядка. Разрешить точкам зарядки повторно отправлять собственную информацию (на основе текущей информации о точке зарядки), например, последнее измеренное значение или состояние точки зарядки.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, выпущенный в 2018 году, улучшает обработку транзакций, повышает безопасность, управление устройствами: добавляет функциональность интеллектуальной зарядки для топологий с системами управления энергопотреблением (EMS), локальными контроллерами и для электромобилей с интегрированной интеллектуальной зарядкой, зарядными станциями и системами управления зарядными станциями. Поддерживает требования ISO 15118: Plug and Play и Smart Charging для электромобилей.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 — последняя версия, выпущенная в 2020 году. Она предоставляет новые функции и улучшения, такие как поддержка ISO15118 (Plug and Play), повышенная безопасность и общая улучшенная производительность.
3. Совместимость версий OCPP
OCPP1.x совместим с более низкими версиями, OCPP1.6 совместим с OCPP1.5, OCPP1.5 совместим с OCPP1.2.
OCPP2.0.1 несовместим с OCPP1.6, хотя часть содержимого OCPP2.0.1 также совместима, но формат кадра данных полностью отличается от отправленного.
Во-вторых, протокол OCPP 2.0.1
1. Различия между OCPP 2.0.1 и OCPP 1.6
По сравнению с более ранними версиями, такими как OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 имеет значительные улучшения в следующих областях:
а. Улучшенная безопасность
Безопасность OCPP2.0.1 усилена за счет внедрения HTTPS-соединений на основе Secure Sockets Layer и новой схемы управления сертификатами для обеспечения безопасности коммуникаций.
б.Добавление новых функций
OCPP2.0.1 добавляет множество новых функций, включая интеллектуальное управление зарядкой, а также более подробные отчеты и анализ неисправностей.
в) Более гибкий дизайн
OCPP2.0.1 был разработан с целью обеспечить большую гибкость для удовлетворения потребностей более сложных и разнообразных приложений.
г. Упрощение кода
OCPP2.0.1 упрощает код, облегчая реализацию программного обеспечения.
В обновление прошивки OCPP2.0.1 добавлена цифровая подпись, чтобы предотвратить неполную загрузку прошивки, приводящую к сбою обновления прошивки.
На практике протокол OCPP2.0.1 может использоваться для реализации удаленного управления зарядным устройством, мониторинга состояния зарядки в реальном времени, аутентификации пользователей и других функций, что значительно повышает эффективность и безопасность использования зарядного оборудования. По сравнению с версией 1.6, OCPP2.0.1 обладает множеством деталей и функций, а также возросла сложность разработки.
2. Введение в функцию OCPP2.0.1
Протокол OCPP 2.0.1 — это последняя версия протокола OCPP. По сравнению с OCPP 1.6, протокол OCPP 2.0.1 внес множество улучшений и оптимизаций. Основное содержание включает:
Доставка сообщений: OCP 2.0.1 добавляет новые типы сообщений и изменяет старые форматы сообщений для повышения эффективности и производительности.
Цифровые сертификаты: В OPC 2.0.1 были введены механизмы безопасности на основе цифровых сертификатов для обеспечения усиленной аутентификации устройств и защиты целостности сообщений. Это значительное улучшение по сравнению с механизмами безопасности OCPP1.6.
Модель данных: OPC 2.0.1 обновляет модель данных, включая поддержку новых типов устройств и функций.
Управление устройствами: OPC 2.0.1 предоставляет более комплексные функции управления устройствами, включая настройку устройств, устранение неполадок, обновление программного обеспечения и т. д.
Модели компонентов: OCP 2.0.1 представляет более гибкую модель компонентов, которую можно использовать для описания более сложных зарядных устройств и систем. Это помогает включить более продвинутые функции, такие как V2G (Vehicle to Grid).
Умная зарядка: OCPP2.0.1 добавляет поддержку интеллектуальной зарядки, например, мощность зарядки может динамически регулироваться в соответствии с условиями сети или потребностями пользователя.
Идентификация и авторизация пользователя: OCPP2.0.1 обеспечивает улучшенные механизмы идентификации и авторизации пользователей, поддерживает несколько методов аутентификации пользователей и выдвигает более высокие требования к защите пользовательских данных.
III. Введение в функцию OCPP
1. Интеллектуальная зарядка
Внешняя система управления энергией (EMS)
OCPP 2.0.1 решает эту проблему, вводя механизм уведомления, который уведомляет CSMS (систему управления зарядными станциями) о внешних ограничениях. Прямые интеллектуальные входы зарядки, которые поддерживают системы управления энергопотреблением (EMS), могут решить многие ситуации:
Электромобили, подключенные к зарядным станциям (согласно ISO 15118)
OCPP 2.0.1 поддерживает обновленный протокол ISO 15118 для связи EVSE-EV. Стандартную зарядку plug-and-play и интеллектуальную зарядку ISO 15118 (включая входные данные от электромобилей) проще реализовать с помощью OCPP 2.0.1. Позволяет операторам зарядных станций отправлять сообщения (из CSMS) о зарядных станциях для отображения водителям электромобилей.
Умная зарядка использует:
(1) Балансировщик нагрузки
Балансировщик нагрузки в основном нацелен на внутреннюю нагрузку зарядной станции. Зарядная станция будет контролировать мощность зарядки каждого зарядного поста в соответствии с предварительной конфигурацией. Зарядная станция будет настроена с фиксированным предельным значением, таким как максимальный выходной ток. Кроме того, конфигурация также включает в себя дополнительные параметры для оптимизации распределения мощности зарядных станций по отдельным зарядным станциям. Эта конфигурация сообщает зарядной станции, что скорости зарядки ниже этого значения конфигурации недопустимы и что следует выбрать другие стратегии зарядки.
(2) Центральная интеллектуальная зарядка
Центральная интеллектуальная зарядка предполагает, что лимиты зарядки контролируются центральной системой, которая рассчитывает часть или весь график зарядки после получения прогнозной информации от оператора сети о пропускной способности сети, а центральная система будет устанавливать лимиты зарядки на зарядных станциях и устанавливать лимиты зарядки, отвечая на сообщения.
(3) Локальная интеллектуальная зарядка
Локальная интеллектуальная зарядка реализуется локальным контроллером, который эквивалентен агенту протокола OCPP, отвечающему за прием сообщений от центральной системы и управление поведением зарядки других зарядных станций в группе. Сам контроллер может быть оснащен зарядными станциями или нет. В режиме локальной интеллектуальной зарядки локальный контроллер ограничивает зарядную мощность зарядной станции. Во время зарядки предельное значение может быть изменено. Предельное значение зарядной группы может быть настроено локально или центральной системой.
2. Введение в систему
систематическая структура
архитектура программного обеспечения
Функциональные модули в протоколе OCPP2.0.1 в основном включают модуль передачи данных, модуль авторизации, модуль безопасности, модуль транзакций, модуль значений счетчиков, модуль затрат, модуль резервирования, модуль интеллектуальной зарядки, модуль диагностики, модуль управления прошивкой и модуль отображения сообщений.
IV.Будущее развитие OCPP
1. Преимущества OCPP
OCPP — это бесплатный и открытый протокол, а также эффективный способ решения текущей проблемы взаимосвязи между платными сетями. Он популярен и используется во многих странах мира. Будущая взаимосвязь между услугами операторов будет иметь язык общения.
До появления OCPP каждый производитель зарядных постов разрабатывал свой собственный фирменный протокол для внутреннего подключения, тем самым привязывая операторов зарядных постов к одному производителю зарядных постов. Теперь, когда практически все производители оборудования поддерживают OCPP, операторы зарядных постов могут свободно выбирать оборудование от любого поставщика, что делает рынок более конкурентоспособным.
То же самое касается владельцев недвижимости/бизнеса: когда они покупают зарядную станцию, не соответствующую OCPP, или заключают контракт с CPO, не соответствующим OCPP, они привязаны к определенной зарядной станции и оператору зарядного поста. Но с зарядным оборудованием, соответствующим OCPP, домовладельцы могут оставаться независимыми от своих поставщиков. Владельцы могут свободно выбирать более конкурентоспособный, более дешевый или более функциональный CPO. Кроме того, они могут расширять свою сеть, смешивая различное зарядное оборудование без необходимости демонтировать существующие установки.
Конечно, главное преимущество электромобилей заключается в том, что водителям электромобилей не нужно полагаться на одного оператора зарядного поста или поставщика электромобилей. Как и в случае с купленными зарядными станциями OCPP, водители электромобилей могут перейти на более качественные CPO/EMP. Второе, но очень важное преимущество — возможность использовать роуминг электромобилей.
2. OCPP в роли зарядки электромобилей
(1) OCPP помогает EVSE и CSMS взаимодействовать друг с другом
(2) Разрешение пользователям электромобилей начать зарядку
(3) Удалённое изменение конфигурации зарядки, удалённое управление зарядкой (запуск/остановка), удалённая разблокировка пистолета (идентификатор разъёма)
(4) Состояние зарядной станции в реальном времени (доступно, остановлено, приостановлено, неавторизованный EV/EVSE), данные о зарядке в реальном времени, потребление энергии в реальном времени, отказ EVSE в реальном времени
(5) Умная зарядка (снижение нагрузки на сеть)
(6) Управление прошивкой (OTAA)
Компания Linkpower была основана в 2018 году и уже более 8 лет занимается комплексными исследованиями и разработками для зарядных станций электромобилей переменного/постоянного тока, включая программное обеспечение, аппаратное обеспечение, внешний вид и т. д.
Как быстрое зарядное устройство переменного тока, так и быстрое зарядное устройство постоянного тока с программным обеспечением OCPP1.6 уже прошли тестирование с более чем 100 поставщиками платформы OCPP. В то же время мы смогли обновить OCPP1.6J до OCPP2.0.1, а коммерческое решение EVSE оснащено модулями IEC/ISO15118, что является солидным шагом на пути к реализации двунаправленной зарядки V2G.
Время публикации: 21 октября 2024 г.