В данной 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 нидерландской организацией OCA (Open Charge Alliance). Open Charge Point Protocol (OCPP) — это унифицированная схема связи между CS и любой системой управления зарядными станциями (CSMS). Эта архитектура протокола поддерживает взаимодействие централизованной системы управления любого поставщика услуг зарядки со всеми зарядными станциями и в первую очередь разработана 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 меняет закрытую природу частных сетей зарядки, которая вызывала проблемы у большого числа 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 проприетарных протоколов, не обеспечивающих унифицированный интерфейс обслуживания и оперативное взаимодействие между различными операторами, компания OCA взяла на себя инициативу по разработке открытого протокола OCPP1.5. SOAP ограничен собственными протокольными ограничениями и не может получить широкого и быстрого распространения.
OCPP 1.5 взаимодействует с центральными системами через протокол SOAP на основе протокола HTTP для управления точками тарификации. Он поддерживает следующие функции: локальные и удаленно инициируемые транзакции, включая измерение биллинга.
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Версия OCPP1.6, включающая реализацию формата JSON, расширила возможности интеллектуальной зарядки. Версия JSON использует протокол WebSocket для обмена данными в любой сетевой среде. Наиболее часто используемым протоколом на рынке является версия 1.6J, поддерживающая формат данных JSON на основе протокола WebSocket для сокращения трафика данных (JSON, данные JSON на основе протокола WebSocket для сокращения трафика данных).
Поддерживает данные в формате JSON на основе протокола WebSockets для сокращения трафика (JSON, JavaScript Object Representation — облегченный формат обмена данными) и позволяет работать в сетях, не поддерживающих маршрутизацию пакетов точек зарядки (например, общедоступный интернет). Интеллектуальная зарядка: балансировка нагрузки, централизованная интеллектуальная зарядка и локальная интеллектуальная зарядка. Позволяет точкам зарядки повторно отправлять собственную информацию (на основе текущей информации о точках зарядки), например, последнее измеренное значение или состояние точки зарядки.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
Версия OCPP 2.0, выпущенная в 2018 году, улучшает обработку транзакций, повышает безопасность и управление устройствами: добавляет функции интеллектуальной зарядки для топологий с системами управления энергопотреблением (EMS), локальными контроллерами, а также для электромобилей со встроенной интеллектуальной зарядкой, зарядными станциями и системами управления зарядными станциями. Соответствует требованиям 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), улучшенная 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. Разница 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 о неисправностях и их анализ.
в) Более гибкий дизайн
OCPP2.0.1 был разработан для большей гибкости и 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, безопасность и производительность зарядного оборудования. OCPP2.0.1 отличается от версии 1.6 большим количеством 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 получил множество улучшений и оптимизаций. Основные положения включают:
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 реализовать 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
Система внешнего управления энергией (EMS)
OCPP 2.0.1 решает эту проблему, внедряя механизм уведомлений, который информирует CSMS (систему управления зарядными станциями) о внешних ограничениях. Прямые интеллектуальные входы для зарядки, поддерживающие системы управления энергопотреблением (EMS), могут решить множество проблем:
Электромобили, подключенные к зарядным станциям (согласно ISO 15118)
OCPP 2.0.1 поддерживает протокол связи между электромобилями и электромобилями, обновлённый по стандарту ISO 15118. Зарядка по стандарту ISO 15118 с функцией plug-and-play и интеллектуальная зарядка (включая данные от электромобилей) проще реализовать с помощью OCPP 2.0.1. Операторы зарядных станций могут отправлять сообщения (из CSMS) о зарядных станциях для отображения водителям электромобилей.
Умная зарядка использует:
(1) Балансировщик нагрузки
Балансировщик нагрузки в основном предназначен для управления внутренней нагрузкой зарядной станции. Зарядная станция контролирует мощность зарядки каждого зарядного поста в соответствии с предварительно заданной конфигурацией. Для зарядной станции задаётся фиксированное предельное значение, например, максимальный выходной ток. Кроме того, конфигурация включает дополнительные опции для оптимизации распределения мощности между зарядными станциями. Эта конфигурация сообщает зарядной станции, что значения скорости зарядки ниже заданного значения недопустимы и следует выбрать другие стратегии зарядки.
(2) Центральная интеллектуальная зарядка
Централизованная 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, реагируя на сообщения.
(3) Локальная интеллектуальная зарядка
Локальная интеллектуальная зарядка реализуется локальным контроллером, который является эквивалентом агента протокола OCPP, отвечающего за получение сообщений от центральной системы и управление зарядкой других зарядных станций в группе. Сам контроллер может быть оборудован зарядными станциями или нет. В режиме локальной интеллектуальной зарядки локальный контроллер ограничивает зарядную мощность зарядной станции. В процессе зарядки предельное значение может быть изменено. Предельное значение для группы зарядок 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 стоимости, модуль резервирования, модуль интеллектуальной зарядки, модуль диагностики, модуль управления прошивкой и модуль отображения сообщений.
IV. Дальнейшее развитие OCPP
1. Преимущества OCPP
OCPP — это бесплатный и открытый протокол, а также эффективный способ решения текущей проблемы взаимосвязей между платными сетями. Он популярен и используется во многих странах мира. Будущее взаимодействие между услугами операторов будет иметь язык общения.
До появления OCPP каждый производитель зарядных станций разрабатывал собственный проприетарный протокол для внутреннего подключения, что привязывало операторов зарядных станций к одному производителю. Теперь, когда практически все производители оборудования поддерживают OCPP, операторы зарядных станций могут свободно выбирать оборудование любого поставщика, что повышает конкуренцию на рынке.
То же самое относится и к владельцам недвижимости/бизнеса: приобретая зарядную станцию, не соответствующую требованиям OCPP, или заключая договор с CPO, не соответствующим требованиям OCPP, они привязаны к конкретному оператору зарядной станции и зарядного пункта. Однако благодаря зарядному оборудованию, соответствующему требованиям OCPP, домовладельцы могут оставаться независимыми от своих поставщиков. Владельцы могут свободно выбирать более конкурентоспособный, более доступный или более функциональный CPO. Кроме того, они могут расширять свою сеть, комбинируя различные зарядные станции без необходимости демонтировать существующие.
Конечно, главное преимущество электромобилей заключается в том, что водителям электромобилей не нужно полагаться на одного оператора зарядных станций или поставщика электромобилей. Как и в случае с покупными зарядными станциями OCPP, водители электромобилей могут перейти на более качественные CPO/EMP. Второе, но очень важное преимущество — возможность использования роуминга электромобилей.
2. OCPP в роли зарядки электромобилей
(1) OCPP помогает EVSE и CSMS взаимодействовать друг с другом
(2) Разрешение пользователям электромобилей начать зарядку
(3) Дистанционное изменение конфигурации зарядки, дистанционное управление зарядкой (запуск/остановка), дистанционная разблокировка пистолета (идентификатор разъема)
(4) Состояние зарядной станции в режиме реального времени (доступно, остановлено, приостановлено, неавторизованный EV/EVSE), данные о зарядке в режиме реального времени, потребление энергии в режиме реального времени, отказ EVSE в режиме реального времени
(5) Умная зарядка (снижение нагрузки на сеть)
(6) Управление прошивкой (OTAA)
Компания Linkpower была основана в 2018 году и на протяжении 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.
Быстрые зарядные устройства переменного и постоянного тока с программным обеспечением OCPP1.6 уже прошли тестирование у более чем 100 поставщиков 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 важным шагом на пути к реализации двунаправленной зарядки V2G.
Время публикации: 21 октября 2024 г.