Эволюция OCPP: переход с версии 1.6 на версию 2.0.1 и далее в зарядке электромобилей
Оглавление
I. Введение в протокол открытой точки зарядки
TheПротокол открытой точки зарядки (OCPP)служит глобальным стандартом связи между оборудованием электропитания транспортных средств (EVSE) и системами управления зарядными станциями (CSMS). РазработаноАльянс открытого заряда (OCA)Этот протокол признан стандартом де-факто в электромобильной отрасли (предшественник IEC 63110). Он устраняет привязки к проприетарным технологиям, обеспечивая бесперебойное взаимодействие оборудования разных производителей с различными внутренними системами.
Примечание: в этой статье используются официальные стандарты, изложенные в официальных документах OCA и спецификациях IEC/ISO.
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.
Скачок от 1.6J к 2.0.1
В то время как более ранние версии, такие как OCPP 1.5, полагались на громоздкий протокол SOAP,ОЦПП 1.6JВнедрение JSON через WebSockets произвело революцию в отрасли. Это позволило реализовать полнодуплексную связь и значительно сократить трафик данных, сделав JSON нынешним рыночным стандартом. Однако выпускОКПЗ 2.0.1(исправление ошибок версии 2.0) знаменует собой смену парадигмы. В отличие от версии 1.6J, OCPP 2.0.1 не обладает обратной совместимостью из-за фундаментальных изменений в структуре данных, разработанной для поддержки сложных систем управления энергопотреблением (EMS) и строгих стандартов безопасности.
Введение в версию Ⅱ.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.
OCPP 1.6J (JSON через WebSockets)
Хотя старая версия SOAP устарела,ОЦПП 1.6JОстаётся наиболее распространённой версией. Она используетJSON через WebSockets (WSS), что обеспечивает полнодуплексную связь. В отличие от SOAP на основе HTTP, WSS позволяет серверу (CSMS) инициировать команды (например,RemoteStartTransaction) к зарядному устройству, даже если зарядное устройство находится за брандмауэром NAT.
OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, выпущенный 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 встроенными системами интеллектуальной зарядки, зарядными станциями и системами управления зарядными станциями. ПоддерживаетИСО 15118: Требования к технологиям Plug and Play и Smart Charging для электромобилей.
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.
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.
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
OCPP 2.0.1: Обновление безопасности и управления устройствами
Версия OCPP 2.0.1 несовместима с версией 1.6J из-за полной реструктуризации модели данных. Наиболее важным улучшением является введение трёх обязательныхПрофили безопасности:
-
Профиль безопасности 1:TLS с базовой аутентификацией (пароль).
-
Профиль безопасности 2:TLS с клиентскими сертификатами (повышенная безопасность).
-
Профиль безопасности 3:Поддержка TLS с клиентскими сертификатами и аппаратным модулем безопасности (HSM).
Кроме того, он заменяет ограниченныйСердцебиениемеханизм с всеобъемлющимМодель устройства. Здесь используется стандартизированныйКомпонентиПеременнаяструктура для мониторинга всех параметров — от скорости вентилятора до внутренней температуры, что значительно улучшает удаленную диагностику.
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 версии OCPP 2.0.1 были реализованы механизмы безопасности на основе цифровых сертификатов, обеспечивающие усиленную аутентификацию устройств и защиту целостности сообщений. Это значительное улучшение по сравнению с механизмами безопасности версии OCPP 1.6.
•Модель данных:OCPP 2.0.1 обновляет модель данных, включая поддержку новых типов устройств и функций.
•Управление устройством:OCPP 2.0.1 предоставляет более комплексные функции управления устройствами, включая настройку устройств, устранение неполадок, обновление программного обеспечения и т. д.
•Модели компонентов:В OCPP 2.0.1 представлена более гибкая модель компонентов, которую можно использовать для описания более сложных зарядных устройств и систем. Это позволяет реализовать более продвинутые функции, такие какV2G (Автомобиль-сеть).
•Умная зарядка:Расширенная интеллектуальная зарядка и интеграция с ISO 15118. Разница между версиями 1.6 и 2.0.1 в области интеллектуальной зарядки значительна. В то время как версия 1.6J основана на базовыхChargingProfiles, OCPP 2.0.1 изначально поддерживаетИСО 15118через сквозной механизм.
Это позволяетПодключи и заряжай (PnC): EVSE действует как шлюз, позволяя электромобилю обмениваться цифровыми сертификатами напрямую с бэкэндом для автоматической аутентификации. RFID-карты или приложения не требуются. Это также закладывает основу дляV2G (транспортное средство-сеть), что позволяет управлять двунаправленным потоком энергии на основе частоты и мощности сети.
•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 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)

Ⅴ. Эмпирическая проверка и информация от производителя
Внедрение OCPP 2.0.1 требует строгой проверки.LinkpowerНаша команда НИОКР провела обширное тестирование на совместимость с использованиемOCTT (инструмент тестирования соответствия протоколу Open Charge Point)наряду с реальными интеграциями.
Тестовая среда и результаты:Мы успешно проверили нашу прошивку EVSE на соответствиеБолее 100 глобальных поставщиков CSMS(включая крупные европейские и американские сети). Наши тесты направлены на:
-
Стабильность рукопожатия TLS:Обеспечение устойчивости соединения в профилях безопасности 2 и 3.
-
Целостность данных транзакций:Проверка нового
TransactionEventдоставка сообщений в нестабильных условиях сети (симуляция потери пакетов).
Эти эмпирические данные подтверждают, что наше решение OCPP 2.0.1 не только теоретически соответствует требованиям, но и готово к коммерческому развертыванию V2G.
Время публикации: 21 октября 2024 г.







