1. Bevezetés az OCPP Protokollba
A hollandiai székhelyű Open Charge Alliance (OCA) által kifejlesztett Open Charge Point Protocol (OCPP) egy szabadon elérhető protokoll a töltőállomások (CS) és bármely Charge Point Management System (CPMS) közötti szabványosított kommunikációra. Ez a protokollarchitektúra zökkenőmentes kommunikációt tesz lehetővé bármely töltési szolgáltató központi felügyeleti rendszerei és az összes töltési pont között, elsősorban a privát töltőhálózatok közötti kommunikációból adódó különféle kihívásokat kezelve. Az OCPP zökkenőmentes kommunikációt tesz lehetővé a különböző szolgáltatók töltőállomásai és központi felügyeleti rendszerei között. Az elmúlt néhány évben a privát töltőhálózatok zártsága jelentős frusztrációt váltott ki számos elektromos jármű tulajdonosában és ingatlankezelőjében, ami széles körben követelte a nyitott modellt az iparágon belül. Az OCPP protokoll előnyei közé tartozik a nyílt és ingyenes használat, a szállítói bezáródás megakadályozása (töltési platform), az integrációs idő/munkaterhelés csökkentése, valamint az informatikai problémák.
A.Bevezetés az OCPP-verziók fejlesztésébe
2009-ben a holland ElaadNL cég kezdeményezte az Open Charge Alliance (OCA) megalakítását, amely elsősorban az Open Charge Point Protocol (OCPP) és az Open Smart Charging Protocol (OSCP) fejlesztéséért felelős. Ezek a protokollok most az OCA tulajdonában vannak. Az OCPP minden típusú töltési technológiát támogat.
B. Bevezetés az OCPP verziókba
OCPP Version Evolution: OCPP 1.5-től a legújabb OCPP 2-ig.0.1
(1)OCPP1.2 (SOAP)
(2)OCPP1.5 (SOAP)
Az iparágon belüli számos szabadalmaztatott protokoll miatt, amelyek akadályozzák az egységes szolgáltatási tapasztalatot és a különböző szolgáltatók közötti interoperabilitást, az Open Charge Alliance (OCA) átvette a vezető szerepet az OCPP 1.5 nyílt protokoll kidolgozásában. A SOAP-ot, amelyet protokollkorlátai korlátoztak, nem lehetett gyorsan, nagy léptékben népszerűsíteni. Az OCPP 1.5 a központi rendszerekkel a HTTP protokollon alapuló SOAP protokoll segítségével kommunikál, lehetővé téve a töltési pontok működését. Támogatja az olyan funkciókat, mint a helyi és távoli tranzakció-kezdeményezés, beleértve a számlázási mérést.
Az OCPP 1.6 (SOAP/JSON) bevezette a JSON formátum megvalósítását a SOAP mellett, javítva az intelligens töltés bővíthetőségét. A JSON-verzió a WebSocketen keresztül kommunikál, lehetővé téve az adatcserét bármilyen hálózati környezetben. A piacon legszélesebb körben használt verzió az 1.6J verzió, amely támogatja a JSON formátumú adatokat a WebSocketen keresztül az adatforgalom csökkentése érdekében, és lehetővé teszi a hálózatokon történő működést a csomagtovábbítás támogatása nélkül (pl. nyilvános internet). Az intelligens töltési funkciók magukban foglalják a terheléselosztást, a központi és helyi intelligenciát, valamint a pontinformációk újraküldését (az aktuális töltési pont információi alapján), mint például a végső mérési érték vagy a töltési pont állapota.
Az OCPP 2.0 (JSON), amelyet a 2018-as verzióban adtak ki, továbbfejlesztett tranzakciófeldolgozást, fokozott biztonságot és eszközkezelési funkciókat vezetett be. Kibővítette az intelligens töltési képességeket az energiamenedzsment-rendszerekhez (EMS), a helyi vezérlőkhöz és az elektromos járművek intelligens töltéssel, töltőállomásokkal és felügyeleti rendszerekkel való integrációjához szükséges topológiákat. Az OCPP 2.0 támogatja az ISO 15118 szabványt is az elektromos járművek plug-and-play és intelligens töltési követelményeire vonatkozóan.
Az OCPP 2.0.1 (JSON) a legújabb verzió, amelyet 2020-ban adnak ki. Új funkciókat és fejlesztéseket kínál, például az ISO 15118 szabvány szerinti plug-and-play támogatást, fokozott biztonságot és átfogó teljesítménynöveléseket.
C.OCPP verzió kompatibilitás
Az OCPP 1.x visszafelé kompatibilis. Az OCPP 1.6 kompatibilis az OCPP 1.5-tel, az OCPP 1.5 pedig az OCPP 1.2-vel.
Az OCPP 2.{1}}.1 nem kompatibilis az OCPP 1.6-tal. Míg az OCPP 2.{6}}.1 bizonyos tartalmai létezhetnek az OCPP 1.6-ban, a továbbított adatkeretek formátuma teljesen más.
2.Az OCPP 2.0.1 Protokoll
V. A korábbi verziókhoz, például az OCPP 1.6-hoz képest az OCPP 2.{3}}.1 számos szempontból jelentős fejlesztéseket hoz:
Fokozott biztonság: Az OCPP 2.{1}}.1 megerősíti a biztonságot a Secure Socket Layer (SSL) alapú HTTPS-kapcsolatok és a biztonságos kommunikációt biztosító új tanúsítványkezelési rendszer bevezetésével.
Új funkciókkal bővült: OCPP 2.{1}}.1 számos új funkciót vezet be, beleértve az intelligens töltéskezelést és a részletesebb hibajelentést és -elemzést.
Rugalmasabb tervezés: Az OCPP 2.{1}}.1 kialakítása rugalmasabb, és megfelel az összetett és változatos alkalmazási követelményeknek.
Egyszerűsített kód: OCPP 2.{1}}.1 leegyszerűsíti a kódot, megkönnyítve a szoftver megvalósítását.
Az OCPP 2.0.1 verziójában a firmware-frissítések digitális aláírásokat tartalmaznak, hogy megakadályozzák a hiányos firmware-letöltéseket, így elkerülhetők a firmware-frissítési hibák.
A gyakorlati alkalmazásokban az OCPP 2.0.1 protokoll használható a töltőállomások távvezérlésére, a töltési állapot valós idejű monitorozására, a felhasználó azonosítására és egyéb funkciókra, jelentősen javítva a töltőberendezések hatékonyságát és biztonságát. . Az OCPP 2.{5}}.1 több részletet és szolgáltatásokat kínál az 1.6-os verzióhoz képest, bár a fejlesztés bonyolultabb.
B. Bevezetés az OCPP 2-be.{1}}.1 Jellemzők
Az OCPP 2.{1}}.1 Protokoll az OCPP protokoll legújabb verziója, amely jelentős fejlesztéseket és optimalizálásokat hajtott végre az OCPP 1.6-hoz képest. A főbb fejlesztések a következők:
Üzenetátvitel: OCPP 2.{1}}.1 új üzenettípusokat vezet be, és módosít néhány régi üzenetformátumot a hatékonyság és a teljesítmény javítása érdekében.
Digitális tanúsítványok: OCPP 2.{1}}.1 digitális tanúsítványokon alapuló biztonsági mechanizmust vezet be, amely megerősített eszközhitelesítést és üzenetintegritás-védelmet biztosít. Ez jelentős előrelépés az OCPP 1.6 biztonsági mechanizmusához képest.
Adatmodell: OCPP 2.{1}}.1 frissíti az adatmodellt, új eszköztípusok és funkciók támogatásával.
Eszközkezelés: Az OCPP 2.{1}}.1 átfogóbb eszközkezelési funkciókat kínál, beleértve az eszközkonfigurációt, a hibadiagnosztikát, a szoftverfrissítéseket stb.
Alkatrészmodell: OCPP 2.0.1 egy rugalmasabb komponensmodellt mutat be, amely bonyolultabb töltőeszközök és rendszerek leírására is használható. Ez segít a fejlett funkciók, például a Vehicle to Grid (V2G) megvalósításában.
Intelligens töltés: Az OCPP 2.{1}}.1 támogatja az intelligens töltést, lehetővé téve a töltési teljesítmény dinamikus beállítását a hálózati feltételek vagy a felhasználói igények alapján.
Felhasználói azonosító és hitelesítés: OCPP 2.{1}}.1 átfogóbb felhasználói azonosság-felismerési és -engedélyezési mechanizmust biztosít, amely több felhasználó hitelesítési módszert is támogat, és magasabb követelményeket támaszt a felhasználói adatok védelmével kapcsolatban.
3. Bevezetés az OCPP funkcionalitásába
A. Intelligens töltés
A Külső Energiagazdálkodási Rendszer (EMS) és az OCPP 2.0.1 célja a töltőállomás-felügyeleti rendszerek (CSMS) külső korlátainak megoldása. Az OCPP 2.{4}}.1 értesítési mechanizmusa tájékoztatja a CSMS-t minden külső korlátozásról. Az EMS közvetlen intelligens töltési bemenetei különféle forgatókönyveket képesek kezelni, például:
Az ISO 15118 szabványon keresztül töltőpontokhoz csatlakoztatott elektromos járművek (EV-k).
Az OCPP 2.{1}}.1 támogatja az ISO 15118 szabványt, egy frissített protokollt az EVSE–EV kommunikációhoz. Az ISO 15118 szabvány plug-and-charge és intelligens töltési funkciói, beleértve az elektromos járművek bemeneteit is, könnyebben megvalósíthatók az OCPP 2-vel.0.1. Ez lehetővé teszi a töltőállomások üzemeltetői számára, hogy üzeneteket küldjenek a töltőállomásról a CSMS-ből, hogy megjelenjenek az elektromos járművek vezetői számára.
Az intelligens töltés céljai közé tartozik:
Terhelés elosztásA terheléselosztás elsősorban a töltőállomások belső terhelésére vonatkozik. Az állomás az előre konfigurált beállítások szerint szabályozza az egyes töltőhalmok töltési teljesítményét. Az állomáshoz rögzített határérték, például a maximális kimeneti áram van beállítva. Ezenkívül a konfiguráció opcionális opciókat is tartalmaz az energiaelosztás optimalizálására a töltőhalmok között. Ez a konfiguráció azt jelzi, hogy az ennél alacsonyabb töltési sebesség nem hatékony, és más töltési stratégiákat kell választani.
Központi intelligens töltésA központi intelligens töltés feltételezi, hogy a töltési határokat egy központi rendszer szabályozza. Miután megkapta a hálózati kapacitásra vonatkozó előrejelzéseket a hálózatüzemeltetőtől, a központi rendszer kiszámítja a töltési tervek egy részét vagy egészét. Töltési korlátozásokat ír elő a töltési cölöpökre azáltal, hogy az üzenetekre válaszolva állítja be ezeket a határértékeket.
Helyi intelligens töltésA helyi intelligens töltés egy helyi vezérlőn keresztül valósul meg, amely OCPP protokoll proxyként működik. Üzeneteket fogad a központi rendszertől, és szabályozza a csoport többi állomásának töltési viselkedését. A helyi vezérlő felszerelhető töltőcölöpökkel, vagy úgy dönthet, hogy nem. Helyi intelligens töltés módban a helyi vezérlő korlátozza az állomás töltési teljesítményét. Ezek a határértékek a töltési folyamat során módosíthatók, a csoport határértékei helyben vagy a központi rendszer által konfigurálhatók.
B: Rendszerbevezetés
Az OCPP2.{1}}.1 protokoll funkcionális moduljai főként a következőket tartalmazzák:
Adatátviteli modul
Engedélyezési modul
Biztonsági modul
Tranzakciók modul
Mérő modul
Költség modul
Foglalási modul
Intelligens töltő modul
Diagnosztikai modul
Firmware-kezelési modul
Üzenetkijelző modul
4.OCPP jövőbeli fejlesztése
A.OCPP előnyeiAz Open Charge Point Protocol (OCPP) egy ingyenes és nyílt protokoll, amely hatékony megoldásként szolgál a töltőállomások átjárhatóságára. A világ számos országában népszerűsítették és használják. Bár Kína még nem alakított ki egységes protokollt, az OCPP alapul vétele megkönnyítheti a kommunikációt a szolgáltatók szolgáltatásai között a jövőben. Kína új energetikai járműiparának fejlődésével a töltési lehetőségek kiigazítása és egységesítése küszöbön áll. Még időre van szükség a tesztelésre, hogy a nemzeti osztályok vagy az üzemeltetők elfogadják-e az OCPP protokollt.
Az OCPP megjelenése előtt minden töltőcölöp-gyártó kifejlesztette saját protokollját a háttérkapcsolatokhoz, amelyek a töltőcölöpök kezelőit az egyes gyártókkal zárolják. Most, hogy szinte minden hardvergyártó támogatja az OCPP-t, a töltőcölöpök üzemeltetői szabadon választhatnak hardvert bármely szállítótól, így versenyképesebbé válik a piac.
Ugyanez vonatkozik az ingatlan-/vállalkozástulajdonosokra; amikor nem OCPP töltőállomásokat vásárolnak vagy szerződést kötnek nem OCPP CPO-kkal, meghatározott töltőállomásokhoz és üzemeltetőkhöz kötődnek. Az OCPP-kompatibilis töltőhardverrel azonban a tulajdonosok függetlenek maradhatnak a szállítóktól. Szabadon választhatnak olyan CPO-kat, amelyek versenyképesebbek, költséghatékonyabbak vagy funkciókban gazdagabbak. A meglévő eszközök eltávolítása nélkül is bővíthetik hálózatukat különböző töltőhalmok hardvereinek keverésével.
Az elektromos járművek vezetőinek egyik fő előnye, hogy nem kell egyetlen töltőhalom-kezelőre vagy elektromos járművek beszállítójára támaszkodniuk. Az OCPP töltőállomások vásárlásához hasonlóan az elektromos járművek vezetői jobb CPO-kra/EMP-kre válthatnak. A második, de nagyon fontos előny az e-mobilitás barangolás használatának lehetősége. Az OCPP és egy másik nyílt protokoll, az OCPI lehetővé teszi az e-roamingot. Az E-Roaming hozzáférést biztosít az elektromos járművezetőknek az összes elérhető töltési infrastruktúrához egyetlen előfizetéssel vagy az E-Mobility szolgáltatóval kötött szerződéssel.
B. Különbségek az OCPP és a hazai protokollok közöttJelenleg a legtöbb hazai töltőberendezés-gyártó és -üzemeltető, például a State Grid, a Southern Power Grid, a Teld és az Aulton a 104-es protokollt alkalmazza alapprotokollként, és bizonyos mértékig módosítja azt.
A TCP/IP-n alapuló 104-es protokoll egy bináris kommunikációs protokoll, amely kis adatméretéről, de rossz olvashatóságáról és bővíthetőségének hiányáról ismert. Hátrányai közé tartozik a felhasználói fiókok információinak és foglalásainak kezelése, a járműoldali BMS információk és az akkumulátor hitelesítés, valamint a parkolóhelyek valós idejű állapotinformációi. Például egy időben megosztott bérbeadó cégnek nehéz lenne mélyrehatóan optimalizálnia a felhasználói élményt a töltési halom releváns információk továbbítása révén; hasonlóképpen kihívást jelent a töltőcölöpök számára, hogy azonnal tájékoztassák az autótulajdonosokat az akkumulátor állapotáról a gyenge nyújthatóság miatt.
Ezért e hátrányok miatt egyes gyártók bizonyos módosításokat hajtottak végre a megvalósítás során, hogy részben megfeleljenek a fent említett nem teljesült forgatókönyveknek. Ez eltérésekhez vezetett az egyes gyártók megvalósításának részleteiben, lényegében félig privát protokollt téve a külső interfészeknél, ami jelentős testreszabott integrációs költségeket eredményezett.
A jelentések szerint a 104-es protokoll két részből áll: az üzleti adatformátumból és a hálózatkezelésből. Jelenleg a legtöbb gyártó nem használja a kapcsolódó parancsokat a hálózatkezeléshez a megvalósítás során. Korábban, mivel a legtöbb dedikált gyorstöltő állomás városi területeken és a földön épült, a vezeték nélküli kapcsolat problémái nem voltak súlyosak. A magánszemélygépkocsik fejlesztésével és a parkolófelújításokon alapuló töltőállomások kiépítésével azonban a töltőhelyek bonyolultsága megbízhatatlan kapcsolatokhoz vezethet. Ilyen esetekben a gyenge hálózati jelek kezelésére szolgáló módszer hiánya számos problémát tárt fel.
C. Az OCPP szerepe az elektromos járművek töltésében a következőket tartalmazza:
Az OCPP megkönnyíti a kommunikációtaz EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) és a CSMS (Charging Station Management System) között.
Engedélyezésaz elektromos járművek felhasználóinak a töltés megkezdéséhez.
Távoli módosítástöltési konfigurációk, távoli töltésvezérlés (start/stop) és a töltőpisztoly távoli feloldása (csatlakozóazonosító).
Valós idejű állapota töltőállomás adatai (rendelkezésre álló, leállított, felfüggesztett, jogosulatlan EV/EVSE), valós idejű töltési adatok, valós idejű energiafogyasztás és valós idejű EVSE hibák.
Intelligens töltésaz elektromos hálózat terhelésének csökkentése érdekében.
Firmware-kezelés(Over-The-Air engedély).
Ezek a funkciók hozzájárulnak az elektromos járművek töltési infrastruktúrájának hatékonyságának és felhasználói élményének javításához.