Αυτό το άρθρο περιγράφει την εξέλιξη του πρωτοκόλλου OCPP, την αναβάθμιση από την έκδοση 1.5 σε 2.0.1, υπογραμμίζοντας τις βελτιώσεις στην ασφάλεια, την έξυπνη φόρτιση, τις επεκτάσεις χαρακτηριστικών και την απλούστευση κώδικα στην έκδοση 2.0.1, καθώς και τον βασικό ρόλο της στην χρέωση των ηλεκτρικών οχημάτων.
I. Εισαγωγή του πρωτοκόλλου OCPP
Το πλήρες όνομα του OCPP είναι το πρωτόκολλο ανοιχτού σημείου φόρτισης, το οποίο είναι ένα ελεύθερο και ανοιχτό πρωτόκολλο που αναπτύχθηκε από την OCA (Open Charge Alliance), έναν οργανισμό που εδρεύει στην Ολλανδία. Το πρωτόκολλο ανοιχτού σημείου φόρτισης (OCPP) είναι ένα ενοποιημένο σύστημα επικοινωνίας μεταξύ ενός CS και οποιουδήποτε συστήματος διαχείρισης σταθμών φόρτισης (CSMS). Αυτή η αρχιτεκτονική πρωτοκόλλου υποστηρίζει τη διασύνδεση οποιουδήποτε κεντρικού συστήματος διαχείρισης υπηρεσιών φόρτισης με όλους τους σταθμούς φόρτισης και έχει σχεδιαστεί κυρίως για την αντιμετώπιση των δυσκολιών επικοινωνίας που προκύπτουν σε ιδιωτικά δίκτυα χρέωσης. Το OCPP υποστηρίζει την επικοινωνία μεταξύ των σταθμών φόρτισης και του κεντρικού συστήματος διαχείρισης κάθε παροχέα. Αλλάζει την κλειστή φύση των ιδιωτικών δικτύων χρέωσης, η οποία έχει προκαλέσει προβλήματα για μεγάλο αριθμό ιδιοκτητών EV και διαχειριστές ακινήτων και έχει οδηγήσει σε μια ευρεία έκκληση για ανοιχτό μοντέλο σε ολόκληρο τον κλάδο.
Οφέλη του πρωτοκόλλου OCPP
Ανοιχτό και δωρεάν στη χρήση
Αποτρέπει το κλείδωμα σε έναν μόνο πάροχο (πλατφόρμα φόρτισης)
Μειώνει το χρόνο/προσπάθεια ενσωμάτωσης και θέματα πληροφορικής
1 、 Ιστορικό του OCPP
2. Εισαγωγή έκδοσης OCPP
Όπως φαίνεται παρακάτω, από το OCPP1.5 έως το τελευταίο OCPP2.0.1
Επειδή υπάρχουν πάρα πολλά ιδιόκτητα πρωτόκολλα στη βιομηχανία για να υποστηρίξουν μια ενοποιημένη εμπειρία υπηρεσίας και λειτουργική διασύνδεση μεταξύ διαφορετικών υπηρεσιών χειριστή, η OCA ανέλαβε ηγετικό ρόλο στην ανάπτυξη του Open Protocol OCPP1.5. Το σαπούνι περιορίζεται από τους δικούς του περιορισμούς πρωτοκόλλου και δεν μπορεί να διαδοθεί ευρέως και ταχέως.
Το OCPP 1.5 επικοινωνεί με τα κεντρικά συστήματα μέσω του πρωτοκόλλου σαπουνιού που βασίζεται στο πρωτόκολλο HTTP για τη λειτουργία σημείων φόρτισης υποστηρίζει τις ακόλουθες λειτουργίες: τοπικές και απομακρυσμένες συναλλαγές, συμπεριλαμβανομένης της μέτρησης της χρέωσης
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Η έκδοση OCPP1.6, εντάχθηκε στην υλοποίηση της μορφής JSON και αύξησε την επέκταση της έξυπνης φόρτισης. Η έκδοση JSON είναι μέσω της επικοινωνίας WebSocket, μπορεί να είναι σε οποιοδήποτε περιβάλλον δικτύου για να στείλει ο ένας τον άλλον δεδομένα, τα πιο χρησιμοποιούμενα πρωτόκολλα στην αγορά είναι η έκδοση 1.6J, υποστήριξη για τα δεδομένα JSON με βάση το πρωτόκολλο WebSockets για τη μείωση της κυκλοφορίας δεδομένων (JSON, WebSockets Protocol Data για τη μείωση της κυκλοφορίας δεδομένων).
Υποστηρίζει δεδομένα μορφοποίησης JSON με βάση το πρωτόκολλο WebSockets για τη μείωση της κυκλοφορίας δεδομένων (JSON, JavaScript Object Preply, είναι μια ελαφριά μορφή ανταλλαγής δεδομένων) και επιτρέπει τη λειτουργία σε δίκτυα που δεν υποστηρίζουν τη δρομολόγηση πακέτων σημείων φόρτισης (π.χ. δημόσιο διαδίκτυο). Έξυπνη φόρτιση: εξισορρόπηση φορτίου, κεντρική έξυπνη φόρτιση και τοπική έξυπνη φόρτιση. Επιτρέψτε στα σημεία φόρτισης να επαναλάβουν τις δικές τους πληροφορίες (με βάση τις τρέχουσες πληροφορίες σημείου φόρτισης), όπως η τελευταία μετρημένη τιμή ή η κατάσταση του σημείου φόρτισης.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
Το OCPP 2.0, που κυκλοφόρησε το 2018, βελτιώνει την επεξεργασία συναλλαγών, αυξάνει την ασφάλεια, τη διαχείριση των συσκευών: προσθέτει έξυπνη λειτουργικότητα φόρτισης, για τοπολογίες με συστήματα διαχείρισης ενέργειας (EMS), τοπικούς ελεγκτές και για EV με ολοκληρωμένα έξυπνα συστήματα φόρτισης, σταθμούς φόρτισης και συστήματα διαχείρισης σταθμών φόρτισης. Υποστηρίζει το ISO 15118: Απαιτήσεις Plug and Play και Smart για ηλεκτρικά οχήματα.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
Το OCPP 2.0.1 είναι η τελευταία έκδοση, που κυκλοφόρησε το 2020. Παρέχει νέα χαρακτηριστικά και βελτιώσεις όπως η υποστήριξη για το ISO15118 (Plug and Play), την βελτιωμένη ασφάλεια και τη συνολική βελτιωμένη απόδοση.
3. Συμβατότητα έκδοσης OCPP
Το OCPP1.x είναι συμβατό με χαμηλότερες εκδόσεις, το OCPP1.6 είναι συμβατό με το OCPP1.5, το OCPP1.5 είναι συμβατό με το OCPP1.2.
Το OCPP2.0.1 δεν είναι συμβατό με το OCPP1.6, OCPP2.0.1 Αν και ορισμένα από τα περιεχόμενα του OCPP1.6 έχουν επίσης, αλλά η μορφή πλαισίου δεδομένων ήταν εντελώς διαφορετική από αυτή που αποστέλλεται.
Δεύτερον, πρωτόκολλο OCPP 2.0.1
1 、 Διαφορά μεταξύ OCPP 2.0.1 και OCPP 1.6
Σε σύγκριση με προηγούμενες εκδόσεις όπως το OCPP 1.6, OCPP 2.0. 1 έχει σημαντικές βελτιώσεις στους ακόλουθους τομείς:
ένα. Βελτιωμένη ασφάλεια
Το OCPP2.0.1 είναι σκληρυμένη με την εισαγωγή συνδέσεων HTTPS με βάση το στρώμα Secure Sockets και ένα νέο σύστημα διαχείρισης πιστοποιητικών για την εξασφάλιση της ασφάλειας των επικοινωνιών.
B. Προσθέστε νέα χαρακτηριστικά
Το OCPP2.0.1 προσθέτει πολλά νέα χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένης της ευφυούς διαχείρισης φόρτισης και της λεπτομερέστερης αναφοράς και ανάλυσης σφαλμάτων.
ντο. Πιο ευέλικτος σχεδιασμός
Το OCPP2.0.1 έχει σχεδιαστεί για να είναι πιο ευέλικτη για να καλύψει τις ανάγκες πιο πολύπλοκες και ποικίλες εφαρμογές.
ρε. Απλοποίηση κώδικα
Το OCPP2.0.1 απλοποιεί τον κώδικα, διευκολύνοντας την εφαρμογή του λογισμικού.
Ocpp2.0.1 Ενημέρωση υλικολογισμικού πρόσθεσε ψηφιακή υπογραφή, για να αποτρέψει τη λήψη του υλικολογισμικού είναι ελλιπής, με αποτέλεσμα την αποτυχία ενημέρωσης υλικολογισμικού.
Στην πρακτική εφαρμογή, το πρωτόκολλο OCPP2.0.1 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την υλοποίηση του τηλεχειριστηρίου του σωρού φόρτισης, της παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο της κατάστασης φόρτισης, της επαλήθευσης χρήστη και άλλων λειτουργιών, η οποία βελτιώνει σημαντικά τη χρήση του εξοπλισμού φόρτισης, της αποτελεσματικότητας και της ασφάλειας.
2 、 OCPP2.0.1 Εισαγωγή Λειτουργίας
Το πρωτόκολλο OCPP 2.0.1 είναι η τελευταία έκδοση του πρωτοκόλλου OCPP. Σε σύγκριση με το OCPP 1.6, το πρωτόκολλο OCPP 2.0.1 έχει κάνει πολλές βελτιώσεις και βελτιστοποιήσεις. Τα κύρια περιεχόμενα περιλαμβάνουν:
Παράδοση μηνυμάτων: OCP 2.0.1 Προσθέτει νέους τύπους μηνυμάτων και τροποποιεί παλαιότερες μορφές μηνυμάτων για να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα και την απόδοση.
Ψηφιακά πιστοποιητικά: Στο OPC 2.0.1, εισήχθησαν οι μηχανισμοί ασφαλείας που βασίζονται σε ψηφιακά πιστοποιητικά για την παροχή προστασίας από τον έλεγχο ταυτότητας και της ακεραιότητας των μηνυμάτων. Πρόκειται για σημαντική βελτίωση σε σχέση με τους μηχανισμούς ασφαλείας OCPP1.6.
Μοντέλο δεδομένων: Το OPC 2.0.1 ενημερώνει το μοντέλο δεδομένων για να συμπεριλάβει την υποστήριξη για νέους τύπους και λειτουργίες συσκευών.
Διαχείριση συσκευών: Το OPC 2.0.1 παρέχει πιο ολοκληρωμένες λειτουργίες διαχείρισης συσκευών, συμπεριλαμβανομένης της διαμόρφωσης συσκευών, της αντιμετώπισης προβλημάτων, των ενημερώσεων λογισμικού κ.λπ.
Μοντέλα συνιστωσών: Το OCP 2.0.1 εισάγει ένα πιο εύκαμπτο μοντέλο συνιστωσών που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει πιο πολύπλοκες συσκευές και συστήματα φόρτισης. Αυτό βοηθά στην ενεργοποίηση πιο προηγμένων χαρακτηριστικών όπως το V2G (όχημα προς το πλέγμα).
Έξυπνη φόρτιση: OCPP2.0.1 Προσθέτει υποστήριξη για έξυπνη φόρτιση, για παράδειγμα, η ισχύς φόρτισης μπορεί να προσαρμοστεί δυναμικά σύμφωνα με τις συνθήκες του δικτύου ή τις ανάγκες των χρηστών.
Ταυτότητα και εξουσιοδότηση χρήστη: OCPP2.0.1 παρέχει βελτιωμένους μηχανισμούς αναγνώρισης και εξουσιοδότησης χρήστη, υποστηρίζει πολλαπλές μεθόδους ελέγχου ταυτότητας χρήστη και προσδίδει υψηλότερες απαιτήσεις για την προστασία των δεδομένων των χρηστών.
Iii. Εισαγωγή στη λειτουργία OCPP
1. Ευφυής φόρτιση
Σύστημα εξωτερικής διαχείρισης ενέργειας (EMS)
Το OCPP 2.0.1 αντιμετωπίζει αυτό το πρόβλημα με την εισαγωγή ενός μηχανισμού ειδοποίησης που ειδοποιεί το CSMS (σύστημα διαχείρισης σταθμών φόρτισης) των εξωτερικών περιορισμών. Οι άμεσες εισροές έξυπνης φόρτισης που υποστηρίζουν τα συστήματα διαχείρισης ενέργειας (EMS) μπορούν να λύσουν πολλές καταστάσεις:
Ηλεκτρικά οχήματα που συνδέονται με σημεία φόρτισης (από το ISO 15118)
OCPP 2.0.1 Υποστηρίζει το πρωτόκολλο ISO 15118 για την επικοινωνία EVSE-to-EV. Το ISO 15118 η τυπική φόρτιση plug-and-play και η έξυπνη φόρτιση (συμπεριλαμβανομένων των εισροών από EVs) είναι ευκολότερο να εφαρμοστούν χρησιμοποιώντας το OCPP 2.0.1. Ενεργοποιήστε τους φορείς εκμετάλλευσης σταθμών φόρτισης να στέλνουν μηνύματα (από CSMS) σχετικά με τους σταθμούς φόρτισης για προβολή σε οδηγούς EV.
Έξυπνες χρήσεις φόρτισης:
(1) Balancer φορτίου
Το Load Balancer στοχεύει κυρίως στο εσωτερικό φορτίο του σταθμού φόρτισης. Ο σταθμός φόρτισης θα ελέγξει τη δύναμη φόρτισης κάθε θέσης φόρτισης σύμφωνα με την προ-διαμόρφωση. Ο σταθμός φόρτισης θα ρυθμιστεί με σταθερή οριακή τιμή, όπως το μέγιστο ρεύμα εξόδου. Επιπλέον, η διαμόρφωση περιλαμβάνει επίσης προαιρετικές επιλογές για τη βελτιστοποίηση της κατανομής ισχύος των σταθμών φόρτισης σε μεμονωμένους σταθμούς φόρτισης. Αυτή η διαμόρφωση αναφέρει στον σταθμό φόρτισης ότι τα ποσοστά φόρτισης κάτω από αυτήν την τιμή διαμόρφωσης είναι άκυρες και ότι πρέπει να επιλεγούν άλλες στρατηγικές φόρτισης.
(2) Κεντρική έξυπνη φόρτιση
Η κεντρική έξυπνη χρέωση υποθέτει ότι τα όρια φόρτισης ελέγχονται από ένα κεντρικό σύστημα, το οποίο υπολογίζει μέρος ή όλο το χρονοδιάγραμμα φόρτισης μετά τη λήψη των πληροφοριών πρόβλεψης του φορέα του δικτύου σχετικά με την χωρητικότητα του δικτύου και το κεντρικό σύστημα θα επιβάλει όρια φόρτισης στους σταθμούς φόρτισης και καθορίζουν όρια φόρτισης ανταποκρινόμενοι σε μηνύματα.
(3) Τοπική έξυπνη φόρτιση
Η τοπική έξυπνη φόρτιση πραγματοποιείται από έναν τοπικό ελεγκτή, ο οποίος ισοδυναμεί με έναν παράγοντα του πρωτοκόλλου OCPP, υπεύθυνο για τη λήψη μηνυμάτων από το κεντρικό σύστημα και τον έλεγχο της συμπεριφοράς χρέωσης άλλων σταθμών φόρτισης της ομάδας. Ο ίδιος ο ελεγκτής μπορεί να είναι εξοπλισμένος με σταθμούς φόρτισης ή όχι. Στον τρόπο τοπικής έξυπνης φόρτισης, ο τοπικός ελεγκτής περιορίζει τη δύναμη φόρτισης του σταθμού φόρτισης. Κατά τη διάρκεια της φόρτισης, η οριακή τιμή μπορεί να τροποποιηθεί. Η οριακή τιμή της ομάδας φόρτισης μπορεί να διαμορφωθεί τοπικά ή από το κεντρικό σύστημα.
2. Εισαγωγή συστήματος
συστηματικό πλαίσιο
αρχιτεκτονική λογισμικού
Οι λειτουργικές μονάδες στο πρωτόκολλο OCPP2.0.1 περιλαμβάνουν κυρίως τη μονάδα μεταφοράς δεδομένων, τη μονάδα εξουσιοδότησης, τη μονάδα ασφαλείας, τη μονάδα συναλλαγών, τη μονάδα τιμών μετρητή, τη μονάδα κόστους, τη μονάδα κράτησης, τη μονάδα έξυπνης φόρτισης, τη μονάδα διαγνωστικών, τη μονάδα διαχείρισης του υλικολογισμικού και τη μονάδα μηνυμάτων προβολής
Iv. Μελλοντική ανάπτυξη του OCPP
1. Πλεονεκτήματα του OCPP
Το OCPP είναι ένα ελεύθερο και ανοιχτό πρωτόκολλο και είναι επίσης ένας αποτελεσματικός τρόπος για την επίλυση της τρέχουσας διασύνδεσης σωληνώσεων φόρτισης και έχει διαδοθεί και χρησιμοποιηθεί σε πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο, η μελλοντική διασύνδεση μεταξύ των υπηρεσιών του χειριστή θα έχει μια γλώσσα για να επικοινωνήσει.
Πριν από την έλευση του OCPP, κάθε κατασκευαστής δημοσίευσης χρέωσης ανέπτυξε το δικό του ιδιόκτητο πρωτόκολλο για συνδεσιμότητα back-end, κλειδώνοντας έτσι τη φόρτιση των φορέων φορτίου σε έναν ενιαίο κατασκευαστή post. Τώρα, με σχεδόν όλους τους κατασκευαστές υλικού που υποστηρίζουν το OCPP, η χρέωση των μεταπολεμικών φορέων είναι ελεύθερος να επιλέξει υλικό από οποιονδήποτε πωλητή, καθιστώντας την αγορά πιο ανταγωνιστική.
Το ίδιο ισχύει και για τους ιδιοκτήτες ακινήτων/επιχειρήσεων. Όταν αγοράζουν ένα σταθμό φόρτισης εκτός OCPP ή συμβόλαιο με CPO εκτός OCPP, είναι κλειδωμένα σε ένα συγκεκριμένο σταθμό φόρτισης και φορτισμό μετά τον φορέα εκμετάλλευσης. Αλλά με υλικό φόρτισης συμβατό με το OCPP, οι ιδιοκτήτες σπιτιού μπορούν να παραμείνουν ανεξάρτητοι από τους παρόχους τους. Οι ιδιοκτήτες είναι ελεύθεροι να επιλέξουν μια πιο ανταγωνιστική, καλύτερη τιμή ή καλύτερη λειτουργία CPO. Επίσης, μπορούν να επεκτείνουν το δίκτυό τους, αναμειγνύοντας διαφορετικό υλικό φόρτισης χωρίς να χρειάζεται να αποσυναρμολογήσουν τις υπάρχουσες εγκαταστάσεις.
Φυσικά, το κύριο πλεονέκτημα των ΗΕ είναι ότι οι οδηγοί EV δεν χρειάζεται να βασίζονται σε έναν ενιαίο φορέα φορτίου ή προμηθευτή EV. Όπως και με τους αγορασμένους σταθμούς φόρτισης OCPP, οι οδηγοί EV μπορούν να μεταβούν σε καλύτερους CPOs/EMPs. Ένα δεύτερο, αλλά πολύ σημαντικό όφελος είναι η δυνατότητα χρήσης της περιαγωγής ηλεκτρονικής κινητικότητας.
2, OCPP στο ρόλο της φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων
(1) Το OCPP βοηθά το EVSE και το CSM να επικοινωνούν μεταξύ τους
(2) Εξουσιοδότηση των χρηστών ηλεκτρικών οχημάτων για να ξεκινήσουν τη φόρτιση
(3) Απομακρυσμένη τροποποίηση της διαμόρφωσης φόρτισης, ελέγχου απομακρυσμένης φόρτισης (Start/Stop), απομακρυσμένο όπλο ξεκλειδώματος (ID Connector)
(4) Κατάσταση σε πραγματικό χρόνο του σταθμού φόρτισης (διαθέσιμο, σταμάτησε, ανασταλεί, μη εξουσιοδοτημένη EV/EVSE), δεδομένα φόρτισης σε πραγματικό χρόνο, κατανάλωση ενέργειας σε πραγματικό χρόνο, αποτυχία EVSE σε πραγματικό χρόνο
(5) έξυπνη φόρτιση (μείωση του φορτίου πλέγματος)
(6) Διαχείριση υλικολογισμικού (OTAA)
Το LinkPower ιδρύθηκε το 2018, με περισσότερα από 8 χρόνια να επιδιώκουν να παρέχουν βασικές έρευνες και ανάπτυξη για τους σταθμούς φόρτισης AC/DC EV, συμπεριλαμβανομένου του λογισμικού, του υλικού, της εμφάνισης κ.λπ.
Τόσο ο AC όσο και ο DC Fast Charger με λογισμικό OCPP1.6 έχουν ήδη ολοκληρώσει δοκιμές με περισσότερους από 100 προμηθευτές πλατφόρμας OCPP. Ταυτόχρονα, θα μπορούσαμε να ενημερώσουμε το OCPP1.6J στο OCPP2.0.1 και η εμπορική λύση EVSE είναι εξοπλισμένη με μονάδες IEC/ISO15118, το οποίο είναι ένα σταθερό βήμα προς την υλοποίηση της αμφίδρομης φόρτισης V2G.
Χρόνος δημοσίευσης: Οκτ-21-2024