Αυτό το άρθρο περιγράφει την εξέλιξη του πρωτοκόλλου OCPP, την αναβάθμιση από την έκδοση 1.5 στην 2.0.1, επισημαίνοντας τις βελτιώσεις στην ασφάλεια, την έξυπνη φόρτιση, τις επεκτάσεις λειτουργιών και την απλοποίηση κώδικα στην έκδοση 2.0.1, καθώς και τον βασικό του ρόλο στη φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων.
I. Εισαγωγή στο Πρωτόκολλο OCPP
Το πλήρες όνομα του OCPP είναι Open Charge Point Protocol (Open Charge Point Protocol), το οποίο είναι ένα δωρεάν και ανοιχτό πρωτόκολλο που αναπτύχθηκε από την OCA (Open Charge Alliance), έναν οργανισμό με έδρα την Ολλανδία. Το Open Charge Point Protocol (OCPP) είναι ένα ενοποιημένο σχήμα επικοινωνίας μεταξύ ενός CS και οποιουδήποτε Συστήματος Διαχείρισης Σταθμού Φόρτισης (CSMS). Αυτή η αρχιτεκτονική πρωτοκόλλου υποστηρίζει τη διασύνδεση του κεντρικού συστήματος διαχείρισης οποιουδήποτε παρόχου υπηρεσιών φόρτισης με όλους τους σταθμούς φόρτισης και έχει σχεδιαστεί κυρίως για την αντιμετώπιση των δυσκολιών επικοινωνίας που προκύπτουν σε ιδιωτικά δίκτυα φόρτισης. Το OCPP υποστηρίζει τη διαχείριση της επικοινωνίας μεταξύ των σταθμών φόρτισης και του κεντρικού συστήματος διαχείρισης κάθε παρόχου. Το OCPP υποστηρίζει την επικοινωνία μεταξύ των σταθμών φόρτισης και του κεντρικού συστήματος διαχείρισης κάθε παρόχου. Αλλάζει την κλειστή φύση των ιδιωτικών δικτύων φόρτισης, η οποία έχει προκαλέσει προβλήματα σε μεγάλο αριθμό ιδιοκτητών ηλεκτρικών οχημάτων και διαχειριστών ακινήτων και έχει οδηγήσει σε μια ευρεία έκκληση για ένα ανοιχτό μοντέλο σε ολόκληρο τον κλάδο.
Οφέλη του πρωτοκόλλου OCPP
Ανοιχτό και δωρεάν για χρήση
Αποτρέπει τον περιορισμό σε έναν μόνο πάροχο (πλατφόρμα χρέωσης)
Μειώνει τον χρόνο/την προσπάθεια ολοκλήρωσης και τα προβλήματα IT
1. Ιστορία του OCPP
2. Εισαγωγή στην έκδοση OCPP
Όπως φαίνεται παρακάτω, από το OCPP1.5 έως το πιο πρόσφατο OCPP2.0.1
Επειδή υπάρχουν πάρα πολλά ιδιόκτητα πρωτόκολλα στον κλάδο για να υποστηρίξουν μια ενοποιημένη εμπειρία υπηρεσίας και λειτουργική διασύνδεση μεταξύ διαφορετικών υπηρεσιών παρόχου, η OCA ανέλαβε την πρωτοβουλία να αναπτύξει το ανοιχτό πρωτόκολλο OCPP1.5. Το SOAP περιορίζεται από τους δικούς του περιορισμούς πρωτοκόλλου και δεν μπορεί να διαδοθεί ευρέως και γρήγορα.
Το OCPP 1.5 επικοινωνεί με κεντρικά συστήματα μέσω πρωτοκόλλου SOAP 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 εφαρμογή 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 στέλνουν δεδομένα μεταξύ τους, τα πιο χρησιμοποιούμενα πρωτόκολλα στην αγορά είναι η έκδοση 1.6J, η οποία υποστηρίζει δεδομένα μορφής JSON που βασίζονται σε πρωτόκολλο websockets για τη μείωση της κίνησης δεδομένων (JSON, δεδομένα JSON που βασίζονται σε πρωτόκολλο websockets για τη μείωση της κίνησης δεδομένων).
Υποστηρίζει δεδομένα σε μορφή JSON που βασίζονται στο πρωτόκολλο websockets για τη μείωση της κίνησης δεδομένων (το JSON, JavaScript Object Representation, είναι μια ελαφριά μορφή ανταλλαγής δεδομένων) και επιτρέπει τη λειτουργία σε δίκτυα που δεν υποστηρίζουν τη δρομολόγηση πακέτων σημείου φόρτισης (π.χ., δημόσιο διαδίκτυο). Έξυπνη φόρτιση: εξισορρόπηση φορτίου, κεντρική έξυπνη φόρτιση και τοπική έξυπνη φόρτιση. Επιτρέψτε στα σημεία φόρτισης να στείλουν ξανά τις δικές τους πληροφορίες (με βάση τις τρέχουσες πληροφορίες σημείου φόρτισης), όπως την τελευταία μετρημένη τιμή ή την κατάσταση του σημείου φόρτισης.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
Το OCPP 2.0, που κυκλοφόρησε το 2018, βελτιώνει την επεξεργασία συναλλαγών, αυξάνει την ασφάλεια και τη διαχείριση συσκευών: προσθέτει λειτουργικότητα έξυπνης φόρτισης για τοπολογίες με συστήματα διαχείρισης ενέργειας (EMS), τοπικούς ελεγκτές και για ηλεκτρικά οχήματα με ενσωματωμένη έξυπνη φόρτιση, σταθμούς φόρτισης και συστήματα διαχείρισης σταθμών φόρτισης. Υποστηρίζει το πρότυπο ISO 15118: Plug and Play και τις απαιτήσεις Έξυπνης Φόρτισης για ηλεκτρικά οχήματα.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
Το OCPP 2.0.1 είναι η τελευταία έκδοση, που κυκλοφόρησε το 2020. Παρέχει νέες δυνατότητες και βελτιώσεις, όπως υποστήριξη για το ISO15118 (Plug and Play), βελτιωμένη ασφάλεια και συνολικά βελτιωμένη απόδοση.
3. Συμβατότητα έκδοσης OCPP
Το OCPP1.x είναι συμβατό με παλαιότερες 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, αν και ορισμένα από τα περιεχόμενα του OCPP1.6 είναι επίσης συμβατά, αλλά η μορφή του πλαισίου δεδομένων είναι εντελώς διαφορετική από αυτήν που στάλθηκε.
Δεύτερον, πρωτόκολλο OCPP 2.0.1
1. Διαφορά μεταξύ OCPP 2.0.1 και OCPP 1.6
Σε σύγκριση με προηγούμενες εκδόσεις όπως η OCPP 1.6, η OCPP 2.0.1 έχει σημαντικές βελτιώσεις στους ακόλουθους τομείς:
α. Βελτιωμένη ασφάλεια
Το OCPP2.0.1 έχει ενισχυθεί από άποψη ασφάλειας εισάγοντας συνδέσεις HTTPS που βασίζονται στο Secure Sockets Layer και ένα νέο σχήμα διαχείρισης πιστοποιητικών για να διασφαλιστεί η ασφάλεια των επικοινωνιών.
β. Προσθήκη νέων χαρακτηριστικών
Το OCPP2.0.1 προσθέτει πολλά νέα χαρακτηριστικά, όπως έξυπνη διαχείριση φόρτισης και πιο λεπτομερή αναφορά και ανάλυση σφαλμάτων.
γ. Πιο ευέλικτος σχεδιασμός
Το OCPP2.0.1 έχει σχεδιαστεί ώστε να είναι πιο ευέλικτο ώστε να καλύπτει τις ανάγκες πιο σύνθετων και ποικίλων εφαρμογών.
δ. Απλοποίηση Κώδικα
Το OCPP2.0.1 απλοποιεί τον κώδικα, διευκολύνοντας την υλοποίηση του λογισμικού.
Η ενημέρωση υλικολογισμικού OCPP2.0.1 πρόσθεσε ψηφιακή υπογραφή, για να αποτρέψει την ατελή λήψη του υλικολογισμικού, με αποτέλεσμα την αποτυχία ενημέρωσης υλικολογισμικού.
Στην πρακτική εφαρμογή, το πρωτόκολλο OCPP2.0.1 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πραγματοποίηση τηλεχειρισμού του σωρού φόρτισης, παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο της κατάστασης φόρτισης, ελέγχου ταυτότητας χρήστη και άλλων λειτουργιών, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά τη χρήση του εξοπλισμού φόρτισης, την αποδοτικότητα και την ασφάλεια. Οι λεπτομέρειες και οι λειτουργίες του OCPP2.0.1 είναι πολύ πιο λεπτομερείς από την έκδοση 1.6, και η δυσκολία ανάπτυξης έχει επίσης αυξηθεί.
2, Εισαγωγή στη συνάρτηση OCPP2.0.1
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: Το OCP 2.0.1 προσθέτει νέους τύπους μηνυμάτων και τροποποιεί παλαιότερες μορφές μηνυμάτων για βελτίωση της αποδοτικότητας και της απόδοσης.
Ψηφιακά Πιστοποιητικά: Στο OPC 2.0.1, εισήχθησαν μηχανισμοί ασφαλείας που βασίζονται σε ψηφιακά πιστοποιητικά για την παροχή ενισχυμένης προστασίας ελέγχου ταυτότητας συσκευών και ακεραιότητας μηνυμάτων. Αυτή είναι μια σημαντική βελτίωση σε σχέση με τους μηχανισμούς ασφαλείας του OCPP1.6.
Μοντέλο δεδομένων: Το OPC 2.0.1 ενημερώνει το μοντέλο δεδομένων ώστε να περιλαμβάνει υποστήριξη για νέους τύπους συσκευών και λειτουργίες.
Διαχείριση Συσκευών: Το OPC 2.0.1 παρέχει πιο ολοκληρωμένες λειτουργίες διαχείρισης συσκευών, όπως ρύθμιση παραμέτρων συσκευών, αντιμετώπιση προβλημάτων, ενημερώσεις λογισμικού κ.λπ.
Μοντέλα εξαρτημάτων: Το OCP 2.0.1 εισάγει ένα πιο ευέλικτο μοντέλο εξαρτημάτων που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την περιγραφή πιο σύνθετων συσκευών και συστημάτων φόρτισης. Αυτό βοηθά στην ενεργοποίηση πιο προηγμένων λειτουργιών όπως το V2G (Vehicle to Grid).
Έξυπνη φόρτιση: Το OCPP2.0.1 προσθέτει υποστήριξη για έξυπνη φόρτιση, για παράδειγμα, η ισχύς φόρτισης μπορεί να ρυθμιστεί δυναμικά ανάλογα με τις συνθήκες του δικτύου ή τις ανάγκες των χρηστών.
Ταυτότητα και Εξουσιοδότηση Χρήστη: Το OCPP2.0.1 παρέχει βελτιωμένους μηχανισμούς αναγνώρισης και εξουσιοδότησης χρήστη, υποστηρίζει πολλαπλές μεθόδους ελέγχου ταυτότητας χρήστη και θέτει υψηλότερες απαιτήσεις για την προστασία των δεδομένων χρήστη.
III. Εισαγωγή στη συνάρτηση OCPP
1. Έξυπνη φόρτιση
Εξωτερικό Σύστημα Διαχείρισης Ενέργειας (EMS)
Το OCPP 2.0.1 αντιμετωπίζει αυτό το πρόβλημα εισάγοντας έναν μηχανισμό ειδοποιήσεων που ειδοποιεί το CSMS (Σύστημα Διαχείρισης Σταθμού Φόρτισης) για εξωτερικούς περιορισμούς. Οι άμεσες είσοδοι έξυπνης φόρτισης που υποστηρίζουν συστήματα διαχείρισης ενέργειας (EMS) μπορούν να λύσουν πολλές καταστάσεις:
Ηλεκτρικά οχήματα συνδεδεμένα σε σημεία φόρτισης (σύμφωνα με το πρότυπο ISO 15118)
Το OCPP 2.0.1 υποστηρίζει το ενημερωμένο πρωτόκολλο ISO 15118 για την επικοινωνία EVSE-προς-EV. Η φόρτιση plug-and-play και η έξυπνη φόρτιση (συμπεριλαμβανομένων των εισροών από ηλεκτρικά οχήματα) του προτύπου ISO 15118 είναι πιο εύκολο να εφαρμοστούν χρησιμοποιώντας το OCPP 2.0.1. Δίνει τη δυνατότητα στους χειριστές σταθμών φόρτισης να στέλνουν μηνύματα (από το CSMS) σχετικά με τους σταθμούς φόρτισης για προβολή στους οδηγούς ηλεκτρικών οχημάτων.
Η έξυπνη φόρτιση χρησιμοποιεί:
(1) Εξισορροπητής φορτίου
Το Load Balancer στοχεύει κυρίως στο εσωτερικό φορτίο του σταθμού φόρτισης. Ο σταθμός φόρτισης θα ελέγχει την ισχύ φόρτισης κάθε σταθμού φόρτισης σύμφωνα με την προδιαμόρφωση. Ο σταθμός φόρτισης θα διαμορφωθεί με μια 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 ενημερώνει τον σταθμό φόρτισης ότι οι ρυθμοί φόρτισης κάτω από αυτήν την τιμή διαμόρφωσης δεν είναι έγκυροι και ότι θα πρέπει να επιλεγούν άλλες στρατηγικές φόρτισης.
(2) Κεντρική έξυπνη φόρτιση
Η κεντρική έξυπνη χρέωση προϋποθέτει ότι τα όρια φόρτισης ελέγχονται από ένα κεντρικό σύστημα, το οποίο υπολογίζει μέρος ή το σύνολο του προγράμματος φόρτισης αφού λάβει τις πληροφορίες πρόβλεψης του διαχειριστή του δικτύου σχετικά με την χωρητικότητα του δικτύου, και το κεντρικό σύστημα θα επιβάλει όρια φόρτισης στους σταθμούς φόρτισης και θα ορίσει όρια φόρτισης απαντώντας σε μηνύματα.
(3) Τοπική έξυπνη χρέωση
Η τοπική έξυπνη φόρτιση πραγματοποιείται από έναν τοπικό ελεγκτή, ο οποίος είναι ισοδύναμος με έναν παράγοντα του πρωτοκόλλου OCPP, υπεύθυνος για τη λήψη μηνυμάτων από το κεντρικό σύστημα και τον έλεγχο της συμπεριφοράς φόρτισης των άλλων σταθμών φόρτισης στην ομάδα. Ο ίδιος ο ελεγκτής μπορεί να είναι εξοπλισμένος με σταθμούς φόρτισης ή όχι. Στη λειτουργία τοπικής έξυπνης φόρτισης, ο τοπικός ελεγκτής περιορίζει την ισχύ 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 στο Σύστημα
συστηματικό πλαίσιο
αρχιτεκτονική λογισμικού
Οι λειτουργικές ενότητες στο πρωτόκολλο OCPP2.0.1 περιλαμβάνουν κυρίως τη μονάδα μεταφοράς δεδομένων, τη μονάδα εξουσιοδότησης, τη μονάδα ασφάλειας, τη μονάδα συναλλαγών, τη μονάδα τιμών μετρητών, τη μονάδα κόστους, τη μονάδα κράτησης, τη μονάδα έξυπνης φόρτισης, τη μονάδα διαγνωστικών, τη μονάδα διαχείρισης υλικολογισμικού και τη μονάδα μηνυμάτων εμφάνισης.
IV. Μελλοντική ανάπτυξη του OCPP
1. Πλεονεκτήματα του OCPP
Το OCPP είναι ένα δωρεάν και ανοιχτό πρωτόκολλο και αποτελεί επίσης έναν αποτελεσματικό τρόπο επίλυσης του τρέχοντος προβλήματος διασύνδεσης των συσσωρευτών φόρτισης και έχει διαδοθεί και χρησιμοποιηθεί σε πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο. Η μελλοντική διασύνδεση μεταξύ των υπηρεσιών του φορέα εκμετάλλευσης θα έχει μια γλώσσα επικοινωνίας.
Πριν από την έλευση του OCPP, κάθε κατασκευαστής σταθμών φόρτισης ανέπτυσσε το δικό του ιδιόκτητο πρωτόκολλο για συνδεσιμότητα back-end, δεσμεύοντας έτσι τους χειριστές σταθμών φόρτισης σε έναν μόνο κατασκευαστή σταθμών φόρτισης. Τώρα, με σχεδόν όλους τους κατασκευαστές υλικού να υποστηρίζουν το OCPP, οι χειριστές σταθμών φόρτισης είναι ελεύθεροι να επιλέξουν υλικό από οποιονδήποτε προμηθευτή, καθιστώντας την αγορά πιο ανταγωνιστική.
Το ίδιο ισχύει και για τους ιδιοκτήτες ακινήτων/επιχειρήσεων. Όταν αγοράζουν έναν σταθμό φόρτισης εκτός OCPP ή συνάπτουν σύμβαση με έναν CPO εκτός OCPP, δεσμεύονται σε έναν συγκεκριμένο σταθμό φόρτισης και φορέα εκμετάλλευσης σταθμού φόρτισης. Αλλά με υλικό φόρτισης συμβατό με OCPP, οι ιδιοκτήτες σπιτιών μπορούν να παραμείνουν ανεξάρτητοι από τους παρόχους τους. Οι ιδιοκτήτες είναι ελεύθεροι να επιλέξουν έναν πιο ανταγωνιστικό, σε καλύτερη τιμή ή σε καλύτερη λειτουργία CPO. Επίσης, μπορούν να επεκτείνουν το δίκτυό τους συνδυάζοντας διαφορετικό υλικό σταθμού φόρτισης χωρίς να χρειάζεται να αποσυναρμολογήσουν τις υπάρχουσες εγκαταστάσεις.
Φυσικά, το κύριο πλεονέκτημα των ηλεκτρικών οχημάτων είναι ότι οι οδηγοί ηλεκτρικών οχημάτων δεν χρειάζεται να βασίζονται σε έναν μόνο φορέα εκμετάλλευσης σταθμού φόρτισης ή προμηθευτή ηλεκτρικών οχημάτων. Όπως και με τους αγορασμένους σταθμούς φόρτισης OCPP, οι οδηγοί ηλεκτρικών οχημάτων μπορούν να στραφούν σε καλύτερους CPO/EMP. Ένα δεύτερο, αλλά πολύ σημαντικό πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα χρήσης περιαγωγής ηλεκτρικής κινητικότητας.
2, OCPP στον ρόλο της φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων
(1) Το OCPP βοηθά το EVSE και το CSMS να επικοινωνούν μεταξύ τους.
(2) Εξουσιοδότηση χρηστών ηλεκτρικών οχημάτων για έναρξη φόρτισης
(3) Απομακρυσμένη τροποποίηση της διαμόρφωσης φόρτισης, τηλεχειρισμός φόρτισης (έναρξη/διακοπή), τηλεχειριζόμενο ξεκλείδωμα πιστολιού (αναγνωριστικό σύνδεσης)
(4) Κατάσταση σταθμού φόρτισης σε πραγματικό χρόνο (διαθέσιμος, σταματημένος, ανασταλμένος, μη εξουσιοδοτημένος EV/EVSE), δεδομένα φόρτισης σε πραγματικό χρόνο, κατανάλωση ενέργειας σε πραγματικό χρόνο, βλάβη EVSE σε πραγματικό χρόνο
(5) Έξυπνη φόρτιση (μείωση του φορτίου δικτύου)
(6) Διαχείριση υλικολογισμικού (OTAA)
Η Linkpower ιδρύθηκε το 2018, με περισσότερα από 8 χρόνια εμπειρίας στην παροχή ολοκληρωμένης έρευνας και ανάπτυξης για σταθμούς φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων AC/DC, συμπεριλαμβανομένου λογισμικού, υλικού, εμφάνισης κ.λπ.
Τόσο ο ταχυφορτιστής AC όσο και ο DC με λογισμικό OCPP1.6 έχουν ήδη ολοκληρώσει τις δοκιμές με περισσότερους από 100 προμηθευτές πλατφόρμας OCPP. Ταυτόχρονα, μπορέσαμε να ενημερώσουμε το OCPP1.6J σε OCPP2.0.1 και η εμπορική λύση EVSE είναι εξοπλισμένη με μονάδες IEC/ISO15118, γεγονός που αποτελεί ένα ισχυρό βήμα προς την υλοποίηση της αμφίδρομης φόρτισης V2G.
Ώρα δημοσίευσης: 21 Οκτωβρίου 2024