Utviklingen av OCPP: Brobygging av versjon 1.6 til 2.0.1 og utover innen lading av elbiler
Innholdsfortegnelse
I. Introduksjon til protokollen for åpne ladepunkter
DeÅpen ladepunktprotokoll (OCPP)fungerer som den globale standarden for kommunikasjon mellom forsyningsutstyr for elektriske kjøretøy (EVSE) og ladestasjonsstyringssystemer (CSMS). Forfattet avOpen Charge Alliance (OCA), er denne protokollen anerkjent som de facto-standarden i elbilbransjen (forløperen til IEC 63110). Den eliminerer proprietære låsinger, og sikrer at maskinvare fra forskjellige produsenter kan samhandle sømløst med ulike backend-systemer.
Merknad fra myndighet: Denne artikkelen refererer til de offisielle standardene som er angitt i OCA Whitepapers og IEC/ISO-spesifikasjoner.
1. OCPPs historie
2. Introduksjon til OCPP-versjonen
Som vist nedenfor, fra OCPP1.5 til den nyeste OCPP2.0.1
Fordi det finnes for mange proprietære protokoller i bransjen til å støtte en enhetlig tjenesteopplevelse og driftsmessig sammenkobling mellom ulike operatørtjenester, tok OCA ledelsen i utviklingen av den åpne protokollen OCPP1.5. SOAP er begrenset av sine egne protokollbegrensninger og kan ikke populariseres bredt og raskt.
OCPP 1.5 kommuniserer med sentrale systemer via SOAP-protokoll basert på HTTP-protokoll for å betjene ladepunkter. Den støtter følgende funksjoner: Lokalt og eksternt initierte transaksjoner, inkludert måling av fakturering.
Spranget fra 1,6 J til 2,0,1
Mens tidligere versjoner som OCPP 1.5 var avhengige av den tungvinte SOAP-protokollen,OCPP 1.6Jrevolusjonerte bransjen ved å introdusere JSON over WebSockets. Dette muliggjorde fullduplekskommunikasjon og reduserte datatrafikken betydelig, noe som gjorde det til dagens markedsstandard. Utgivelsen avOCPP 2.0.1(retting av feilene i 2.0) markerer et paradigmeskifte. I motsetning til 1.6J er ikke OCPP 2.0.1 bakoverkompatibel på grunn av grunnleggende endringer i datastrukturen som er utformet for å støtte komplekse energistyringssystemer (EMS) og strenge sikkerhetsstandarder.
Introduksjon til Ⅱ.OCPP-versjon
Som vist nedenfor, fra OCPP1.5 til den nyeste OCPP2.0.1
Fordi det finnes for mange proprietære protokoller i bransjen til å støtte en enhetlig tjenesteopplevelse og driftsmessig sammenkobling mellom ulike operatørtjenester, tok OCA ledelsen i utviklingen av den åpne protokollen OCPP1.5. SOAP er begrenset av sine egne protokollbegrensninger og kan ikke populariseres bredt og raskt.
OCPP 1.5 kommuniserer med sentrale systemer via SOAP-protokoll basert på HTTP-protokoll for å betjene ladepunkter. Den støtter følgende funksjoner: Lokalt og eksternt initierte transaksjoner, inkludert måling av fakturering.
OCPP 1.6J (JSON over WebSockets)
Selv om den eldre SOAP-versjonen er utdatert,OCPP 1.6Jer fortsatt den mest utbredte versjonen. Den brukerJSON over WebSockets (WSS), som tillater fullduplekskommunikasjon. I motsetning til HTTP-basert SOAP, lar WSS serveren (CSMS) starte kommandoer (somEksternStartTransaksjon) til laderen selv når laderen er bak en NAT-brannmur.
OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, utgitt i 2018, forbedrer transaksjonsbehandling, øker sikkerheten og enhetsadministrasjonen: legger til smart ladefunksjonalitet for topologier med energistyringssystemer (EMS), lokale kontrollere og for elbiler med integrert smart ladestasjon, ladestasjoner og ladestasjonadministrasjonssystemer. StøtterISO 15118Krav til plug and play og smart lading for elbiler.
OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 er den nyeste versjonen, utgitt i 2020. Den tilbyr nye funksjoner og forbedringer som støtte for ISO15118 (Plug and Play), forbedret sikkerhet og generelt forbedret ytelse.
OCPP-versjonskompatibilitet
OCPP1.x er kompatibel med eldre versjoner, OCPP1.6 er kompatibel med OCPP1.5, og OCPP1.5 er kompatibel med OCPP1.2.
OCPP2.0.1 er ikke kompatibel med OCPP1.6, OCPP2.0.1 selv om noe av innholdet i OCPP1.6 også er det, men datarammeformatet har vært helt forskjellig fra det som ble sendt.
OCPP 2.0.1-protokollen
1. Forskjellen mellom OCPP 2.0.1 og OCPP 1.6
Sammenlignet med tidligere versjoner som OCPP 1.6, har OCPP 2.0.1 store forbedringer på følgende områder:
a. Forbedret sikkerhet
OCPP 2.0.1: Overhaling av sikkerhet og enhetsadministrasjon
OCPP 2.0.1 er ikke bakoverkompatibel med 1.6J på grunn av en fullstendig omstrukturering av datamodellen. Den viktigste forbedringen er innføringen av tre obligatoriskeSikkerhetsprofiler:
-
Sikkerhetsprofil 1:TLS med grunnleggende autentisering (passord).
-
Sikkerhetsprofil 2:TLS med klientsidesertifikater (høyere sikkerhet).
-
Sikkerhetsprofil 3:TLS med klientsidesertifikater og støtte for maskinvaresikkerhetsmodul (HSM).
Videre erstatter den den begrensedeHjerteslagmekanisme med en omfattendeEnhetsmodellDette bruker en standardisertKomponentogVariabelstruktur for å overvåke alt fra viftehastighet til intern temperatur, noe som forbedrer fjerndiagnostikk betraktelig.
b. Legge til nye funksjoner
OCPP2.0.1 legger til mange nye funksjoner, inkludert intelligent ladehåndtering og mer detaljert feilrapportering og -analyse.
c. Mer fleksibel design
OCPP2.0.1 er designet for å være mer fleksibel for å møte behovene til mer komplekse og mangfoldige applikasjoner.
d. Kodeforenkling
OCPP2.0.1 forenkler koden, noe som gjør det enklere å implementere programvaren.
OCPP2.0.1-fastvareoppdateringen la til digital signatur for å forhindre at fastvarenedlastingen blir ufullstendig, noe som resulterer i at fastvareoppdateringen mislykkes.
I praktisk anvendelse kan OCPP2.0.1-protokollen brukes til å realisere fjernkontroll av ladestabler, sanntidsovervåking av ladestatus, brukerautentisering og andre funksjoner, noe som forbedrer bruken av ladeutstyr, effektivitet og sikkerhet betraktelig. OCPP2.0.1 har flere detaljer og funksjoner enn 1.6-versjonen, og vanskelighetsgraden har også økt.
2. Innføring i OCPP2.0.1-funksjonen
OCPP 2.0.1-protokollen er den nyeste versjonen av OCPP-protokollen. Sammenlignet med OCPP 1.6 har OCPP 2.0.1-protokollen gjennomført mange forbedringer og optimaliseringer. Hovedinnholdet inkluderer:
•Meldingslevering:OCP 2.0.1 legger til nye meldingstyper og endrer eldre meldingsformater for å forbedre effektivitet og ytelse.
• Digitale sertifikater:I OCPP 2.0.1 ble sikkerhetsmekanismer basert på digitale sertifikater introdusert for å gi forbedret enhetsautentisering og beskyttelse av meldingsintegritet. Dette er en betydelig forbedring i forhold til sikkerhetsmekanismene i OCPP 1.6.
•Datamodell:OCPP 2.0.1 oppdaterer datamodellen til å inkludere støtte for nye enhetstyper og funksjoner.
• Enhetsadministrasjon:OCPP 2.0.1 tilbyr mer omfattende funksjoner for enhetsadministrasjon, inkludert enhetskonfigurasjon, feilsøking, programvareoppdateringer osv.
•Komponentmodeller:OCPP 2.0.1 introduserer en mer fleksibel komponentmodell som kan brukes til å beskrive mer komplekse ladeenheter og -systemer. Dette bidrar til å muliggjøre mer avanserte funksjoner somV2G (kjøretøy til strømnett).
•Smart lading:Avansert smartlading og ISO 15118-integrasjon. Forskjellen mellom 1,6 og 2,0,1 innen smartlading er betydelig. Mens 1,6 J er avhengig av grunnleggendeLadeprofiler, OCPP 2.0.1 støtter innebygdISO 15118via en gjennomgangsmekanisme.
Dette muliggjørPlugg og lad (PnC)EVSE fungerer som en gateway, slik at EV-en kan utveksle digitale sertifikater direkte med backend-systemet for automatisk autentisering. Ingen RFID-kort eller apper er nødvendig. Dette legger også grunnlaget forV2G (kjøretøy-til-nett), som tillater toveis styring av energiflyt basert på nettfrekvens og kapasitet.
•Brukeridentitet og autorisasjon:OCPP2.0.1 gir forbedrede brukeridentifikasjons- og autorisasjonsmekanismer, støtter flere brukerautentiseringsmetoder og stiller høyere krav til beskyttelse av brukerdata.
III. Introduksjon til OCPP-funksjonen
1. Intelligent lading
Eksternt energistyringssystem (EMS)
OCPP 2.0.1 løser dette problemet ved å introdusere en varslingsmekanisme som varsler CSMS (Charging Station Management System) om eksterne restriksjoner. Direkte smarte ladeinnganger som støtter energistyringssystemer (EMS) kan løse mange situasjoner:
Elbiler koblet til ladepunkter (i henhold til ISO 15118)
OCPP 2.0.1 støtter ISO 15118-oppdatert protokoll for kommunikasjon mellom elbiler og elbiler. ISO 15118-standarden plug-and-play-lading og smart lading (inkludert innganger fra elbiler) er enklere å implementere ved hjelp av OCPP 2.0.1. Gjør det mulig for ladestasjonoperatører å sende meldinger (fra CSMS) om ladestasjoner for visning til elbilsjåfører.
Smart lading bruker:
(1) Lastfordeling
Lastbalansering er hovedsakelig rettet mot den interne belastningen på ladestasjonen. Ladestasjonen vil kontrollere ladeeffekten til hver ladestolpe i henhold til forhåndskonfigurasjonen. Ladestasjonen vil bli konfigurert med en fast grenseverdi, for eksempel maksimal utgangsstrøm. I tillegg inkluderer konfigurasjonen også valgfrie alternativer for å optimalisere effektfordelingen fra ladestasjoner til individuelle ladestasjoner. Denne konfigurasjonen forteller ladestasjonen at laderater under denne konfigurasjonsverdien er ugyldige, og at andre ladestrategier bør velges.
(2) Sentral intelligent lading
Sentral smartlading forutsetter at ladegrensene styres av et sentralt system, som beregner deler av eller hele ladeplanen etter å ha mottatt nettoperatørens prediksjonsinformasjon om nettkapasiteten, og det sentrale systemet vil pålegge ladegrenser på ladestasjoner og sette ladegrenser ved å svare på meldinger.
(3) Lokal intelligent lading
Lokal intelligent lading realiseres av en lokal kontroller, som tilsvarer en agent i OCPP-protokollen, som er ansvarlig for å motta meldinger fra det sentrale systemet og kontrollere ladeatferden til andre ladestasjoner i gruppen. Selve kontrolleren kan være utstyrt med ladestasjoner eller ikke. I modus for lokal intelligent lading begrenser den lokale kontrolleren ladeeffekten til ladestasjonen. Under lading kan grenseverdien endres. Grenseverdien for ladegruppen kan konfigureres lokalt eller av det sentrale systemet.
2. Systeminnføring
systematisk rammeverk
Programvarearkitektur
Funksjonsmodulene i OCPP2.0.1-protokollen inkluderer hovedsakelig dataoverføringsmodul, autorisasjonsmodul, sikkerhetsmodul, transaksjonsmodul, målerverdimodul, kostnadsmodul, reservasjonsmodul, smart ladingmodul, diagnostikkmodul, fastvareadministrasjonsmodul og displaymeldingsmodul.
IV. Fremtidig utvikling av OCPP
1. Fordeler med OCPP
OCPP er en fri og åpen protokoll, og er også en effektiv måte å løse den nåværende sammenkoblingen mellom ladehauger på. Den har blitt popularisert og brukt i mange land rundt om i verden. Fremtidig sammenkobling mellom operatørens tjenester vil ha et språk å kommunisere med.
Før OCPP ble introdusert, utviklet hver ladestolpeprodusent sin egen proprietære protokoll for back-end-tilkobling, og dermed låste ladestolpeoperatører til én enkelt ladestolpeprodusent. Nå, med så godt som alle maskinvareprodusenter som støtter OCPP, står ladestolpeoperatører fritt til å velge maskinvare fra enhver leverandør, noe som gjør markedet mer konkurransedyktig.
Det samme gjelder for eiendoms-/bedriftseiere; når de kjøper en ladestasjon som ikke er tilknyttet OCPP eller inngår kontrakt med en CPO som ikke er tilknyttet OCPP, er de bundet til en spesifikk ladestasjon og ladestolpeoperatør. Men med OCPP-kompatibel ladeutstyr kan huseiere forbli uavhengige av leverandørene sine. Eiere står fritt til å velge en mer konkurransedyktig, bedre priset eller bedre fungerende CPO. De kan også utvide nettverket sitt ved å blande forskjellig ladestolpeutstyr uten å måtte demontere eksisterende installasjoner.
Hovedfordelen med elbiler er selvsagt at elbilsjåfører ikke trenger å stole på én ladestasjonsoperatør eller elbilleverandør. Som med kjøpte OCPP-ladestasjoner kan elbilsjåfører bytte til bedre CPO-er/EMP-er. En annen, men svært viktig fordel er muligheten til å bruke roaming for e-mobilitet.
2.OCPP i rollen som lading av elbiler
(1) OCPP hjelper EVSE og CSMS med å kommunisere med hverandre
(2) Autorisasjon for brukere av elbiler til å starte lading
(3) Fjernmodifisering av ladekonfigurasjon, fjernkontroll av ladekontroll (start/stopp), fjernopplåsing av pistol (kontakt-ID)
(4) Ladestasjonens status i sanntid (tilgjengelig, stoppet, suspendert, uautorisert EV/EVSE), ladedata i sanntid, strømforbruk i sanntid, EVSE-feil i sanntid
(5) Smart lading (reduserer belastningen på nettet)
(6) Firmware Management (OTAA)

Ⅴ. Empirisk validering og produsentinnsikt
Implementering av OCPP 2.0.1 krever grundig validering.Linkkraft, har vårt FoU-team utført omfattende interoperabilitetstesting ved hjelp avOCTT (verktøy for samsvarstesting av åpen ladepunktprotokoll)sammen med integrasjoner i den virkelige verden.
Testmiljø og resultater:Vi har validert EVSE-fastvaren vår mot100+ globale CSMS-leverandører(inkludert store europeiske og amerikanske nettverk). Testene våre fokuserer på:
-
TLS-håndtrykkstabilitet:Sikrer vedvarende tilkobling under sikkerhetsprofil 2 og 3.
-
Transaksjonsdataintegritet:Verifiserer det nye
Transaksjonshendelsemeldingslevering under ustabile nettverksforhold (simulering av pakketap).
Disse empiriske dataene bekrefter at vår OCPP 2.0.1-løsning ikke bare er teoretisk kompatibel, men også feltklar for kommersiell V2G-distribusjon.
Publisert: 21. oktober 2024







