Az OCPP fejlődése: Az 1.6-os és a 2.0.1-es, valamint az azt követő verziók áthidalása az elektromos járművek töltésénél
Tartalomjegyzék
I. Bevezetés a Nyílt Töltési Pont Protokollba
ANyílt Töltési Pont Protokoll (OCPP)globális szabványként szolgál az elektromos járművek ellátó berendezései (EVSE) és a töltőállomás-kezelő rendszerek (CSMS) közötti kommunikációhoz. Szerző:Nyílt Töltésű Szövetség (OCA)Ez a protokoll az elektromos járműiparban de facto szabványként ismert (az IEC 63110 előfutára). Kiküszöböli a szabadalmaztatott korlátozásokat, biztosítva, hogy a különböző gyártók hardverei zökkenőmentesen együttműködhessenek a különféle háttérrendszerekkel.
Hivatkozási megjegyzés: Ez a cikk az OCA tanulmányaiban és az IEC/ISO specifikációkban meghatározott hivatalos szabványokra hivatkozik.
1. Az OCPP története
2. Az OCPP verzió bemutatása
Amint az alább látható, az OCPP1.5-től a legújabb OCPP2.0.1-ig
Mivel az iparágban túl sok saját protokoll létezik ahhoz, hogy egységes szolgáltatási élményt és a különböző operátori szolgáltatások közötti működési összekapcsolást támogasson, az OCA vezető szerepet vállalt az OCPP1.5 nyílt protokoll fejlesztésében. A SOAP-ot saját protokollkorlátai korlátozzák, és nem lehet széles körben és gyorsan népszerűsíteni.
Az OCPP 1.5 HTTP protokollon alapuló SOAP protokollon keresztül kommunikál a központi rendszerekkel a töltőpontok üzemeltetéséhez. A következő funkciókat támogatja: Helyi és távolról kezdeményezett tranzakciók, beleértve a számlázás mérését is.
Ugrás 1,6 J-ról 2,0,1 J-ra
Míg a korábbi verziók, mint például az OCPP 1.5, a nehézkes SOAP protokollon alapultak,OCPP 1.6Jforradalmasította az iparágat a JSON WebSockets-en keresztüli bevezetésével. Ez lehetővé tette a teljes duplex kommunikációt és jelentősen csökkentette az adatforgalmat, így a jelenlegi piaci szabvánnyá vált. A megjelenése azonbanOCPP 2.0.1(a 2.0 hibáinak javítása) paradigmaváltást jelent. Az 1.6J-val ellentétben az OCPP 2.0.1 nem kompatibilis visszafelé az adatszerkezetében bekövetkezett alapvető változások miatt, amelyeket az összetett energiagazdálkodási rendszerek (EMS) és a szigorú biztonsági szabványok támogatására terveztek.
II.OCPP verzió bemutatása
Amint az alább látható, az OCPP1.5-től a legújabb OCPP2.0.1-ig
Mivel az iparágban túl sok saját protokoll létezik ahhoz, hogy egységes szolgáltatási élményt és a különböző operátori szolgáltatások közötti működési összekapcsolást támogasson, az OCA vezető szerepet vállalt az OCPP1.5 nyílt protokoll fejlesztésében. A SOAP-ot saját protokollkorlátai korlátozzák, és nem lehet széles körben és gyorsan népszerűsíteni.
Az OCPP 1.5 HTTP protokollon alapuló SOAP protokollon keresztül kommunikál a központi rendszerekkel a töltőpontok üzemeltetéséhez. A következő funkciókat támogatja: Helyi és távolról kezdeményezett tranzakciók, beleértve a számlázás mérését is.
OCPP 1.6J (JSON WebSockets felett)
Bár a régebbi SOAP verzió elavult,OCPP 1.6Jtovábbra is a legszélesebb körben elterjedt verzió.JSON WebSockets felett (WSS), amely lehetővé teszi a teljes duplex kommunikációt. A HTTP-alapú SOAP-pal ellentétben a WSS lehetővé teszi a szerver (CSMS) számára parancsok (példáulTávoliTranzakcióIndítása) a töltőhöz, még akkor is, ha a töltő NAT tűzfal mögött van.
OCPP 2.0 (JSON)
A 2018-ban kiadott OCPP 2.0 javítja a tranzakciófeldolgozást, növeli a biztonságot és az eszközkezelést: intelligens töltési funkciót biztosít energiagazdálkodási rendszerekkel (EMS) rendelkező topológiákhoz, helyi vezérlőkkel, valamint integrált intelligens töltéssel, töltőállomásokkal és töltőállomás-kezelő rendszerekkel rendelkező elektromos járművekhez. Támogatja a következőket:ISO 15118: Csatlakoztasd és használd, valamint intelligens töltési követelmények elektromos járművekhez.
OCPP 2.0.1 (JSON)
Az OCPP 2.0.1 a legújabb verzió, amely 2020-ban jelent meg. Új funkciókat és fejlesztéseket kínál, mint például az ISO15118 (Plug and Play) támogatása, fokozott biztonság és összességében jobb teljesítmény.
OCPP verzió kompatibilitás
Az OCPP1.x az alacsonyabb verziókkal kompatibilis, az OCPP1.6 az OCPP1.5-tel, az OCPP1.5 pedig az OCPP1.2-vel.
Az OCPP2.0.1 nem kompatibilis az OCPP1.6-tal. Az OCPP2.0.1-gyel bár az OCPP1.6 tartalmának egy része kompatibilis, az adatkeret formátuma teljesen eltér a küldötttől.
OCPP 2.0.1 protokoll
1. Különbség az OCPP 2.0.1 és az OCPP 1.6 között
A korábbi verziókhoz, például az OCPP 1.6-hoz képest az OCPP 2.0.1 a következő területeken jelentős fejlesztéseket tartalmaz:
a. Fokozott biztonság
OCPP 2.0.1: A biztonsági és eszközkezelési átalakítás
Az OCPP 2.0.1 nem kompatibilis visszafelé az 1.6J-vel az adatmodell teljes átszervezése miatt. Legfontosabb fejlesztése három kötelező bevezetése.Biztonsági profilok:
-
1. biztonsági profil:TLS alapszintű hitelesítéssel (jelszóval).
-
2. biztonsági profil:TLS kliensoldali tanúsítványokkal (magasabb biztonság).
-
3. biztonsági profil:TLS kliensoldali tanúsítványokkal és hardveres biztonsági modul (HSM) támogatással.
Továbbá felváltja a korlátozottSzívverésmechanizmus átfogóEszközmodellEz egy szabványosítottÖsszetevőésVáltozóegy olyan struktúra, amely mindent felügyel a ventilátorsebességtől a belső hőmérsékletig, jelentősen javítva a távoli diagnosztikát.
b. Új funkciók hozzáadása
Az OCPP2.0.1 számos új funkcióval bővül, beleértve az intelligens töltéskezelést, valamint a részletesebb hibajelentést és -elemzést.
c. Rugalmasabb kialakítás
Az OCPP2.0.1-et úgy tervezték, hogy rugalmasabb legyen, és megfeleljen a bonyolultabb és változatosabb alkalmazások igényeinek.
d. Kód egyszerűsítése
Az OCPP2.0.1 leegyszerűsíti a kódot, így könnyebbé teszi a szoftver implementálását.
Az OCPP2.0.1 firmware frissítés digitális aláírást adott hozzá, hogy megakadályozza a firmware letöltésének hiányosságát, ami firmware frissítési hibát eredményezne.
A gyakorlatban az OCPP2.0.1 protokoll segítségével távolról vezérelhetők a töltőoszlopok, valós idejű töltési állapotfigyelés, felhasználói hitelesítés és egyéb funkciók valósíthatók meg, ami jelentősen javítja a töltőberendezések használatát, hatékonyságát és biztonságát. Az OCPP2.0.1 részletei és funkciói sokkal jobbak az 1.6-os verziónál, de a fejlesztés nehézségei is megnőttek.
2. Az OCPP2.0.1 funkció bemutatása
Az OCPP 2.0.1 protokoll az OCPP protokoll legújabb verziója. Az OCPP 1.6-hoz képest az OCPP 2.0.1 protokoll számos fejlesztésen és optimalizáláson esett át. A főbb tartalmak a következők:
• Üzenet kézbesítése:Az OCP 2.0.1 új üzenettípusokat ad hozzá, és módosítja a régebbi üzenetformátumokat a hatékonyság és a teljesítmény javítása érdekében.
•Digitális tanúsítványok:Az OCPP 2.0.1-es verzióban digitális tanúsítványokon alapuló biztonsági mechanizmusokat vezettek be a megerősített eszközhitelesítés és az üzenetek integritásának védelme érdekében. Ez jelentős előrelépés az OCPP1.6 biztonsági mechanizmusaihoz képest.
•Adatmodell:Az OCPP 2.0.1 frissíti az adatmodellt, hogy az új eszköztípusokat és funkciókat is támogassa.
•Eszközkezelés:Az OCPP 2.0.1 átfogóbb eszközkezelési funkciókat kínál, beleértve az eszközkonfigurációt, a hibaelhárítást, a szoftverfrissítéseket stb.
• Komponens modellek:Az OCPP 2.0.1 egy rugalmasabb komponensmodellt vezet be, amely összetettebb töltőeszközök és -rendszerek leírására használható. Ez segít a fejlettebb funkciók, például a következők engedélyezésében:V2G (járműből a hálózatba).
•Intelligens töltés:Fejlett intelligens töltés és ISO 15118 integráció. Az intelligens töltés terén az 1.6 és a 2.0.1 közötti különbség jelentős. Míg az 1.6J alapvető...Töltési profilokAz OCPP 2.0.1 natívan támogatja aISO 15118áteresztő mechanizmuson keresztül.
Ez lehetővé tesziCsatlakoztasd és töltsd (PnC)Az EVSE átjáróként működik, lehetővé téve az elektromos jármű számára, hogy közvetlenül a háttérrendszerrel cseréljen digitális tanúsítványokat az automatikus hitelesítés érdekében. Nincs szükség RFID-kártyákra vagy alkalmazásokra. Ez megalapozza a következőket is:V2G (járműtől a hálózatig), lehetővé téve a kétirányú energiaáramlás-szabályozást a hálózati frekvencia és kapacitás alapján.
•Felhasználói azonosító és jogosultság:Az OCPP2.0.1 továbbfejlesztett felhasználó-azonosítási és -engedélyezési mechanizmusokat biztosít, több felhasználói hitelesítési módszert támogat, és magasabb követelményeket támaszt a felhasználói adatok védelmével kapcsolatban.
III. Bevezetés az OCPP függvénybe
1. Intelligens töltés
Külső energiagazdálkodási rendszer (EMS)
Az OCPP 2.0.1 ezt a problémát egy értesítési mechanizmus bevezetésével kezeli, amely értesíti a CSMS-t (töltőállomás-kezelő rendszer) a külső korlátozásokról. Az energiagazdálkodási rendszereket (EMS) támogató közvetlen intelligens töltési bemenetek számos helyzetet megoldhatnak:
Töltőpontokhoz csatlakoztatott elektromos járművek (ISO 15118 szabvány szerint)
Az OCPP 2.0.1 támogatja az ISO 15118 szabvány frissített protokollt az elektromos járművek (EVSE) és az elektromos járművek közötti kommunikációhoz. Az ISO 15118 szabvány szerinti plug-and-play töltés és az intelligens töltés (beleértve az elektromos járművek bemeneteit is) könnyebben megvalósítható az OCPP 2.0.1 használatával. Lehetővé teszi a töltőállomások üzemeltetői számára, hogy üzeneteket küldjenek (a CSMS-ből) a töltőállomásokról az elektromos járművek vezetőinek való megjelenítéshez.
Az intelligens töltés a következőket használja:
(1) Terheléselosztó
A Load Balancer elsősorban a töltőállomás belső terhelésére irányul. A töltőállomás az előzetes konfigurációnak megfelelően szabályozza az egyes töltőoszlopok töltési teljesítményét. A töltőállomás egy fix határértékkel, például a maximális kimeneti árammal lesz konfigurálva. Ezenkívül a konfiguráció opcionális opciókat is tartalmaz a töltőállomások teljesítményelosztásának optimalizálására az egyes töltőállomások között. Ez a konfiguráció jelzi a töltőállomásnak, hogy az ezen konfigurációs érték alatti töltési sebességek érvénytelenek, és hogy más töltési stratégiákat kell választani.
(2) Központi intelligens töltés
A központi intelligens töltés azt feltételezi, hogy a töltési korlátokat egy központi rendszer szabályozza, amely a hálózatüzemeltető hálózati kapacitásra vonatkozó előrejelzési információinak kézhezvétele után kiszámítja a töltési ütemterv egy részét vagy egészét, és a központi rendszer töltési korlátokat szab meg a töltőállomásokra, valamint az üzenetekre válaszolva állítja be a töltési korlátokat.
(3) Helyi intelligens töltés
A helyi intelligens töltést egy helyi vezérlő valósítja meg, amely az OCPP protokoll egy ügynökének felel meg, és felelős a központi rendszertől érkező üzenetek fogadásáért, valamint a csoport többi töltőállomásának töltési viselkedésének vezérléséért. Maga a vezérlő lehet töltőállomásokkal felszerelve vagy anélkül. A helyi intelligens töltés módjában a helyi vezérlő korlátozza a töltőállomás töltési teljesítményét. Töltés közben a határérték módosítható. A töltési csoport határértéke helyileg vagy a központi rendszer által konfigurálható.
2. Rendszerbevezetés
szisztematikus keretrendszer
Szoftverarchitektúra
Az OCPP2.0.1 protokoll funkcionális moduljai főként az adatátviteli modult, az engedélyezési modult, a biztonsági modult, a tranzakciós modult, a mérőóraérték-modult, a költségmodult, a foglalási modult, az intelligens töltési modult, a diagnosztikai modult, a firmware-kezelő modult és a kijelzőüzenet-modult tartalmazzák.
IV. Az OCPP jövőbeli fejlesztése
1. Az OCPP előnyei
Az OCPP egy ingyenes és nyílt protokoll, és egyben hatékony módja a jelenlegi töltőoszlop-összeköttetések megoldásának is, és a világ számos országában népszerűsödött és használatos, a szolgáltatók szolgáltatásai közötti jövőbeli összekapcsolásnak pedig egy nyelve lesz a kommunikációhoz.
Az OCPP megjelenése előtt minden töltőoszlop-gyártó kifejlesztette a saját, szabadalmaztatott protokollt a háttér-kapcsolathoz, így a töltőoszlop-üzemeltetők egyetlen töltőoszlop-gyártóhoz kötötték a szolgáltatásaikat. Most, hogy gyakorlatilag minden hardvergyártó támogatja az OCPP-t, a töltőoszlop-üzemeltetők szabadon választhatnak hardvert bármely gyártótól, ami versenyképesebbé teszi a piacot.
Ugyanez igaz az ingatlan-/üzlettulajdonosokra is; amikor nem OCPP töltőállomást vásárolnak, vagy szerződést kötnek egy nem OCPP CPO-val, akkor egy adott töltőállomáshoz és töltőoszlop-üzemeltetőhöz kötődnek. Az OCPP-kompatibilis töltőberendezésekkel azonban a háztulajdonosok függetlenek maradhatnak szolgáltatóiktól. A tulajdonosok szabadon választhatnak versenyképesebb, jobb árú vagy jobban működő CPO-t. Emellett bővíthetik hálózatukat különböző töltőoszlop-berendezések kombinálásával anélkül, hogy a meglévő berendezéseket le kellene bontani.
Természetesen az elektromos járművek fő előnye, hogy az elektromos járművek vezetőinek nem kell egyetlen töltőoszlop-üzemeltetőre vagy elektromos jármű beszállítóra támaszkodniuk. A megvásárolt OCPP töltőállomásokhoz hasonlóan az elektromos járművek vezetői is jobb CPO-kra/EMP-kre válthatnak. Egy második, de nagyon fontos előny az e-mobilitási roaming használatának lehetősége.
2. OCPP az elektromos járművek töltésében
(1) Az OCPP segíti az EVSE és a CSMS egymás közötti kommunikációját.
(2) Az elektromos járművek felhasználóinak felhatalmazása a töltés megkezdésére
(3) Töltési konfiguráció távoli módosítása, távoli töltésvezérlés (indítás/leállítás), távoli pisztolynyitás (csatlakozó azonosító)
(4) A töltőállomás valós idejű állapota (elérhető, leállított, felfüggesztett, nem engedélyezett EV/EVSE), valós idejű töltési adatok, valós idejű energiafogyasztás, valós idejű EVSE hiba
(5) Intelligens töltés (a hálózat terhelésének csökkentése)
(6) Firmware-kezelés (OTAA)
Ⅴ.Empirikus validáció és gyártói betekintés
Az OCPP 2.0.1 implementálása szigorú validációt igényel.LinkpowerK+F csapatunk kiterjedt interoperabilitási teszteket végzett aOCTT (Nyílt Töltési Pont Protokoll Megfelelőség Tesztelő Eszköz)a valós integrációk mellett.
Tesztkörnyezet és eredmények:Sikeresen validáltuk EVSE firmware-ünket a következővel szemben:Több mint 100 globális CSMS-szolgáltató(beleértve a főbb európai és amerikai hálózatokat). Tesztjeink a következőkre összpontosítanak:
-
TLS kézfogás stabilitása:A kapcsolat megőrzésének biztosítása a 2. és 3. biztonsági profil alatt.
-
Tranzakciós adatok integritása:Az új ellenőrzése
Tranzakcióeseményüzenet kézbesítése instabil hálózati körülmények között (csomagvesztés szimuláció).
Ezek az empirikus adatok megerősítik, hogy OCPP 2.0.1 megoldásunk nemcsak elméletileg kompatibilis, hanem terepen is használható a V2G kereskedelmi telepítéshez.
Közzététel ideje: 2024. október 21.