• galvas_reklāmkarogs_01
  • galvas_baneris_02

OCPP — atvērtā uzlādes punkta protokols elektrotransportlīdzekļu uzlādē no 1,5 līdz 2,1

OCPP evolūcija: 1.6. versijas pāreja uz 2.0.1. un jaunākiem elektroautomobiļu uzlādes risinājumiem

Satura rādītājs

    I. Ievads atvērto uzlādes punktu protokolā

    TheAtvērtā uzlādes punkta protokols (OCPP)kalpo kā globāls standarts komunikācijai starp elektrotransportlīdzekļu piegādes iekārtām (EVSE) un uzlādes staciju pārvaldības sistēmām (CSMS). Autors:Atvērtās maksas alianse (OCA)Šis protokols ir atzīts par faktisko standartu elektrotransportlīdzekļu nozarē (IEC 63110 priekštecis). Tas novērš patentētu bloķēšanu, nodrošinot, ka dažādu ražotāju aparatūra var nemanāmi mijiedarboties ar dažādām aizmugursistēmām.

    Autoritātes piezīme: Šajā rakstā ir atsauce uz oficiālajiem standartiem, kas noteikti OCA informatīvajos dokumentos un IEC/ISO specifikācijās.

    1. OCPP vēsture

    OCPP vēsture

    2. OCPP versijas ieviešana

    Kā parādīts zemāk, no OCPP1.5 līdz jaunākajai OCPP2.0.1 versijai

    OCPP versijas ievads

    Tā kā nozarē ir pārāk daudz patentētu protokolu, lai atbalstītu vienotu pakalpojumu pieredzi un operatīvu savstarpēju savienojumu starp dažādiem operatoru pakalpojumiem, OCA uzņēmās vadību atvērtā protokola OCPP1.5 izstrādē. SOAP ierobežo tā paša protokola ierobežojumi, un to nevar plaši un ātri popularizēt.

    OCPP 1.5 sazinās ar centrālajām sistēmām, izmantojot SOAP protokolu, kas balstīts uz HTTP protokolu, lai pārvaldītu uzlādes punktus. Tas atbalsta šādas funkcijas: lokālus un attālināti uzsāktus darījumus, tostarp rēķinu uzskaiti.

    Lēciens no 1,6 J līdz 2,0,1 J

    Lai gan agrākās versijas, piemēram, OCPP 1.5, balstījās uz apgrūtinošo SOAP protokolu,OCPP 1.6Jrevolucionizēja nozari, ieviešot JSON, izmantojot WebSockets. Tas ļāva nodrošināt pilna dupleksa komunikāciju un ievērojami samazināt datu plūsmu, padarot to par pašreizējo tirgus standartu. TomērOCPP 2.0.1(2.0 kļūdu labošana) iezīmē paradigmas maiņu. Atšķirībā no 1.6J, OCPP 2.0.1 nav savietojams ar iepriekšējām versijām fundamentālu izmaiņu dēļ tā datu struktūrā, kas paredzēta sarežģītu enerģijas pārvaldības sistēmu (EMS) un stingru drošības standartu atbalstam.

    II.OCPP versijas ievads

    Kā parādīts zemāk, no OCPP1.5 līdz jaunākajai OCPP2.0.1 versijai

    OCPP versijas ievads

    Tā kā nozarē ir pārāk daudz patentētu protokolu, lai atbalstītu vienotu pakalpojumu pieredzi un operatīvu savstarpēju savienojumu starp dažādiem operatoru pakalpojumiem, OCA uzņēmās vadību atvērtā protokola OCPP1.5 izstrādē. SOAP ierobežo tā paša protokola ierobežojumi, un to nevar plaši un ātri popularizēt.

    OCPP 1.5 sazinās ar centrālajām sistēmām, izmantojot SOAP protokolu, kas balstīts uz HTTP protokolu, lai pārvaldītu uzlādes punktus. Tas atbalsta šādas funkcijas: lokālus un attālināti uzsāktus darījumus, tostarp rēķinu uzskaiti.

    OCPP 1.6J (JSON, izmantojot WebSockets)

    Lai gan vecākā SOAP versija ir novecojusi,OCPP 1.6Jjoprojām ir visplašāk izmantotā versija. Tajā tiek izmantotsJSON virs WebSockets (WSS), kas nodrošina pilna dupleksa saziņu. Atšķirībā no uz HTTP balstīta SOAP, WSS ļauj serverim (CSMS) iniciēt komandas (piemēram,Attālās palaišanas darījums) uz lādētāju pat tad, ja lādētājs atrodas aiz NAT ugunsmūra.

    OCPP 2.0 (JSON)

    OCPP 2.0, kas izlaista 2018. gadā, uzlabo darījumu apstrādi, palielina drošību un ierīču pārvaldību: pievieno viedās uzlādes funkcionalitāti topoloģijām ar enerģijas pārvaldības sistēmām (EMS), lokāliem kontrolieriem un elektrotransportlīdzekļiem ar integrētu viedās uzlādes sistēmu, uzlādes stacijām un uzlādes staciju pārvaldības sistēmām. AtbalstaISO 15118Elektrotransportlīdzekļu prasības attiecībā uz “Plug and Play” un viedās uzlādes sistēmām.

    OCPP 2.0.1 (JSON)

    OCPP 2.0.1 ir jaunākā versija, kas izlaista 2020. gadā. Tā nodrošina jaunas funkcijas un uzlabojumus, piemēram, atbalstu ISO15118 (Plug and Play), uzlabotu drošību un kopumā uzlabotu veiktspēju.

    OCPP versiju saderība

    OCPP1.x ir saderīgs ar vecākām versijām, OCPP1.6 ir saderīgs ar OCPP1.5, OCPP1.5 ir saderīgs ar OCPP1.2.

    OCPP2.0.1 nav saderīgs ar OCPP1.6. OCPP2.0.1 ir saderīgs, lai gan daļa OCPP1.6 satura ir saderīga, taču datu kadra formāts ir pilnībā atšķirīgs no nosūtītā.

    OCPP 2.0.1 protokols

    1. Atšķirība starp OCPP 2.0.1 un OCPP 1.6

    Salīdzinot ar iepriekšējām versijām, piemēram, OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 ir būtiski uzlabojumi šādās jomās:

    a. Uzlabota drošība

    OCPP 2.0.1: Drošības un ierīču pārvaldības pārskatīšana

    OCPP 2.0.1 nav atpakaļsaderīgs ar 1.6J pilnīgas datu modeļa pārstrukturēšanas dēļ. Tā svarīgākais uzlabojums ir trīs obligātu elementu ieviešana.Drošības profili:

    1. 1. drošības profils:TLS ar pamata autentifikāciju (parole).

    2. 2. drošības profils:TLS ar klienta puses sertifikātiem (augstāka drošība).

    3. Drošības profils 3:TLS ar klienta puses sertifikātiem un aparatūras drošības moduļa (HSM) atbalstu.

    Turklāt tas aizstāj ierobežotoSirdsdarbībamehānisms ar visaptverošuIerīces modelisTas izmanto standartizētuKomponentsunMainīgaisstruktūra, lai uzraudzītu visu, sākot no ventilatora ātruma līdz iekšējai temperatūrai, ievērojami uzlabojot attālo diagnostiku.

    b.Jaunu funkciju pievienošana

    OCPP2.0.1 pievieno daudzas jaunas funkcijas, tostarp viedu uzlādes pārvaldību, kā arī detalizētāku kļūmju ziņošanu un analīzi.

    c. Elastīgāks dizains

    OCPP2.0.1 ir izstrādāts, lai būtu elastīgāks un atbilstu sarežģītāku un daudzveidīgāku lietojumprogrammu vajadzībām.

    d. Koda vienkāršošana

    OCPP2.0.1 vienkāršo kodu, atvieglojot programmatūras ieviešanu.

    OCPP2.0.1 programmaparatūras atjauninājumam ir pievienots digitālais paraksts, lai novērstu nepilnīgu programmaparatūras lejupielādi, kā rezultātā rodas programmaparatūras atjaunināšanas kļūme.

    Praktiskā pielietojumā OCPP2.0.1 protokolu var izmantot, lai realizētu uzlādes iekārtu tālvadību, uzlādes statusa uzraudzību reāllaikā, lietotāju autentifikāciju un citas funkcijas, kas ievērojami uzlabo uzlādes iekārtu lietošanu, efektivitāti un drošību. OCPP2.0.1 detaļas un funkcijas ir daudz sarežģītākas nekā 1.6 versijai, un arī izstrādes grūtības ir palielinājušās.

    2. OCPP2.0.1 funkcijas ievads

    OCPP2.0.1 funkcijas

    OCPP 2.0.1 protokols ir jaunākā OCPP protokola versija. Salīdzinot ar OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 protokolam ir veikti daudzi uzlabojumi un optimizācijas. Galvenais saturs ietver:

    • Ziņojumu piegāde:OCP 2.0.1 pievieno jaunus ziņojumu veidus un modificē vecākus ziņojumu formātus, lai uzlabotu efektivitāti un veiktspēju.

    • Digitālie sertifikāti:OCPP 2.0.1 versijā tika ieviesti uz digitālajiem sertifikātiem balstīti drošības mehānismi, lai nodrošinātu pastiprinātu ierīču autentifikāciju un ziņojumu integritātes aizsardzību. Tas ir būtisks uzlabojums salīdzinājumā ar OCPP 1.6 drošības mehānismiem.

    • Datu modelis:OCPP 2.0.1 atjaunina datu modeli, iekļaujot atbalstu jauniem ierīču veidiem un funkcijām.

    • Ierīču pārvaldība:OCPP 2.0.1 nodrošina visaptverošākas ierīču pārvaldības funkcijas, tostarp ierīču konfigurēšanu, problēmu novēršanu, programmatūras atjauninājumus utt.

    • Komponentu modeļi:OCPP 2.0.1 ievieš elastīgāku komponentu modeli, ko var izmantot, lai aprakstītu sarežģītākas uzlādes ierīces un sistēmas. Tas palīdz iespējot tādas uzlabotas funkcijas kāV2G (transportlīdzekļa un tīkla savienojums).

    • Viedā uzlāde:Uzlabota viedā uzlāde un ISO 15118 integrācija. Atšķirība starp 1.6 un 2.0.1 viedajā uzlādē ir ievērojama. Lai gan 1.6J balstās uz pamataUzlādes profili, OCPP 2.0.1 sākotnēji atbalstaISO 15118caur caurlaides mehānismu.

    Tas ļaujPievieno un uzlādē (PnC)EVSE darbojas kā vārteja, ļaujot EV tieši apmainīties ar digitālajiem sertifikātiem ar aizmugursistēmu automātiskai autentifikācijai. Nav nepieciešamas RFID kartes vai lietotnes. Tas arī liek pamatusV2G (transportlīdzekļa un tīkla savienojums), kas ļauj pārvaldīt divvirzienu enerģijas plūsmu, pamatojoties uz tīkla frekvenci un jaudu.

    • Lietotāja identitāte un autorizācija:OCPP2.0.1 nodrošina uzlabotus lietotāju identifikācijas un autorizācijas mehānismus, atbalsta vairākas lietotāju autentifikācijas metodes un izvirza augstākas prasības lietotāju datu aizsardzībai.

    III. Ievads OCPP funkcijā

    1. Viedā uzlāde

    IEC-63110

    Ārējā enerģijas pārvaldības sistēma (EMS)
    OCPP 2.0.1 risina šo problēmu, ieviešot paziņojumu mehānismu, kas paziņo CSMS (uzlādes staciju pārvaldības sistēmai) par ārējiem ierobežojumiem. Tiešas viedās uzlādes ieejas, kas atbalsta enerģijas pārvaldības sistēmas (EMS), var atrisināt daudzas situācijas:
    Elektromobiļi, kas pieslēgti uzlādes punktiem (saskaņā ar ISO 15118)
    OCPP 2.0.1 atbalsta ISO 15118 atjaunināto protokolu EVSE un EV saziņai. ISO 15118 standarta “plug-and-play” uzlādi un viedo uzlādi (ieskaitot ievades datus no EV) ir vieglāk ieviest, izmantojot OCPP 2.0.1. Ļauj uzlādes staciju operatoriem sūtīt ziņojumus (no CSMS) par uzlādes stacijām, lai tos parādītu EV vadītājiem.
    Viedā uzlāde izmanto:

    (1) Slodzes līdzsvarotājs
    Slodzes līdzsvarotājs galvenokārt ir vērsts uz uzlādes stacijas iekšējo slodzi. Uzlādes stacija kontrolēs katra uzlādes staba uzlādes jaudu atbilstoši iepriekš iestatītajai konfigurācijai. Uzlādes stacija tiks konfigurēta ar fiksētu robežvērtību, piemēram, maksimālo izejas strāvu. Turklāt konfigurācija ietver arī papildu opcijas uzlādes staciju jaudas sadales optimizēšanai atsevišķām uzlādes stacijām. Šī konfigurācija norāda uzlādes stacijai, ka uzlādes ātrumi, kas ir zemāki par šo konfigurācijas vērtību, nav derīgi un ka jāizvēlas citas uzlādes stratēģijas.

    (2) Centrālā viedā uzlāde
    Centrālā viedā uzlāde pieņem, ka uzlādes ierobežojumus kontrolē centrālā sistēma, kas aprēķina daļu vai visu uzlādes grafiku pēc tam, kad ir saņēmusi tīkla operatora prognozēto informāciju par tīkla jaudu, un centrālā sistēma noteiks uzlādes ierobežojumus uzlādes stacijām un iestatīs uzlādes ierobežojumus, reaģējot uz ziņojumiem.

    (3) Vietējā viedā uzlāde
    Lokālo viedās uzlādes sistēmu realizē lokālais kontrolieris, kas ir līdzvērtīgs OCPP protokola aģentam un ir atbildīgs par ziņojumu saņemšanu no centrālās sistēmas un citu grupas uzlādes staciju uzlādes darbības kontroli. Pats kontrolieris var būt aprīkots ar uzlādes stacijām vai nē. Lokālās viedās uzlādes režīmā lokālais kontrolieris ierobežo uzlādes stacijas uzlādes jaudu. Uzlādes laikā robežvērtību var mainīt. Uzlādes grupas robežvērtību var konfigurēt lokāli vai centrālā sistēma.

    2. Sistēmas ievads

    Uzlādes staciju pārvaldības sistēma (CSMS)

    sistemātiska sistēma

    OCPP programmatūras struktūra

    Programmatūras arhitektūra
    OCPP2.0.1 protokola funkcionālie moduļi galvenokārt ietver datu pārsūtīšanas moduli, autorizācijas moduli, drošības moduli, darījumu moduli, skaitītāju vērtību moduli, izmaksu moduli, rezervēšanas moduli, viedās uzlādes moduli, diagnostikas moduli, programmaparatūras pārvaldības moduli un displeja ziņojumu moduli.

    IV. OCPP turpmākā attīstība

    1. OCPP priekšrocības

    OCPP ir bezmaksas un atvērts protokols, un tas ir arī efektīvs veids, kā atrisināt pašreizējo uzlādes pāļu starpsavienojumu, un tas ir popularizēts un izmantots daudzās pasaules valstīs, un nākotnes operatoru pakalpojumu starpsavienojumam būs valoda, lai sazinātos.

    Pirms OCPP parādīšanās katrs uzlādes staciju ražotājs izstrādāja savu patentētu protokolu aizmugursistēmas savienojamībai, tādējādi piesaistot uzlādes staciju operatorus vienam uzlādes staciju ražotājam. Tagad, tā kā praktiski visi aparatūras ražotāji atbalsta OCPP, uzlādes staciju operatori var brīvi izvēlēties aparatūru no jebkura pārdevēja, padarot tirgu konkurētspējīgāku.

    Tas pats attiecas uz īpašumu/uzņēmumu īpašniekiem; iegādājoties uzlādes staciju, kas nav OCPP, vai slēdzot līgumu ar CPO, kas nav OCPP, viņi ir piesaistīti konkrētai uzlādes stacijai un uzlādes stabu operatoram. Taču, izmantojot OCPP atbilstošu uzlādes aparatūru, māju īpašnieki var saglabāt neatkarību no saviem pakalpojumu sniedzējiem. Īpašnieki var brīvi izvēlēties konkurētspējīgāku, lētāku vai labāk funkcionējošu CPO. Viņi var arī paplašināt savu tīklu, apvienojot dažādu uzlādes stabu aparatūru, nedemontējot esošās instalācijas.

    Protams, elektroautomobiļu galvenā priekšrocība ir tā, ka elektroautomobiļu vadītājiem nav jāpaļaujas uz vienu uzlādes staciju operatoru vai elektroautomobiļu piegādātāju. Tāpat kā iegādājoties OCPP uzlādes stacijas, elektroautomobiļu vadītāji var pāriet uz labākiem CPO/EMP. Otra, bet ļoti svarīga priekšrocība ir iespēja izmantot e-mobilitātes viesabonēšanu.

    2.OCPP elektrotransportlīdzekļu uzlādes lomā

    (1) OCPP palīdz EVSE un CSMS savstarpēji sazināties

    (2) Elektrotransportlīdzekļu lietotāju atļaušana uzlādes uzsākšanai

    (3) Uzlādes konfigurācijas attālināta modificēšana, uzlādes attālināta vadība (start/stop), pistoles attālināta atbloķēšana (savienotāja ID)

    (4) Uzlādes stacijas reāllaika statuss (pieejams, apturēts, aizturēts, neatļauts EV/EVSE), reāllaika uzlādes dati, reāllaika enerģijas patēriņš, reāllaika EVSE kļūme

    (5) Viedā uzlāde (tīkla slodzes samazināšana)

    (6) Programmaparatūras pārvaldība (OTAA)

    OCPP 1.6J2.0.1

    Ⅴ.Empīriskā validācija un ražotāja ieskati

    OCPP 2.0.1 ieviešanai ir nepieciešama stingra validācija.Linkpowermūsu pētniecības un attīstības komanda ir veikusi plašus sadarbspējas testus, izmantojotOCTT (atvērto uzlādes punktu protokola atbilstības testēšanas rīks)līdzās reālās pasaules integrācijām.

    Testa vide un rezultāti:Mēs esam veiksmīgi validējuši savu EVSE programmaparatūru pretVairāk nekā 100 globālu CSMS pakalpojumu sniedzēju(ieskaitot galvenos Eiropas un ASV tīklus). Mūsu testi koncentrējas uz:

    • TLS rokasspiediena stabilitāte:Savienojuma noturības nodrošināšana 2. un 3. drošības profilā.

    • Darījumu datu integritāte:Jaunā pārbaudeTransakcijas notikumsziņojumu piegāde nestabilos tīkla apstākļos (pakešu zuduma simulācija).

    Šie empīriskie dati apstiprina, ka mūsu OCPP 2.0.1 risinājums ir ne tikai teorētiski atbilstošs, bet arī gatavs V2G komerciālai ieviešanai.


    Publicēšanas laiks: 2024. gada 21. oktobris