Udviklingen af OCPP: Brobygning fra version 1.6 til 2.0.1 og derover inden for opladning af elbiler
Indholdsfortegnelse
I. Introduktion til protokollen for åbne ladepunkter
DeÅben ladepunktprotokol (OCPP)fungerer som den globale standard for kommunikation mellem forsyningsudstyr til elektriske køretøjer (EVSE) og ladestationsstyringssystemer (CSMS). Forfattet afOpen Charge Alliance (OCA), denne protokol er anerkendt som de facto-standarden i elbilindustrien (forløber for IEC 63110). Den eliminerer proprietære låsninger og sikrer, at hardware fra forskellige producenter kan interagere problemfrit med forskellige backend-systemer.
Autoritetsnote: Denne artikel refererer til de officielle standarder, der er angivet i OCA Whitepapers og IEC/ISO-specifikationer.
1. OCPP's historie
2. Introduktion til OCPP-versionen
Som vist nedenfor, fra OCPP1.5 til den seneste OCPP2.0.1
Fordi der er for mange proprietære protokoller i branchen til at understøtte en samlet serviceoplevelse og operationel sammenkobling mellem forskellige operatørtjenester, tog OCA føringen i udviklingen af den åbne protokol OCPP1.5. SOAP er begrænset af sine egne protokolbegrænsninger og kan ikke populariseres bredt og hurtigt.
OCPP 1.5 kommunikerer med centrale systemer via SOAP-protokol baseret på HTTP-protokol for at betjene ladepunkter. Den understøtter følgende funktioner: Lokale og fjernt initierede transaktioner, herunder måling af fakturering.
Springet fra 1,6J til 2,0,1
Mens tidligere versioner som OCPP 1.5 var afhængige af den besværlige SOAP-protokol,OCPP 1,6Jrevolutionerede branchen ved at introducere JSON over WebSockets. Dette muliggjorde fuld-duplex kommunikation og reducerede datatrafikken betydeligt, hvilket gjorde det til den nuværende markedsstandard. Udgivelsen afOCPP 2.0.1(rettelse af fejlene i 2.0) markerer et paradigmeskift. I modsætning til 1.6J er OCPP 2.0.1 ikke bagudkompatibel på grund af fundamentale ændringer i dens datastruktur, der er designet til at understøtte komplekse energistyringssystemer (EMS) og strenge sikkerhedsstandarder.
Introduktion til Ⅱ.OCPP-versionen
Som vist nedenfor, fra OCPP1.5 til den seneste OCPP2.0.1
Fordi der er for mange proprietære protokoller i branchen til at understøtte en samlet serviceoplevelse og operationel sammenkobling mellem forskellige operatørtjenester, tog OCA føringen i udviklingen af den åbne protokol OCPP1.5. SOAP er begrænset af sine egne protokolbegrænsninger og kan ikke populariseres bredt og hurtigt.
OCPP 1.5 kommunikerer med centrale systemer via SOAP-protokol baseret på HTTP-protokol for at betjene ladepunkter. Den understøtter følgende funktioner: Lokale og fjernt initierede transaktioner, herunder måling af fakturering.
OCPP 1.6J (JSON over WebSockets)
Selvom den ældre SOAP-version er forældet,OCPP 1,6Jer fortsat den mest udbredte version. Den brugerJSON over WebSockets (WSS), hvilket muliggør fuld duplex-kommunikation. I modsætning til HTTP-baseret SOAP gør WSS det muligt for serveren (CSMS) at initiere kommandoer (som f.eks.Fjernstarttransaktion) til opladeren, selv når opladeren er bag en NAT-firewall.
OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, udgivet i 2018, forbedrer transaktionsbehandling, øger sikkerhed og enhedsstyring: tilføjer smart opladningsfunktionalitet til topologier med energistyringssystemer (EMS), lokale controllere og til elbiler med integreret smart opladning, ladestationer og ladestationsstyringssystemer. UnderstøtterISO 15118Krav til plug and play og smart opladning af elbiler.
OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 er den seneste version, udgivet i 2020. Den indeholder nye funktioner og forbedringer såsom understøttelse af ISO15118 (Plug and Play), forbedret sikkerhed og generelt forbedret ydeevne.
OCPP-versionskompatibilitet
OCPP1.x er kompatibel med ældre versioner, 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, selvom noget af indholdet i OCPP1.6 også er det, men datarammeformatet har været helt anderledes end det, der blev sendt.
OCPP 2.0.1-protokol
1. Forskellen mellem OCPP 2.0.1 og OCPP 1.6
Sammenlignet med tidligere versioner som OCPP 1.6 har OCPP 2.0.1 store forbedringer på følgende områder:
a. Forbedret sikkerhed
OCPP 2.0.1: Overhaling af sikkerhed og enhedsstyring
OCPP 2.0.1 er ikke bagudkompatibel med 1.6J på grund af en fuldstændig omstrukturering af datamodellen. Dens mest kritiske forbedring er introduktionen af tre obligatoriskeSikkerhedsprofiler:
-
Sikkerhedsprofil 1:TLS med grundlæggende godkendelse (adgangskode).
-
Sikkerhedsprofil 2:TLS med klientsidecertifikater (højere sikkerhed).
-
Sikkerhedsprofil 3:TLS med klientsidecertifikater og understøttelse af Hardware Security Module (HSM).
Desuden erstatter den den begrænsedeHjerteslagmekanisme med en omfattendeEnhedsmodelDette bruger en standardiseretKomponentogVariabelstruktur til at overvåge alt fra ventilatorhastighed til intern temperatur, hvilket forbedrer fjerndiagnosticering betydeligt.
b. Tilføjelse af nye funktioner
OCPP2.0.1 tilføjer mange nye funktioner, herunder intelligent opladningsstyring og mere detaljeret fejlrapportering og -analyse.
c. Mere fleksibelt design
OCPP2.0.1 er designet til at være mere fleksibel for at imødekomme behovene i mere komplekse og forskelligartede applikationer.
d. Kodeforenkling
OCPP2.0.1 forenkler koden og gør det nemmere at implementere softwaren.
OCPP2.0.1-firmwareopdateringen har tilføjet en digital signatur for at forhindre, at firmwaredownloaden er ufuldstændig, hvilket resulterer i fejl i firmwareopdateringen.
I praksis kan OCPP2.0.1-protokollen bruges til at realisere fjernbetjening af ladestabler, realtidsovervågning af ladestatus, brugergodkendelse og andre funktioner, hvilket forbedrer brugen af ladeudstyr, effektiviteten og sikkerheden betydeligt. OCPP2.0.1 har flere detaljer og funktioner end 1.6-versionen, og sværhedsgraden er også steget.
2. Introduktion til OCPP2.0.1-funktionen
OCPP 2.0.1-protokollen er den seneste version af OCPP-protokollen. Sammenlignet med OCPP 1.6 har OCPP 2.0.1-protokollen foretaget en masse forbedringer og optimeringer. Hovedindholdet omfatter:
• Beskedlevering:OCP 2.0.1 tilføjer nye beskedtyper og ændrer ældre beskedformater for at forbedre effektivitet og ydeevne.
• Digitale certifikater:I OCPP 2.0.1 blev der introduceret sikkerhedsmekanismer baseret på digitale certifikater for at give forbedret enhedsgodkendelse og beskyttelse af meddelelsesintegritet. Dette er en betydelig forbedring i forhold til sikkerhedsmekanismerne i OCPP 1.6.
•Datamodel:OCPP 2.0.1 opdaterer datamodellen til at inkludere understøttelse af nye enhedstyper og funktioner.
• Enhedsstyring:OCPP 2.0.1 tilbyder mere omfattende enhedsstyringsfunktioner, herunder enhedskonfiguration, fejlfinding, softwareopdateringer osv.
•Komponentmodeller:OCPP 2.0.1 introducerer en mere fleksibel komponentmodel, der kan bruges til at beskrive mere komplekse opladningsenheder og -systemer. Dette hjælper med at muliggøre mere avancerede funktioner såsomV2G (Køretøj til Net).
•Smart opladning:Avanceret smart opladning og ISO 15118-integration. Forskellen mellem 1,6 og 2,0,1 inden for smart opladning er betydelig. Mens 1,6 J er afhængig af grundlæggendeOpladningsprofiler, OCPP 2.0.1 understøtter indbyggetISO 15118via en gennemløbsmekanisme.
Dette muliggørTilslut og oplad (PnC)EVSE fungerer som en gateway, der giver EV'en mulighed for at udveksle digitale certifikater direkte med backend'en for automatisk godkendelse. Ingen RFID-kort eller apps er nødvendige. Dette lægger også grundlaget forV2G (Køretøj-til-net), hvilket muliggør tovejsstyring af energiflow baseret på netfrekvens og -kapacitet.
• Brugeridentitet og -autorisation:OCPP2.0.1 giver forbedrede brugeridentifikations- og godkendelsesmekanismer, understøtter flere brugergodkendelsesmetoder og stiller højere krav til beskyttelse af brugerdata.
III. Introduktion til OCPP-funktionen
1. Intelligent opladning
Eksternt energistyringssystem (EMS)
OCPP 2.0.1 løser dette problem ved at introducere en notifikationsmekanisme, der underretter CSMS (Charging Station Management System) om eksterne begrænsninger. Direkte smarte ladeindgange, der understøtter energistyringssystemer (EMS), kan løse mange situationer:
Elbiler tilsluttet ladestandere (i henhold til ISO 15118)
OCPP 2.0.1 understøtter den opdaterede ISO 15118-protokol til kommunikation mellem elbiler og elbiler. ISO 15118-standarden plug-and-play-opladning og smart opladning (inklusive input fra elbiler) er nemmere at implementere ved hjælp af OCPP 2.0.1. Gør det muligt for ladestationsoperatører at sende beskeder (fra CSMS) om ladestationer til visning til elbilchauffører.
Smart opladning bruger:
(1) Belastningsbalancer
Load Balancer er primært rettet mod ladestationens interne belastning. Ladestationen styrer ladeeffekten for hver ladepæl i henhold til forudkonfigurationen. Ladestationen konfigureres med en fast grænseværdi, såsom den maksimale udgangsstrøm. Derudover inkluderer konfigurationen også valgfrie muligheder for at optimere strømfordelingen fra ladestationer til individuelle ladestationer. Denne konfiguration fortæller ladestationen, at ladehastigheder under denne konfigurationsværdi er ugyldige, og at andre ladestrategier skal vælges.
(2) Central intelligent opladning
Central smart opladning forudsætter, at opladningsgrænserne styres af et centralt system, som beregner en del af eller hele opladningsplanen efter at have modtaget netoperatørens forudsigelsesoplysninger om netkapaciteten, og det centrale system vil pålægge ladestationer opladningsgrænser og fastsætte opladningsgrænser ved at reagere på meddelelser.
(3) Lokal intelligent opladning
Lokal intelligent opladning realiseres af en lokal controller, der svarer til en agent i OCPP-protokollen, og som er ansvarlig for at modtage beskeder fra det centrale system og styre opladningsadfærden for andre ladestationer i gruppen. Selve controlleren kan være udstyret med ladestationer eller ej. I tilstanden med lokal intelligent opladning begrænser den lokale controller ladestationens ladeeffekt. Under opladning kan grænseværdien ændres. Grænseværdien for ladegruppen kan konfigureres lokalt eller af det centrale system.
2. Systemintroduktion
systematisk rammeværk
Softwarearkitektur
Funktionsmodulerne i OCPP2.0.1-protokollen omfatter primært dataoverførselsmodul, autorisationsmodul, sikkerhedsmodul, transaktionsmodul, målerværdimodul, omkostningsmodul, reservationsmodul, smart opladningsmodul, diagnosticeringsmodul, firmwarestyringsmodul og displaymeddelelsesmodul.
IV. Fremtidig udvikling af OCPP
1. Fordele ved OCPP
OCPP er en fri og åben protokol, og er også en effektiv måde at løse den nuværende sammenkobling af opladningsbunker på. Den er blevet populariseret og brugt i mange lande verden over. Den fremtidige sammenkobling mellem operatørens tjenester vil have et sprog at kommunikere med.
Før OCPP's fremkomst udviklede hver ladestanderproducent sin egen proprietære protokol til backend-forbindelse, hvilket låste ladestanderoperatører til én ladestanderproducent. Nu, hvor stort set alle hardwareproducenter understøtter OCPP, kan ladestanderoperatører frit vælge hardware fra enhver leverandør, hvilket gør markedet mere konkurrencepræget.
Det samme gælder for ejendomsejere/virksomhedsejere; når de køber en ikke-OCPP-ladestation eller indgår kontrakt med en ikke-OCPP-CPO, er de bundet til en specifik ladestations- og ladestanderoperatør. Men med OCPP-kompatibel ladehardware kan husejere forblive uafhængige af deres udbydere. Ejere kan frit vælge en mere konkurrencedygtig, bedre prissat eller bedre fungerende CPO. De kan også udvide deres netværk ved at blande forskellige ladestanderhardware uden at skulle afmontere eksisterende installationer.
Den største fordel ved elbiler er selvfølgelig, at elbilister ikke behøver at være afhængige af en enkelt ladestanderoperatør eller elbilleverandør. Ligesom med købte OCPP-ladestandere kan elbilister skifte til bedre CPO'er/EMP'er. En anden, men meget vigtig fordel er muligheden for at bruge roaming for e-mobilitet.
2.OCPP i rollen som opladning af elbiler
(1) OCPP hjælper EVSE og CSMS med at kommunikere med hinanden
(2) Tilladelse til brugere af elbiler til at starte opladning
(3) Fjernbetjent ændring af ladekonfiguration, fjernbetjening af ladestyring (start/stop), fjernbetjent oplåsning af pistol (stik-ID)
(4) Ladestationens status i realtid (tilgængelig, stoppet, suspenderet, uautoriseret EV/EVSE), ladedata i realtid, strømforbrug i realtid, EVSE-fejl i realtid
(5) Smart opladning (reducerer belastningen på elnettet)
(6) Firmware Management (OTAA)

Ⅴ. Empirisk validering og producentindsigt
Implementering af OCPP 2.0.1 kræver grundig validering.Linkkraft, har vores forsknings- og udviklingsteam udført omfattende interoperabilitetstest ved hjælp afOCTT (Open Charge Point Protocol Compliance Testing Tool)sammen med integrationer i den virkelige verden.
Testmiljø og resultater:Vi har med succes valideret vores EVSE-firmware i forhold til100+ globale CSMS-udbydere(inklusive større europæiske og amerikanske netværk). Vores test fokuserer på:
-
TLS-håndtryksstabilitet:Sikring af forbindelsesvedholdenhed under sikkerhedsprofil 2 og 3.
-
Transaktionsdataintegritet:Bekræftelse af det nye
TransaktionshændelseBeskedlevering under ustabile netværksforhold (simulering af pakketab).
Disse empiriske data bekræfter, at vores OCPP 2.0.1-løsning ikke blot er teoretisk kompatibel, men også klar til kommerciel V2G-implementering.
Opslagstidspunkt: 21. oktober 2024







