I. Введение в протокол OCPP
OCPP означает протокол открытой точки заряда. Это бесплатный и открытый протокол, разработанный OCA (Open Charging Alliance), организацией, базирующейся в Нидерландах. Протокол Open Charge Point Protocol (OCPP) обеспечивает унифицированное решение связи между зарядными станциями (CS) и любой системой управления зарядными станциями (CSMS). Эта архитектура протокола поддерживает взаимосвязь между центральной системой управления любого поставщика услуг зарядки и всеми блоками зарядки, в первую очередь решая различные трудности связи, возникающие в частных сетях зарядки. OCPP поддерживает плавное управление связью между зарядными станциями и центральными системами управления различных провайдеров. В течение многих лет закрытый характер частных зарядных сетей вызывал значительное разочарование у владельцев электромобилей и управляющих недвижимостью, что вызвало широкомасштабные призывы к открытой модели во всей отрасли. К преимуществам протокола OCPP относятся: бесплатное и открытое использование, предотвращение привязки к поставщику-(платформы для оплаты), а также сокращение времени интеграции/работы и ИТ-проблем.
1. Введение в разработку версий OCPP
В 2009 году голландская компания ElaadNL инициировала Консорциум открытой зарядки, который в первую очередь отвечает за продвижение открытого протокола зарядки (OCPP) и открытого протокола интеллектуальной зарядки (OSCP). Сейчас он принадлежит OCA; OCPP может поддерживать все типы технологий зарядки.
2. Знакомство с версиями OCPP
Как показано на изображении ниже, версии изменились с OCPP 1.5 до последней версии OCPP 2.0.1.
(1) OCPP1.2 (SOAP)
(2) OCPP1.5 (SOAP) Из-за существования слишком большого количества проприетарных протоколов в отрасли невозможно поддерживать унифицированный сервис и взаимодействие операций между сервисами разных операторов. Таким образом, OCA взял на себя ведущую роль в продвижении разработки открытого протокола OCPP1.5. SOAP ограничен ограничениями собственного протокола и не может широко и быстро продвигаться. OCPP 1.5 взаимодействует с центральной системой через протокол SOAP на основе протокола HTTP, тем самым управляя точкой зарядки. Он поддерживает следующие функции: локальное и удаленное инициирование транзакций, включая учет биллинга.
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON). Версия OCPP1.6 добавляет реализацию формата JSON и повышает расширяемость интеллектуальной зарядки. Версия JSON обменивается данными через WebSocket и может обмениваться данными в любой сетевой среде. Наиболее широко используемым протоколом на рынке является версия 1.6J, которая поддерживает данные формата JSON на основе протокола WebSockets для уменьшения трафика данных (JSON, представление объектов JavaScript, представляет собой облегченный формат обмена данными) и позволяет ему работать в сетях, которые не поддерживают маршрутизацию пакетов точек зарядки (например, общедоступный Интернет). Интеллектуальная зарядка: балансировка нагрузки, центральная интеллектуальная зарядка и локальная интеллектуальная зарядка. Разрешить точкам зарядки повторно отправлять свою собственную информацию (на основе текущей информации о точке зарядки), например последнее значение счетчика или состояние точки зарядки.
(4) OCPP2.0 (JSON). Выпущенный в 2018 году, OCPP2.0 улучшает обработку транзакций, повышает безопасность и улучшает управление устройствами: он добавляет функции интеллектуальной зарядки для топологий с системами управления энергопотреблением (EMS), локальными контроллерами и топологиями для интеграции интеллектуальной зарядки, зарядных станций и систем управления зарядными станциями для электромобилей. Он поддерживает стандарт ISO 15118: требования к подключению-and-play и интеллектуальной зарядке для электромобилей.
(5) OCPP2.0.1 (JSON) OCPP 2.0.1 — это последняя версия, выпущенная в 2020 году. Она предоставляет новые функции и улучшения, такие как поддержка ISO15118 (подключай и работай), повышенную безопасность и общее повышение производительности.
3. Совместимость версий OCPP
OCPP1.x совместим с более ранними версиями, OCPP1.6 совместим с OCPP1.5, а OCPP1.5 совместим с OCPP1.2.
OCPP 2.0.1 несовместим с OCPP 1.6. Хотя некоторые функции OCPP 2.0.1 присутствуют и в OCPP 1.6, формат передаваемых кадров данных совершенно другой.
II. Протокол OCPP 2.0.1 1. Различия между OCPP 2.0.1 и OCPP 1.6
По сравнению с более ранними версиями, такими как OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 предлагает значительные улучшения в нескольких областях: Повышенная безопасность: OCPP 2.0.1 усиливает безопасность за счет введения HTTPS-соединений на основе Secure Sockets Layer (SSL) и новой схемы управления сертификатами для обеспечения безопасной связи. Новые возможности: OCPP 2.0.1 добавляет множество новых функций, включая интеллектуальное управление зарядкой и более подробные отчеты о неисправностях и анализ. Более гибкий дизайн: OCPP 2.0.1 разработан, чтобы быть более гибким и удовлетворять более сложные и разнообразные потребности приложений. Упрощенный код: OCPP 2.0.1 упрощает код, упрощая реализацию программного обеспечения. Обновления встроенного ПО в OCPP 2.0.1 включают цифровые подписи, предотвращающие неполную загрузку встроенного ПО и сбои обновления. В практических приложениях протокол OCPP 2.0.1 можно использовать для удаленного управления зарядными станциями, мониторинга состояния зарядки в реальном-времени, аутентификации пользователей и других функций, что значительно повышает эффективность и безопасность зарядного оборудования. OCPP 2.0.1 имеет гораздо больше деталей и функций, чем версия 1.6, что увеличивает сложность разработки.
2. Введение в функции OCPP 2.0.1
Протокол OCPP 2.0.1 — это последняя версия протокола OCPP, в которой имеются многочисленные улучшения и оптимизации по сравнению с OCPP 1.6. Ключевые улучшения включают в себя: Передача сообщений: OCPP 2.0.1 добавляет несколько новых типов сообщений и изменяет некоторые старые форматы сообщений для повышения эффективности и производительности. Цифровые сертификаты. OCPP 2.0.1 представляет механизм безопасности на основе-цифровых сертификатов, обеспечивающий улучшенную аутентификацию устройств и защиту целостности сообщений. Это значительное улучшение по сравнению с механизмом безопасности OCPP 1.6. Модель данных: OCPP 2.0.1 обновляет свою модель данных, добавляя поддержку новых типов и функций устройств. Управление устройствами: OCPP 2.0.1 предоставляет более комплексные функции управления устройствами, включая настройку устройства, диагностику неисправностей и обновления программного обеспечения. Модель компонентов: OCPP 2.0.1 представляет более гибкую модель компонентов, которую можно использовать для описания более сложных зарядных устройств и систем. Это облегчает реализацию более продвинутых функций, таких как V2G (Vehicle to Grid). Интеллектуальная зарядка: OCPP2.0.1 добавляет поддержку интеллектуальной зарядки, например динамическую регулировку мощности зарядки в зависимости от условий сети или потребностей пользователя. Идентификация и авторизация пользователя: OCPP2.0.1 обеспечивает более надежный механизм проверки и авторизации личности пользователя, поддерживая несколько методов аутентификации пользователя, а также предъявляет более высокие требования к защите пользовательских данных.
III. Введение в функции OCPP
1. Интеллектуальная зарядка
внешняя система управления энергопотреблением (EMS) OCPP 2.0.1 решает эту проблему, вводя механизм уведомления, который может уведомлять CSMS (систему управления зарядной станцией) о внешних ограничениях. Поддержка прямого интеллектуального ввода зарядки в систему управления энергопотреблением (EMS) может решить многие ситуации: электромобили, подключенные к точке зарядки (через ISO 15118), OCPP 2.0.1 поддерживает ISO 15118 -, обновленный протокол для связи EVSE с электромобилями. Подзарядку-и-и интеллектуальную зарядку (включая ввод от электромобиля) стандарта ISO 15118 проще реализовать в OCPP 2.0.1. Позволяет операторам зарядных станций отправлять сообщения о зарядной станции (из CSMS) водителям электромобилей. Использование интеллектуальной зарядки: (1) Балансировка нагрузки Балансировка нагрузки в основном предназначена для внутренней нагрузки зарядной станции. Зарядная станция будет контролировать мощность зарядки каждой зарядной батареи в соответствии с предварительно-настроенными настройками. Зарядная станция будет настроена с фиксированным предельным значением, например максимальным выходным током. Кроме того, в конфигурацию также включены дополнительные опции для оптимизации распределения мощности заряжающих штабелей на каждый заряжающий штабель. Конфигурация сообщает зарядной станции, что ставки зарядки ниже значения конфигурации недействительны и следует выбрать другие стратегии зарядки. (2) Централизованная интеллектуальная зарядка. Централизованная интеллектуальная зарядка предполагает, что пределы зарядки контролируются центральной системой. После получения прогнозной информации оператора сети о мощности сети центральная система рассчитает часть или весь план зарядки. Центральная система наложит ограничения на зарядку для зарядных штабелей и установит лимиты зарядки посредством ответных сообщений. (3) Локальная интеллектуальная зарядка: Локальная интеллектуальная зарядка осуществляется через локальный контроллер. Этот контроллер эквивалентен агенту протокола OCPP, отвечающему за получение сообщений от центральной системы и управлению поведением зарядки других зарядных станций в группе. Сам контроллер может быть оснащен зарядными блоками или может быть отключен от его оснащения. В режиме локальной интеллектуальной зарядки локальный контроллер ограничивает мощность зарядки зарядной станции. В процессе зарядки предельное значение можно изменить. Предельное значение группы зарядки можно настроить локально или с помощью центральной системы.
2. Введение в систему
Архитектура системы
Архитектура программного обеспечения
Функциональные модули протокола OCPP 2.0.1 в основном включают в себя: Передачу данных, Авторизацию, Безопасность, Транзакции, Показания счетчиков, Стоимость, Резервирование, SmartCharging, Диагностику, Управление прошивкой и DisplayMessage.
IV. Будущее развитие OCPP
1. Преимущества OCPP
OCPP — это бесплатный и открытый протокол и эффективный способ решить текущую проблему межсетевого взаимодействия при зарядке свай. Его продвигают и используют во многих странах мира. Хотя Китай еще не сформировал единый протокол, если в качестве основы будет использоваться OCPP, будущие межсетевые соединения между операторскими службами будут иметь общий язык. Учитывая нынешнее развитие индустрии новых энергетических транспортных средств в Китае, корректировка и унификация зарядных устройств неизбежны, и для того, чтобы национальные департаменты или операторы приняли протокол OCPP, еще нужно время, чтобы доказать свою эффективность.
До появления OCPP каждый производитель загрузочных свай разрабатывал свой собственный протокол для подключения к серверной части, таким образом связывая операторов загрузочных свай с отдельными производителями. Теперь, поскольку почти все производители оборудования поддерживают OCPP, операторы зарядных станций могут свободно выбирать оборудование у любого поставщика, что делает рынок более конкурентоспособным. То же самое относится к владельцам недвижимости/бизнеса; когда они приобретают зарядные станции, не-OCPP, или подписывают контракты с CPO, не являющимися-OCPP, они привязываются к конкретным зарядным станциям и операторам зарядных свай. Но благодаря зарядному оборудованию, совместимому с OCPP-, владельцы могут оставаться независимыми от поставщиков. Владельцы могут выбирать более конкурентоспособных CPO с лучшими ценами и функциями. Они также могут расширять свои сети, комбинируя различное оборудование для зарядных станций, не демонтируя существующие установки. Конечно, основным преимуществом электромобилей (EV) является то, что водителям электромобилей не нужно полагаться на одного оператора зарядной станции или поставщика электромобилей. Подобно покупке зарядной станции OCPP, водители электромобилей могут переключиться на более качественный CPO/EMP. Второе, но очень важное преимущество — это возможность использовать роуминг электронной-мобильности. OCPP и другой открытый протокол, OCPI, делают возможным электронный роуминг. Электронный -роуминг предоставляет водителям электромобилей доступ ко всей доступной инфраструктуре зарядки в рамках единой подписки или контракта с поставщиком услуг электронной-мобильной связи.
2. Роль OCPP в зарядке электромобилей
(1) OCPP помогает EVSE и CSMS взаимодействовать друг с другом.
(2) Разрешение пользователям электромобилей начать зарядку
(3) Дистанционное изменение конфигурации зарядки, дистанционное управление зарядкой (пуск/останов), пистолет для дистанционной разблокировки (идентификатор разъема)
(4) Статус зарядной станции-в реальном времени (доступна, остановлена, приостановлена, несанкционированный EV/EVSE), данные о зарядке в-времени, энергопотребление в-времени, неисправности EVSE в реальном-времени.
(5) Интеллектуальная зарядка (снижение нагрузки на сеть)
(6) Управление прошивкой (OTA)