1. OCPP protokolli tutvustus
Open Charge Point Protocol (OCPP), mille on välja töötanud Hollandis asuv Open Charge Alliance (OCA), on vabalt saadaval olev protokoll, mis on loodud laadimisjaamade (CS) ja mis tahes laadimispunktide haldussüsteemi (CPMS) vaheliseks standardseks suhtluseks. See protokolli arhitektuur hõlbustab sujuvat sidehaldust mis tahes laadimisteenuse pakkuja keskhaldussüsteemide ja kõigi laadimispunktide vahel, lahendades peamiselt privaatsete laadimisvõrkude vahelisest suhtlusest tulenevad erinevad väljakutsed. OCPP võimaldab sujuvat sidehaldust erinevate pakkujate laadimisjaamade ja keskhaldussüsteemide vahel. Viimaste aastate jooksul on eralaadimisvõrkude suletud olemus põhjustanud paljudes elektrisõidukite omanikes ja kinnisvarahaldurites märkimisväärset frustratsiooni, mis on kutsunud esile laialdased üleskutsed avatud mudeli järele tööstuses. OCPP-protokolli eelised hõlmavad avatud ja tasuta kasutamist, tarnija lukustumise vältimist (laadimisplatvorm), integreerimisaja/töökoormuse vähendamist ja IT-probleeme.
A.Sissejuhatus OCPP versioonide väljatöötamisse
2009. aastal algatas Hollandi ettevõte ElaadNL Open Charge Alliance'i (OCA) moodustamise, mis vastutab peamiselt avatud laadimispunkti protokolli (OCPP) ja avatud nutika laadimisprotokolli (OSCP) edendamise eest. Need protokollid kuuluvad nüüd OCA-le. OCPP toetab igat tüüpi laadimistehnoloogiaid.
B. Sissejuhatus OCPP versioonidesse
OCPP versiooni areng: OCPP 1.5-st uusimale OCPP 2-le.0.1
(1) OCPP1.2 (SOAP)
(2) OCPP1.5 (SOAP)
Kuna tööstuses eksisteerib arvukalt patenteeritud protokolle, mis takistavad ühtset teeninduskogemust ja koostalitlusvõimet erinevate operaatorite vahel, võttis Open Charge Alliance (OCA) juhtrolli avatud protokolli OCPP 1.5 väljatöötamisel. SOAP-i, mida piiravad selle protokolli piirangud, ei saanud suures plaanis kiiresti edendada. OCPP 1.5 suhtleb kesksüsteemidega HTTP-protokollil põhineva SOAP-protokolli abil, võimaldades laadimispunktide tööd. See toetab selliseid funktsioone nagu kohalik ja kaugtehingute algatamine, sealhulgas arveldamise mõõtmine.
OCPP 1.6 (SOAP/JSON) tutvustas koos SOAP-iga JSON-vormingu juurutamist, suurendades nutika laadimise laiendatavust. JSON-versioon suhtleb WebSocketi kaudu, võimaldades andmevahetust mis tahes võrgukeskkonnas. Turul kõige laialdasemalt kasutatav versioon on 1.6J versioon, mis toetab JSON-vormingus andmeid WebSocketi kaudu, et vähendada andmeliiklust ja võimaldada toimimist võrkudes ilma pakettide marsruutimist toetamata (nt avalik internet). Nutikad laadimisfunktsioonid hõlmavad koormuse tasakaalustamist, kesk- ja kohalikku luureandmeid ning punktiteabe taasedastamist (põhineb praegusel laadimispunkti teabel), nagu lõplik mõõteväärtus või laadimispunkti olek.
OCPP 2.0 (JSON), mis avaldati 2018. aastal, täiustas tehingute töötlemist, täiustas turvalisust ja tutvustas seadmehaldusfunktsioone. See laiendas energiahaldussüsteemide (EMS), kohalike kontrollerite ja topoloogiate nutikaid laadimisvõimalusi elektrisõidukite integreerimiseks nutika laadimise, laadimisjaamade ja juhtimissüsteemidega. OCPP 2.0 toetab ka standardit ISO 15118 elektrisõidukite plug-and-play ja nutika laadimise nõuete jaoks.
OCPP 2.0.1 (JSON) on uusim versioon, mis ilmus 2020. aastal. See pakub uusi funktsioone ja täiustusi, nagu ISO 15118 tugi plug-and-play, täiustatud turvalisus ja ulatuslikud jõudluse täiustused.
C.OCPP versiooni ühilduvus
OCPP 1.x on tagasiühilduv. OCPP 1.6 ühildub OCPP 1.5-ga ja OCPP 1.5 ühildub OCPP 1.2-ga.
OCPP 2.{1}}.1 ei ühildu OCPP 1.6-ga. Kuigi osa OCPP 2.0.1 sisu võib OCPP 1.6-s eksisteerida, on edastatavate andmekaadrite vorming täiesti erinev.
2. OCPP 2.{2}}.1 protokoll
V. Võrreldes varasemate versioonidega, nagu OCPP 1.6, toob OCPP 2.{3}}.1 kaasa olulisi täiustusi mitmes aspektis.
Täiustatud turvalisus: OCPP 2.{1}}.1 tugevdab turvalisust, võttes kasutusele HTTPS-ühendused, mis põhinevad Secure Socket Layeril (SSL) ja uue sertifikaadihaldusskeemi abil, et tagada turvaline side.
Uute funktsioonide lisamine: OCPP 2.{1}}.1 sisaldab palju uusi funktsioone, sealhulgas intelligentset laadimishaldust ning üksikasjalikumat veateadet ja -analüüsi.
Paindlikum disain: OCPP 2.{1}}.1 disain on paindlikum, rahuldades keerulisi ja erinevaid rakendusnõudeid.
Lihtsustatud kood: OCPP 2.{1}}.1 lihtsustab koodi, muutes tarkvara juurutamise lihtsamaks.
OCPP 2.{1}}.1 puhul sisaldavad püsivara värskendused digitaalallkirju, et vältida püsivara mittetäielikku allalaadimist, vältides nii püsivara värskenduste tõrkeid.
Praktilistes rakendustes saab OCPP 2.0.1 protokolli kasutada laadimisjaamade kaugjuhtimiseks, laadimisoleku reaalajas jälgimiseks, kasutaja autentimiseks ja muudeks funktsioonideks, parandades oluliselt laadimisseadmete tõhusust ja turvalisust. . OCPP 2.0.1 pakub rohkem üksikasju ja funktsioone võrreldes versiooniga 1.6, kuigi arendus on keerukam.
B. OCPP 2 sissejuhatus.{1}}.1 Funktsioonid
OCPP 2.{1}}.1 Protokoll on OCPP-protokolli uusim versioon, mida on võrreldes OCPP 1.6-ga oluliselt täiustatud ja optimeeritud. Peamised täiustused hõlmavad järgmist:
Sõnumi edastamine: OCPP 2.{1}}.1 tutvustab uusi sõnumitüüpe ja muudab mõningaid vanu sõnumivorminguid, et parandada tõhusust ja jõudlust.
Digitaalsed sertifikaadid: OCPP 2.{1}}.1 tutvustab digitaalsetel sertifikaatidel põhinevat turvamehhanismi, mis tagab seadme tugevdatud autentimise ja sõnumite terviklikkuse kaitse. See on OCPP 1.6 turbemehhanismiga võrreldes märkimisväärne edasiminek.
Andmemudel: OCPP 2.{1}}.1 värskendab andmemudelit, lisades tuge uutele seadmetüüpidele ja funktsioonidele.
Seadmehaldus: OCPP 2.{1}}.1 pakub põhjalikumaid seadmehaldusfunktsioone, sealhulgas seadme konfiguratsiooni, tõrkediagnostikat, tarkvaravärskendusi jne.
Komponendi mudel: OCPP 2.{1}}.1 tutvustab paindlikumat komponendimudelit, mida saab kasutada keerukamate laadimisseadmete ja -süsteemide kirjeldamiseks. See aitab rakendada täiustatud funktsioone, näiteks sõidukist võrku (V2G).
Nutikas laadimine: OCPP 2.{1}}.1 lisab nutika laadimise toe, võimaldades laadimisvõimsust dünaamiliselt reguleerida vastavalt võrgutingimustele või kasutaja nõudmistele.
Kasutaja identiteet ja autoriseerimine: OCPP 2.{1}}.1 pakub põhjalikumat kasutaja identiteedi tuvastamise ja autoriseerimise mehhanismi, mis toetab mitut kasutaja autentimismeetodit ja seab kasutajaandmete kaitsele kõrgemad nõuded.
3. Sissejuhatus OCPP funktsionaalsusesse
A. Nutikas laadimine
Väline energiahaldussüsteem (EMS) ja OCPP 2.0.1 on loodud laadimisjaamade haldussüsteemide (CSMS) väliste piirangute probleemi lahendamiseks. OCPP 2-s kasutusele võetud teavitusmehhanism.{4}}.1 teavitab CSMS-i kõigist välistest piirangutest. Otsesed nutikad laadimissisendid EMS-ist saavad hakkama mitmesuguste stsenaariumidega, näiteks:
Elektrisõidukid (EV), mis on ühendatud laadimispunktidega ISO 15118 kaudu
OCPP 2.{1}}.1 toetab standardit ISO 15118, mis on EVSE ja EV suhtluse uuendatud protokoll. Standardi ISO 15118 pistik-ja-laadimis- ja nutika laadimise funktsioone, sealhulgas elektrisõidukite sisendeid, on OCPP 2 abil lihtsam rakendada.0.1. See võimaldab laadimisjaama operaatoritel saata CSMS-ist laadimisjaama kohta sõnumeid, et neid EV juhtidele kuvada.
Nutika laadimise eesmärgid hõlmavad järgmist:
Koormuse tasakaalustamineKoormuse tasakaalustamine käsitleb peamiselt laadimisjaama sisemist koormust. Jaam juhib iga laadimishunniku laadimisvõimsust vastavalt eelkonfigureeritud sätetele. Jaama jaoks on seatud fikseeritud piirväärtus, näiteks maksimaalne väljundvool. Lisaks sisaldab konfiguratsioon valikulisi valikuid, et optimeerida voolu jaotust laadimispakkide vahel. See konfiguratsioon näitab, et sellest väärtusest madalamad laadimismäärad on ebaefektiivsed ja tuleks valida muud laadimisstrateegiad.
Keskne nutikas laadimineKeskne nutikas laadimine eeldab, et laadimispiiranguid juhib kesksüsteem. Pärast võrguoperaatorilt prognooside saamist võrgu võimsuse kohta arvutab kesksüsteem välja osa või kõik laadimisplaanid. See kehtestab laadimishunnikutele laadimispiirangud, vastates nende piirangute seadmise sõnumitele.
Kohalik nutikas laadimineKohalikku nutikat laadimist rakendatakse kohaliku kontrolleri kaudu, mis toimib OCPP-protokolli puhverserverina. See võtab vastu sõnumeid kesksüsteemist ja juhib rühma teiste jaamade laadimiskäitumist. Kohaliku kontrolleri saab varustada laadimisvaiadega või mitte. Kohaliku nutika laadimise režiimis seab kohalik kontroller piirangud jaama laadimisvõimsusele. Neid piirmäärasid saab laadimisprotsessi käigus muuta ja grupi piirväärtusi saab konfigureerida kohapeal või kesksüsteemi kaudu.
B: Süsteemi tutvustus
Protokolli OCPP2.{1}}.1 funktsionaalsed moodulid hõlmavad peamiselt järgmist:
Andmeedastusmoodul
Autoriseerimismoodul
Turvamoodul
Tehingute moodul
Mõõtmismoodul
Kulude moodul
Broneerimismoodul
Nutikas laadimismoodul
Diagnostika moodul
Püsivara haldusmoodul
Kuva sõnumimoodul
4.OCPP edasine areng
A.OCPP eelisedOpen Charge Point Protocol (OCPP) on tasuta ja avatud protokoll, mis toimib tõhusa lahendusena laadimisjaamade koostalitlusvõime tagamiseks. Seda on reklaamitud ja kasutatud paljudes maailma riikides. Kuigi Hiina ei ole veel ühtset protokolli moodustanud, võib OCPP kasutamine tulevikus hõlbustada sidet operaatorite teenuste vahel. Hiina uue energiasõidukite tööstuse arenedes on laadimisseadmete kohandamine ja ühendamine peagi ees. See, kas riiklikud osakonnad või operaatorid võtavad OCPP protokolli kasutusele, nõuab veel aega, et testida.
Enne OCPP tulekut töötas iga laadimisvaiade tootja taustaühenduste jaoks välja oma patenteeritud protokolli, lukustades laadimisvaiade operaatorid üksikute tootjatega. Nüüd, kuna peaaegu kõik riistvaratootjad toetavad OCPP-d, võivad laadimisvaiade operaatorid vabalt valida riistvara mis tahes tarnijalt, muutes turu konkurentsivõimelisemaks.
Sama kehtib kinnisvara/ettevõtete omanike kohta; kui nad ostavad OCPP-väliseid laadimisjaamu või sõlmivad lepinguid mitte-OCPP-ga CPO-dega, on nad seotud kindlate laadimisjaamade ja operaatoritega. OCPP-ga ühilduva laadimisriistvaraga võivad omanikud jääda tarnijatest sõltumatuks. Nad saavad vabalt valida CPO-sid, mis on konkurentsivõimelisemad, kulutõhusamad või funktsioonirikkamad. Samuti saavad nad oma võrku laiendada, segades erinevaid laadimishunnikuid, ilma et peaksid olemasolevaid seadmeid eemaldama.
Elektrisõidukite juhtide suur eelis on see, et nad ei pea lootma ühele laadimiskuhja operaatorile või elektrisõidukite tarnijale. Sarnaselt OCPP laadimisjaamade ostmisega saavad elektrisõidukijuhid lülituda parematele CPO-dele/EMP-dele. Teine, kuid väga oluline eelis on e-mobiilsuse rändluse kasutamise võimalus. OCPP ja teine avatud protokoll OCPI teevad e-rändluse võimalikuks. E-rändlus pakub elektrisõidukite juhtidele juurdepääsu kogu saadaolevale laadimisinfrastruktuurile vaid ühe tellimuse või lepinguga e-mobiilsuse teenusepakkujaga.
B. Erinevused OCPP ja kodumaiste protokollide vahelPraegu kasutavad enamik kodumaiseid laadimisseadmete tootjaid ja operaatoreid, nagu State Grid, Southern Power Grid, Teld ja Aulton, põhiprotokollina protokolli 104 ja muudavad seda teatud määral.
TCP/IP-l põhinev 104-protokoll on binaarne sideprotokoll, mis on tuntud oma väikese andmemahu, kuid halva loetavuse ja vähese laiendatavuse poolest. Selle puudused hõlmavad kasutajakonto teabe ja broneeringute haldamist, sõidukipoolset BMS-i teavet ja aku autentimist ning parkimiskohtade olekuteavet reaalajas. Näiteks oleks ajajagamisega rendiettevõttel keeruline kasutajakogemust sügavalt optimeerida, kasutades laadimishunnikut asjakohase teabe edastamist; samamoodi on laadimishunnikute jaoks keeruline vähese venitavuse tõttu autoomanikke aku olekust kohe teavitada.
Seetõttu on mõned tootjad nende puuduste tõttu juurutamise ajal teinud teatud muudatusi, et osaliselt täita ülalmainitud täitmata stsenaariume. See on toonud kaasa erinevusi iga tootja juurutamise üksikasjades, muutes selle välise liidese korral põhimõtteliselt poolprivaatseks protokolliks, mille tulemuseks on märkimisväärsed kohandatud integreerimiskulud.
On teatatud, et protokoll 104 sisaldab kahte osa: äriandmete vorming ja võrguhaldus. Praegu ei kasuta enamik tootjaid juurutamise ajal võrguhalduseks seotud käske. Varem, kuna enamik spetsiaalseid kiirlaadimisjaamu ehitati linnapiirkondadesse ja maa peale, ei olnud traadita ühenduse probleemid tõsised. Erasõiduautode arenedes ja parklate renoveerimisel põhinevate laadimisvõimaluste rajamisel võib laadimiskohtade keerukus aga kaasa tuua ebausaldusväärsed ühendused. Sellistel juhtudel on nõrkade võrgusignaalide käsitlemise meetodi puudumine paljastanud mitmeid probleeme.
C. OCPP roll elektrisõidukite laadimisel hõlmab järgmist:
OCPP hõlbustab suhtlemistEVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) ja CSMS (laadimisjaamade haldussüsteem) vahel.
Autoriseerimineelektrisõidukite kasutajatele laadimise alustamiseks.
Kaugmuutminelaadimiskonfiguratsioonide, laadimise kaugjuhtimise (start/stopp) ja laadimispüstoli kauglukustuse (pistiku ID) avamine.
Reaalajas oleklaadimisjaama kohta (saadaval, peatatud, peatatud, volitamata EV/EVSE), reaalajas laadimisandmed, reaalajas energiatarbimine ja reaalajas EVSE tõrked.
Nutikas laadimineelektrivõrgu koormuse vähendamiseks.
Püsivara haldus(Over-The-Air luba).
Need funktsioonid aitavad parandada elektrisõidukite laadimise infrastruktuuri tõhusust ja kasutuskogemust.