L'evolució de l'OCPP: connectant la versió 1.6 amb la 2.0.1 i posteriors en la càrrega de vehicles elèctrics
Taula de continguts
I. Introducció al Protocol de Punt de Càrrega Obert
ElProtocol de punt de càrrega obert (OCPP)serveix com a estàndard global per a la comunicació entre els equips de subministrament de vehicles elèctrics (EVSE) i els sistemes de gestió d'estacions de càrrega (CSMS). Elaborat perAliança de Càrrega Oberta (OCA), aquest protocol està reconegut com l'estàndard de facto a la indústria dels vehicles elèctrics (precursor de la norma IEC 63110). Elimina els bloquejos propietaris, garantint que el maquinari de diferents fabricants pugui interoperar perfectament amb diversos sistemes de backend.
Nota d'autoritat: Aquest article fa referència als estàndards oficials establerts als llibres tècnics de l'OCA i a les especificacions IEC/ISO.
1. Història de l'OCPP
2. Introducció a la versió d'OCPP
Com es mostra a continuació, des de l'OCPP 1.5 fins a l'última versió OCPP 2.0.1
Com que hi ha massa protocols propietaris a la indústria per donar suport a una experiència de servei unificada i una interconnexió operativa entre diferents serveis d'operadors, OCA va liderar el desenvolupament del protocol obert OCPP1.5. SOAP està limitat per les seves pròpies restriccions de protocol i no es pot popularitzar àmpliament i ràpidament.
OCPP 1.5 es comunica amb els sistemes centrals mitjançant el protocol SOAP basat en el protocol HTTP per operar els punts de càrrega. Admet les funcions següents: Transaccions iniciades localment i remotament, inclosa la mesura de la facturació.
El salt d'1,6 J a 2,0,1
Mentre que versions anteriors com OCPP 1.5 es basaven en el feixuc protocol SOAP,OCPP 1.6Jva revolucionar la indústria introduint JSON sobre WebSockets. Això va permetre la comunicació full-duplex i va reduir significativament el trànsit de dades, convertint-lo en l'estàndard actual del mercat. Tanmateix, el llançament deOCPP 2.0.1(correcció dels errors de la versió 2.0) marca un canvi de paradigma. A diferència de la versió 1.6J, l'OCPP 2.0.1 no és compatible amb versions anteriors a causa de canvis fonamentals en la seva estructura de dades dissenyada per suportar sistemes complexos de gestió d'energia (EMS) i estàndards de seguretat rigorosos.
Introducció a la versió Ⅱ.OCPP
Com es mostra a continuació, des de l'OCPP 1.5 fins a l'última versió OCPP 2.0.1
Com que hi ha massa protocols propietaris a la indústria per donar suport a una experiència de servei unificada i una interconnexió operativa entre diferents serveis d'operadors, OCA va liderar el desenvolupament del protocol obert OCPP1.5. SOAP està limitat per les seves pròpies restriccions de protocol i no es pot popularitzar àmpliament i ràpidament.
OCPP 1.5 es comunica amb els sistemes centrals mitjançant el protocol SOAP basat en el protocol HTTP per operar els punts de càrrega. Admet les funcions següents: Transaccions iniciades localment i remotament, inclosa la mesura de la facturació.
OCPP 1.6J (JSON sobre WebSockets)
Tot i que la versió antiga de SOAP està obsoleta,OCPP 1.6Jcontinua sent la versió més àmpliament implementada. UtilitzaJSON sobre WebSockets (WSS), que permet la comunicació full-duplex. A diferència del SOAP basat en HTTP, WSS permet que el servidor (CSMS) iniciï ordres (com araTransacció d'inici remot) al carregador fins i tot quan el carregador està darrere d'un tallafocs NAT.
OCPP 2.0 (JSON)
L'OCPP 2.0, llançat el 2018, millora el processament de transaccions, augmenta la seguretat i la gestió de dispositius: afegeix funcionalitat de càrrega intel·ligent per a topologies amb sistemes de gestió d'energia (EMS), controladors locals i per a vehicles elèctrics amb càrrega intel·ligent integrada, estacions de càrrega i sistemes de gestió d'estacions de càrrega. AdmetISO 15118Requisits Plug and Play i de càrrega intel·ligent per a vehicles elèctrics.
OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 és la darrera versió, publicada el 2020. Ofereix noves funcions i millores, com ara compatibilitat amb ISO15118 (Plug and Play), seguretat millorada i un rendiment general millorat.
Compatibilitat de versions d'OCPP
OCPP1.x és compatible amb versions inferiors, OCPP1.6 és compatible amb OCPP1.5 i OCPP1.5 és compatible amb OCPP1.2.
OCPP2.0.1 no és compatible amb OCPP1.6, tot i que alguns dels continguts de l'OCPP1.6 també ho són amb OCPP2.0.1, però el format del marc de dades és completament diferent del que s'ha enviat.
Protocol OCPP 2.0.1
1. Diferència entre OCPP 2.0.1 i OCPP 1.6
En comparació amb versions anteriors com ara OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 té millores importants en les àrees següents:
a. Millora de la seguretat
OCPP 2.0.1: Revisió general de la seguretat i la gestió de dispositius
L'OCPP 2.0.1 no és compatible amb versions anteriors de l'1.6J a causa d'una reestructuració completa del model de dades. La seva millora més crítica és la introducció de tres elements obligatoris.Perfils de seguretat:
-
Perfil de seguretat 1:TLS amb autenticació bàsica (contrasenya).
-
Perfil de seguretat 2:TLS amb certificats del costat del client (major seguretat).
-
Perfil de seguretat 3:TLS amb certificats del costat del client i compatibilitat amb el mòdul de seguretat de maquinari (HSM).
A més, substitueix el limitatBatec del cormecanisme amb un ampliModel de dispositiuAixò utilitza un sistema estandarditzatComponentiVariableestructura per controlar-ho tot, des de la velocitat del ventilador fins a la temperatura interna, millorant enormement el diagnòstic remot.
b. Afegir noves funcions
L'OCPP 2.0.1 afegeix moltes funcions noves, com ara la gestió intel·ligent de la càrrega i informes i anàlisis d'errors més detallats.
c. Disseny més flexible
L'OCPP2.0.1 ha estat dissenyat per ser més flexible per satisfer les necessitats d'aplicacions més complexes i diverses.
d. Simplificació del codi
L'OCPP2.0.1 simplifica el codi, cosa que facilita la implementació del programari.
L'actualització del firmware OCPP2.0.1 ha afegit una signatura digital per evitar que la descàrrega del firmware sigui incompleta i que l'actualització del firmware falli.
En l'aplicació pràctica, el protocol OCPP2.0.1 es pot utilitzar per aconseguir el control remot de la pila de càrrega, la monitorització en temps real de l'estat de càrrega, l'autenticació d'usuaris i altres funcions, cosa que millora considerablement l'ús de l'equip de càrrega, l'eficiència i la seguretat. Amb més detalls i funcions que la versió 1.6, el desenvolupament de la dificultat també ha augmentat.
2. Introducció a la funció OCPP 2.0.1
El protocol OCPP 2.0.1 és la darrera versió del protocol OCPP. En comparació amb OCPP 1.6, el protocol OCPP 2.0.1 ha fet moltes millores i optimitzacions. Els continguts principals inclouen:
• Lliurament de missatges:L'OCP 2.0.1 afegeix nous tipus de missatges i modifica els formats de missatges més antics per millorar l'eficiència i el rendiment.
•Certificats digitals:A l'OCPP 2.0.1, es van introduir mecanismes de seguretat basats en certificats digitals per proporcionar una autenticació de dispositius i una protecció de la integritat dels missatges reforçades. Això és una millora significativa respecte als mecanismes de seguretat de l'OCPP 1.6.
•Model de dades:L'OCPP 2.0.1 actualitza el model de dades per incloure compatibilitat amb nous tipus de dispositius i funcions.
• Gestió de dispositius:L'OCPP 2.0.1 proporciona funcions de gestió de dispositius més completes, com ara la configuració del dispositiu, la resolució de problemes, les actualitzacions de programari, etc.
•Models de components:L'OCPP 2.0.1 introdueix un model de components més flexible que es pot utilitzar per descriure dispositius i sistemes de càrrega més complexos. Això ajuda a habilitar funcions més avançades com araV2G (Vehicle a la xarxa).
• Càrrega intel·ligent:Càrrega intel·ligent avançada i integració amb ISO 15118. La diferenciació entre 1.6 i 2.0.1 en la càrrega intel·ligent és significativa. Mentre que 1.6J depèn de la càrrega bàsicaPerfils de càrrega, OCPP 2.0.1 admet de manera nativaISO 15118mitjançant un mecanisme de pas.
Això permetEndolla i carrega (PnC)L'EVSE actua com a passarel·la, permetent que l'EV intercanviï certificats digitals directament amb el backend per a l'autenticació automàtica. No calen targetes ni aplicacions RFID. Això també estableix les bases per aV2G (Vehicle-to-Grid), permetent una gestió bidireccional del flux d'energia basada en la freqüència i la capacitat de la xarxa.
• Identitat i autorització de l'usuari:L'OCPP 2.0.1 proporciona mecanismes millorats d'identificació i autorització d'usuaris, admet múltiples mètodes d'autenticació d'usuaris i proposa requisits més elevats per a la protecció de dades d'usuaris.
III. Introducció a la funció OCPP
1. Càrrega intel·ligent
Sistema de gestió d'energia extern (EMS)
L'OCPP 2.0.1 aborda aquest problema introduint un mecanisme de notificació que notifica al CSMS (Sistema de Gestió d'Estacions de Càrrega) les restriccions externes. Les entrades de càrrega intel·ligent directes que admeten sistemes de gestió d'energia (EMS) poden resoldre moltes situacions:
Vehicles elèctrics connectats a punts de càrrega (segons la norma ISO 15118)
L'OCPP 2.0.1 admet el protocol actualitzat per la norma ISO 15118 per a la comunicació entre vehicles elèctrics (VE). La càrrega plug-and-play i la càrrega intel·ligent (incloses les entrades dels VE) de l'estàndard ISO 15118 són més fàcils d'implementar amb l'OCPP 2.0.1. Permet als operadors d'estacions de càrrega enviar missatges (des del CSMS) sobre les estacions de càrrega per mostrar-los als conductors de VE.
Usos de la càrrega intel·ligent:
(1) Equilibrador de càrrega
El Load Balancer està dirigit principalment a la càrrega interna de l'estació de càrrega. L'estació de càrrega controlarà la potència de càrrega de cada punt de càrrega segons la preconfiguració. L'estació de càrrega es configurarà amb un valor límit fix, com ara el corrent de sortida màxim. A més, la configuració també inclou opcions opcionals per optimitzar la distribució de potència de les estacions de càrrega a les estacions de càrrega individuals. Aquesta configuració indica a l'estació de càrrega que les taxes de càrrega per sota d'aquest valor de configuració no són vàlides i que s'han de seleccionar altres estratègies de càrrega.
(2) Càrrega intel·ligent central
La càrrega intel·ligent central assumeix que els límits de càrrega estan controlats per un sistema central, que calcula una part o la totalitat del programa de càrrega després de rebre la informació de predicció de l'operador de la xarxa sobre la capacitat de la xarxa, i el sistema central imposarà límits de càrrega a les estacions de càrrega i establirà límits de càrrega responent als missatges.
(3) Càrrega intel·ligent local
La càrrega intel·ligent local es realitza mitjançant un controlador local, equivalent a un agent del protocol OCPP, responsable de rebre missatges del sistema central i controlar el comportament de càrrega d'altres estacions de càrrega del grup. El controlador en si pot estar equipat amb estacions de càrrega o no. En el mode de càrrega intel·ligent local, el controlador local limita la potència de càrrega de l'estació de càrrega. Durant la càrrega, es pot modificar el valor límit. El valor límit del grup de càrrega es pot configurar localment o mitjançant el sistema central.
2. Introducció al sistema
marc sistemàtic
Arquitectura de programari
Els mòduls funcionals del protocol OCPP2.0.1 inclouen principalment el mòdul de transferència de dades, el mòdul d'autorització, el mòdul de seguretat, el mòdul de transaccions, el mòdul de valors del comptador, el mòdul de costos, el mòdul de reserves, el mòdul de càrrega intel·ligent, el mòdul de diagnòstic, el mòdul de gestió de firmware i el mòdul de missatges de visualització.
IV. Desenvolupament futur de l'OCPP
1. Avantatges de l'OCPP
OCPP és un protocol gratuït i obert, i també és una manera eficaç de resoldre la interconnexió actual de piles de càrrega, i s'ha popularitzat i utilitzat en molts països del món, la futura interconnexió entre els serveis de l'operador tindrà un llenguatge per comunicar-se.
Abans de l'aparició de l'OCPP, cada fabricant de punts de càrrega desenvolupava el seu propi protocol patentat per a la connectivitat backend, cosa que vinculava els operadors de punts de càrrega a un únic fabricant de punts de càrrega. Ara, amb pràcticament tots els fabricants de maquinari que admeten OCPP, els operadors de punts de càrrega són lliures de triar maquinari de qualsevol proveïdor, cosa que fa que el mercat sigui més competitiu.
El mateix passa amb els propietaris d'immobles/empreses; quan compren una estació de càrrega que no sigui de l'OCPP o contracten amb un CPO que no sigui de l'OCPP, queden lligats a un operador d'estació de càrrega i punt de càrrega específics. Però amb el maquinari de càrrega compatible amb l'OCPP, els propietaris poden seguir sent independents dels seus proveïdors. Els propietaris són lliures de triar un CPO més competitiu, amb millor preu o que funcioni millor. A més, poden ampliar la seva xarxa combinant diferents maquinari de punt de càrrega sense haver de desmantellar les instal·lacions existents.
Per descomptat, el principal avantatge dels vehicles elèctrics és que els conductors de vehicles elèctrics no necessiten dependre d'un únic operador de punt de càrrega o proveïdor de vehicles elèctrics. Igual que amb les estacions de càrrega OCPP comprades, els conductors de vehicles elèctrics poden canviar a millors CPO/EMP. Un segon avantatge, però molt important, és la possibilitat d'utilitzar la itinerància de mobilitat elèctrica.
2. L'OCPP en el paper de la càrrega de vehicles elèctrics
(1) L'OCPP ajuda a l'EVSE i al CSMS a comunicar-se entre si
(2) Autorització dels usuaris de vehicles elèctrics per iniciar la càrrega
(3) Modificació remota de la configuració de càrrega, control remot de càrrega (inici/aturada), pistola de desbloqueig remot (ID del connector)
(4) Estat en temps real de l'estació de càrrega (disponible, aturada, suspesa, vehicle elèctric/elèctric no autoritzat), dades de càrrega en temps real, consum d'energia en temps real, fallada del vehicle elèctric en temps real
(5) Càrrega intel·ligent (reducció de la càrrega de la xarxa)
(6) Gestió de firmware (OTAA)
Ⅴ. Validació empírica i informació del fabricant
La implementació d'OCPP 2.0.1 requereix una validació rigorosa. ALinkpower, el nostre equip d'R+D ha dut a terme proves d'interoperabilitat exhaustives utilitzant elOCTT (Eina de prova de compliment del protocol de punt de càrrega obert)juntament amb integracions del món real.
Entorn de prova i resultats:Hem validat amb èxit el nostre firmware EVSE contraMés de 100 proveïdors globals de CSMS(incloses les principals xarxes europees i nord-americanes). Les nostres proves se centren en:
-
Estabilitat de la connexió TLS:Garantir la persistència de la connexió sota el perfil de seguretat 2 i 3.
-
Integritat de les dades de les transaccions:Verificació del nou
Esdeveniment de transacciólliurament de missatges en condicions de xarxa inestables (simulació de pèrdua de paquets).
Aquestes dades empíriques confirmen que la nostra solució OCPP 2.0.1 no només compleix amb la normativa teòrica, sinó que també està preparada per al desplegament comercial de V2G.
Data de publicació: 21 d'octubre de 2024