In dit artikel wordt de ontwikkeling van het OCPP-protocol beschreven, met een upgrade van versie 1.5 naar 2.0.1. Hierbij worden de verbeteringen op het gebied van beveiliging, slim opladen, functie-uitbreidingen en vereenvoudiging van code in versie 2.0.1 besproken. Ook wordt de belangrijke rol van het protocol bij het opladen van elektrische voertuigen belicht.
I. Introductie van het OCPP-protocol
De volledige naam van OCPP is Open Charge Point Protocol. Dit is een gratis en open protocol, ontwikkeld door OCA (Open Charge Alliance), een organisatie gevestigd in Nederland. Het Open Charge Point Protocol (OCPP) is een uniform communicatieschema tussen een laadstation en elk laadstationmanagementsysteem (laadstationmanagementsysteem, CSMS). Deze protocolarchitectuur ondersteunt de verbinding tussen het centrale beheersysteem van elke laaddienstverlener met alle laadstations en is primair ontworpen om de communicatieproblemen aan te pakken die zich voordoen in particuliere laadnetwerken. OCPP ondersteunt het beheer van de communicatie tussen laadstations en het centrale beheersysteem van elke aanbieder. Het verandert het gesloten karakter van particuliere laadnetwerken, wat problemen heeft veroorzaakt voor een groot aantal eigenaren van elektrische voertuigen en vastgoedbeheerders, en heeft geleid tot een brede roep om een open model in de sector.
Voordelen van het OCPP-protocol
Open en gratis te gebruiken
Voorkomt afhankelijkheid van één aanbieder (laadplatform)
Vermindert integratietijd/-inspanning en IT-problemen
1. Geschiedenis van OCPP
2. Introductie van de OCPP-versie
Zoals hieronder weergegeven, van OCPP1.5 naar de nieuwste OCPP2.0.1
Omdat er te veel bedrijfseigen protocollen in de branche zijn om een uniforme service-ervaring en operationele verbinding tussen verschillende operatordiensten te ondersteunen, nam OCA het voortouw in de ontwikkeling van het open protocol OCPP1.5. SOAP wordt beperkt door zijn eigen protocolbeperkingen en kan niet snel en breed worden gepopulariseerd.
OCPP 1.5 communiceert met centrale systemen via het SOAP-protocol op basis van het HTTP-protocol om laadpunten te bedienen. Het ondersteunt de volgende functies: Lokale en op afstand geïnitieerde transacties, inclusief het meten van facturering.
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Versie OCPP1.6, die de implementatie van het JSON-formaat ondersteunt, heeft de uitbreiding van slim laden vergroot. De JSON-versie communiceert via WebSocket-communicatie en kan in elke netwerkomgeving gegevens naar elkaar versturen. De 1.6J-versie is het meest gebruikte protocol op de markt en ondersteunt JSON-gegevens in het WebSocket-protocol om het dataverkeer te verminderen.
Ondersteunt JSON-gegevens op basis van het WebSockets-protocol om dataverkeer te verminderen (JSON, JavaScript Object Representation, is een lichtgewicht gegevensuitwisselingsformaat) en maakt gebruik mogelijk op netwerken die geen pakketroutering van laadpunten ondersteunen (bijv. openbaar internet). Slim laden: load balancing, gecentraliseerd slim laden en lokaal slim laden. Sta laadpunten toe hun eigen informatie opnieuw te verzenden (op basis van de huidige laadpuntinformatie), zoals de laatst gemeten waarde of de status van het laadpunt.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, uitgebracht in 2018, verbetert transactieverwerking, verhoogt de beveiliging en het apparaatbeheer: voegt functionaliteit voor slim laden toe voor topologieën met energiebeheersystemen (EMS), lokale controllers en voor elektrische voertuigen met geïntegreerd slim laden, laadstations en laadstationbeheersystemen. Ondersteunt ISO 15118: Plug-and-Play en Smart Charging-vereisten voor elektrische voertuigen.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 is de nieuwste versie, uitgebracht in 2020. Deze versie biedt nieuwe functies en verbeteringen, zoals ondersteuning voor ISO15118 (Plug and Play), verbeterde beveiliging en over het algemeen verbeterde prestaties.
3. Compatibiliteit van OCPP-versie
OCPP1.x is compatibel met lagere versies, OCPP1.6 is compatibel met OCPP1.5, OCPP1.5 is compatibel met OCPP1.2.
OCPP2.0.1 is niet compatibel met OCPP1.6, hoewel sommige inhoud van OCPP1.6 dat ook is, maar het formaat van de dataframes verschilt volledig van het verzonden formaat.
Ten tweede, OCPP 2.0.1-protocol
1. Verschil tussen OCPP 2.0.1 en OCPP 1.6
Vergeleken met eerdere versies, zoals OCPP 1.6, bevat OCPP 2.0.1 belangrijke verbeteringen op de volgende gebieden:
a. Verbeterde beveiliging
OCPP2.0.1 is beveiligd door de introductie van HTTPS-verbindingen op basis van Secure Sockets Layer en een nieuw certificaatbeheerschema om de veiligheid van de communicatie te garanderen.
b. Nieuwe functies toevoegen
OCPP2.0.1 voegt veel nieuwe functies toe, waaronder intelligent laadbeheer en meer gedetailleerde storingsrapportage en -analyse.
c. Flexibeler ontwerp
OCPP2.0.1 is ontworpen om flexibeler te zijn en zo te kunnen voldoen aan de behoeften van complexere en diversere toepassingen.
d. Codevereenvoudiging
OCPP2.0.1 vereenvoudigt de code, waardoor de software gemakkelijker kan worden geïmplementeerd.
In de firmware-update voor OCPP2.0.1 is een digitale handtekening toegevoegd om te voorkomen dat de firmware-download onvolledig is en er een firmware-update mislukt.
In de praktijk kan het OCPP2.0.1-protocol worden gebruikt om op afstand controle te krijgen over de laadpaal, realtime bewaking van de laadstatus, gebruikersauthenticatie en andere functies, wat het gebruik van laadapparatuur, de efficiëntie en veiligheid aanzienlijk verbetert. Hoewel OCPP2.0.1 meer details en functies heeft dan versie 1.6, is de moeilijkheidsgraad ook toegenomen.
2. Introductie van de OCPP2.0.1-functie
Het OCPP 2.0.1-protocol is de nieuwste versie van het OCPP-protocol. Vergeleken met OCPP 1.6 heeft het OCPP 2.0.1-protocol veel verbeteringen en optimalisaties ondergaan. De belangrijkste inhoud omvat:
Berichtlevering: OCP 2.0.1 voegt nieuwe berichttypen toe en wijzigt oudere berichtformaten om de efficiëntie en prestaties te verbeteren.
Digitale certificaten: In OPC 2.0.1 zijn beveiligingsmechanismen op basis van digitale certificaten geïntroduceerd om te zorgen voor een betere apparaatauthenticatie en bescherming van de berichtintegriteit. Dit is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de beveiligingsmechanismen van OCPP1.6.
Gegevensmodel: OPC 2.0.1 werkt het gegevensmodel bij met ondersteuning voor nieuwe apparaattypen en functies.
Apparaatbeheer: OPC 2.0.1 biedt uitgebreidere functies voor apparaatbeheer, waaronder apparaatconfiguratie, probleemoplossing, software-updates, enzovoort.
Componentmodellen: OCP 2.0.1 introduceert een flexibeler componentmodel dat gebruikt kan worden om complexere laadapparaten en -systemen te beschrijven. Dit maakt geavanceerdere functies zoals V2G (Vehicle to Grid) mogelijk.
Slim opladen: OCPP2.0.1 biedt ondersteuning voor slim opladen. Zo kan het laadvermogen dynamisch worden aangepast op basis van de netwerkomstandigheden of de behoeften van de gebruiker.
Gebruikersidentiteit en autorisatie: OCPP2.0.1 biedt verbeterde mechanismen voor gebruikersidentificatie en -autorisatie, ondersteunt meerdere methoden voor gebruikersauthenticatie en stelt hogere eisen aan de bescherming van gebruikersgegevens.
III. Inleiding tot de OCPP-functie
1. Intelligent opladen
Extern energiebeheersysteem (EMS)
OCPP 2.0.1 pakt dit probleem aan door een meldingsmechanisme te introduceren dat CSMS (Charging Station Management System) op de hoogte stelt van externe beperkingen. Directe slimme laadingangen die energiebeheersystemen (EMS) ondersteunen, kunnen veel situaties oplossen:
Elektrische voertuigen aangesloten op laadpunten (volgens ISO 15118)
OCPP 2.0.1 ondersteunt het bijgewerkte ISO 15118-protocol voor communicatie tussen elektrische voertuigen (EV's) en elektrische voertuigen (EV's). Plug-and-play-laden en slim laden volgens de ISO 15118-standaard (inclusief input van elektrische voertuigen) zijn eenvoudiger te implementeren met OCPP 2.0.1. Hiermee kunnen laadstationbeheerders berichten (vanuit CSMS) over laadstations versturen voor weergave aan bestuurders van elektrische voertuigen.
Slim opladen maakt gebruik van:
(1) Lastbalancer
Load Balancer richt zich voornamelijk op de interne belasting van het laadstation. Het laadstation regelt het laadvermogen van elke laadpaal op basis van de vooraf ingestelde configuratie. Het laadstation wordt geconfigureerd met een vaste grenswaarde, zoals de maximale uitgangsstroom. Daarnaast bevat de configuratie optionele opties voor het optimaliseren van de stroomverdeling van laadstations naar individuele laadstations. Deze configuratie geeft het laadstation aan dat laadsnelheden onder deze configuratiewaarde ongeldig zijn en dat er andere laadstrategieën moeten worden geselecteerd.
(2) Centrale intelligente oplaadfunctie
Bij centraal slim laden wordt ervan uitgegaan dat de laadlimieten worden aangestuurd door een centraal systeem. Dit systeem berekent een deel of het gehele laadschema nadat het de voorspellingsinformatie van de netbeheerder over de netcapaciteit heeft ontvangen. Het centrale systeem legt laadlimieten op aan laadstations en stelt laadlimieten vast op basis van berichten.
(3) Lokale intelligente oplading
Lokaal intelligent laden wordt gerealiseerd door een lokale controller, die gelijkstaat aan een agent van het OCPP-protocol. Deze controller ontvangt berichten van het centrale systeem en regelt het laadgedrag van andere laadstations in de groep. De controller zelf kan al dan niet met laadstations zijn uitgerust. Bij lokaal intelligent laden beperkt de lokale controller het laadvermogen van het laadstation. Tijdens het laden kan de grenswaarde worden gewijzigd. De grenswaarde van de laadgroep kan lokaal of via het centrale systeem worden geconfigureerd.
2. Systeemintroductie
systematisch raamwerk
softwarearchitectuur
De functionele modules in het OCPP2.0.1-protocol omvatten voornamelijk de Data Transfer-module, Autorisatiemodule, Beveiligingsmodule, Transactiemodule, Meterwaardenmodule, Kostenmodule, Reserveringsmodule, Smart Charging-module, Diagnostiekmodule, Firmware Management-module en Weergaveberichtmodule.
IV. Toekomstige ontwikkeling van OCPP
1. Voordelen van OCPP
OCPP is een gratis en open protocol en is tevens een effectieve manier om de huidige verbinding tussen laadpalen op te lossen. Het is populair geworden en wordt in veel landen over de hele wereld gebruikt. De toekomstige verbinding tussen de diensten van de operator zal over een eigen taal beschikken om te communiceren.
Vóór de komst van OCPP ontwikkelde elke fabrikant van laadpalen zijn eigen protocol voor back-endconnectiviteit, waardoor laadpaalexploitanten gebonden waren aan één fabrikant. Nu vrijwel alle hardwarefabrikanten OCPP ondersteunen, zijn laadpaalexploitanten vrij om hardware van elke leverancier te kiezen, waardoor de markt concurrerender is geworden.
Hetzelfde geldt voor vastgoed-/bedrijfseigenaren; wanneer ze een laadstation zonder OCPP kopen of een contract afsluiten met een CPO zonder OCPP, zitten ze vast aan een specifieke laadstation- en laadpaalexploitant. Maar met OCPP-conforme laadapparatuur kunnen huiseigenaren onafhankelijk blijven van hun leveranciers. Eigenaren zijn vrij om te kiezen voor een concurrerender, beter geprijsd of beter functionerend CPO. Bovendien kunnen ze hun netwerk uitbreiden door verschillende laadpalen te combineren zonder bestaande installaties te hoeven demonteren.
Het belangrijkste voordeel van elektrische auto's is natuurlijk dat bestuurders niet afhankelijk zijn van één laadpaalexploitant of leverancier. Net als bij aangekochte OCPP-laadstations kunnen bestuurders overstappen naar betere CPO's/EMP's. Een tweede, maar zeer belangrijk voordeel is de mogelijkheid om gebruik te maken van e-mobiliteitsroaming.
2, OCPP in de rol van het opladen van elektrische voertuigen
(1) OCPP helpt EVSE en CSMS met elkaar te communiceren
(2) Toestemming voor gebruikers van elektrische voertuigen om te beginnen met opladen
(3) Op afstand aanpassen van de laadconfiguratie, op afstand bedienen van het laden (start/stop), op afstand ontgrendelen van het pistool (connector-id)
(4) Realtime-status van het laadstation (beschikbaar, gestopt, opgeschort, niet-geautoriseerde EV/EVSE), realtime-laadgegevens, realtime-stroomverbruik, realtime-storing van EVSE
(5) Slim laden (verminderen van de netbelasting)
(6) Firmwarebeheer (OTAA)
Linkpower werd opgericht in 2018 en richt zich al ruim 8 jaar op kant-en-klare onderzoeks- en ontwikkelingsdiensten voor AC/DC EV-laadstations, inclusief software, hardware, uiterlijk, enz.
Zowel AC- als DC-snelladers met OCPP1.6-software zijn al getest bij meer dan 100 leveranciers van OCPP-platforms. Tegelijkertijd konden we OCPP1.6J updaten naar OCPP2.0.1 en is de commerciële EVSE-oplossing uitgerust met IEC/ISO15118-modules, wat een stevige stap is in de richting van de realisatie van V2G bidirectioneel laden.
Plaatsingstijd: 21-10-2024