L'evoluzione dell'OCPP: passaggio dalla versione 1.6 alla 2.0.1 e oltre nella ricarica dei veicoli elettrici
Sommario
I. Introduzione al protocollo Open Charge Point
ILProtocollo Open Charge Point (OCPP)funge da standard globale per la comunicazione tra le apparecchiature di alimentazione dei veicoli elettrici (EVSE) e i sistemi di gestione delle stazioni di ricarica (CSMS). Autore:Open Charge Alliance (OCA)Questo protocollo è riconosciuto come standard de facto nel settore dei veicoli elettrici (precursore dello standard IEC 63110). Elimina i vincoli proprietari, garantendo che l'hardware di diversi produttori possa interagire senza problemi con vari sistemi back-end.
Nota dell'autorità: questo articolo fa riferimento agli standard ufficiali stabiliti nei whitepaper OCA e nelle specifiche IEC/ISO
1、Storia dell'OCPP
2. Introduzione alla versione OCPP
Come mostrato di seguito, da OCPP1.5 all'ultimo OCPP2.0.1
Poiché nel settore sono presenti troppi protocolli proprietari per supportare un'esperienza di servizio unificata e l'interconnessione operativa tra diversi servizi degli operatori, OCA ha assunto la guida nello sviluppo del protocollo aperto OCPP1.5. SOAP è limitato dai vincoli del suo protocollo e non può essere diffuso rapidamente e ampiamente.
OCPP 1.5 comunica con i sistemi centrali tramite protocollo SOAP basato sul protocollo HTTP per gestire i punti di ricarica. Supporta le seguenti funzioni: transazioni avviate localmente e da remoto, inclusa la misurazione della fatturazione.
Il salto da 1,6J a 2,0,1
Mentre le versioni precedenti come OCPP 1.5 si basavano sul macchinoso protocollo SOAP,OCPP 1.6Jha rivoluzionato il settore introducendo JSON su WebSocket. Ciò ha consentito la comunicazione full-duplex e ha ridotto significativamente il traffico dati, rendendolo l'attuale standard di mercato. Tuttavia, il rilascio diOCPP 2.0.1(correzione dei bug della versione 2.0) segna un cambio di paradigma. A differenza della versione 1.6J, OCPP 2.0.1 non è retrocompatibile a causa di modifiche fondamentali nella sua struttura dati, progettata per supportare sistemi di gestione dell'energia (EMS) complessi e rigorosi standard di sicurezza.
Introduzione alla versione Ⅱ.OCPP
Come mostrato di seguito, da OCPP1.5 all'ultimo OCPP2.0.1
Poiché nel settore sono presenti troppi protocolli proprietari per supportare un'esperienza di servizio unificata e l'interconnessione operativa tra diversi servizi degli operatori, OCA ha assunto la guida nello sviluppo del protocollo aperto OCPP1.5. SOAP è limitato dai vincoli del suo protocollo e non può essere diffuso rapidamente e ampiamente.
OCPP 1.5 comunica con i sistemi centrali tramite protocollo SOAP basato sul protocollo HTTP per gestire i punti di ricarica. Supporta le seguenti funzioni: transazioni avviate localmente e da remoto, inclusa la misurazione della fatturazione.
OCPP 1.6J (JSON su WebSocket)
Mentre la vecchia versione SOAP è obsoleta,OCPP 1.6Jrimane la versione più ampiamente distribuita. UtilizzaJSON su WebSocket (WSS), che consente la comunicazione full-duplex. A differenza di SOAP basato su HTTP, WSS consente al server (CSMS) di avviare comandi (comeRemoteStartTransaction) al caricabatterie anche quando il caricabatterie si trova dietro un firewall NAT.
OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, rilasciato nel 2018, migliora l'elaborazione delle transazioni, aumenta la sicurezza e la gestione dei dispositivi: aggiunge funzionalità di ricarica intelligente, per topologie con sistemi di gestione dell'energia (EMS), controller locali e per veicoli elettrici con ricarica intelligente integrata, stazioni di ricarica e sistemi di gestione delle stazioni di ricarica. SupportaISO 15118: Requisiti Plug and Play e Smart Charging per veicoli elettrici.
OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 è l'ultima versione, rilasciata nel 2020. Offre nuove funzionalità e miglioramenti, come il supporto per ISO15118 (Plug and Play), maggiore sicurezza e prestazioni complessive migliorate.
Compatibilità della versione OCPP
OCPP1.x è compatibile con le versioni precedenti, OCPP1.6 è compatibile con OCPP1.5, OCPP1.5 è compatibile con OCPP1.2.
OCPP2.0.1 non è compatibile con OCPP1.6, sebbene alcuni contenuti di OCPP2.0.1 lo siano, ma il formato del data frame è completamente diverso da quello inviato.
Protocollo OCPP 2.0.1
1、Differenza tra OCPP 2.0.1 e OCPP 1.6
Rispetto alle versioni precedenti, come OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 presenta importanti miglioramenti nelle seguenti aree:
a. Maggiore sicurezza
OCPP 2.0.1: la revisione della sicurezza e della gestione dei dispositivi
OCPP 2.0.1 non è retrocompatibile con la versione 1.6J a causa di una completa ristrutturazione del modello dati. Il suo miglioramento più significativo è l'introduzione di tre componenti obbligatori.Profili di sicurezza:
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Profilo di sicurezza 1:TLS con autenticazione di base (password).
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Profilo di sicurezza 2:TLS con certificati lato client (maggiore sicurezza).
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Profilo di sicurezza 3:TLS con supporto per certificati lato client e modulo di sicurezza hardware (HSM).
Inoltre, sostituisce il limitatoBattito del cuoremeccanismo con un completoModello del dispositivoQuesto utilizza uno standardizzatoComponenteEVariabilestruttura per monitorare tutto, dalla velocità della ventola alla temperatura interna, migliorando notevolmente la diagnostica remota.
b.Aggiunta di nuove funzionalità
OCPP2.0.1 aggiunge molte nuove funzionalità, tra cui la gestione intelligente della ricarica e una segnalazione e analisi dei guasti più dettagliate.
c. Design più flessibile
OCPP2.0.1 è stato progettato per essere più flessibile e soddisfare le esigenze di applicazioni più complesse e diversificate.
d. Semplificazione del codice
OCPP2.0.1 semplifica il codice, rendendo più facile l'implementazione del software.
L'aggiornamento del firmware OCPP2.0.1 ha aggiunto la firma digitale per evitare che il download del firmware sia incompleto, con conseguente errore di aggiornamento del firmware.
Nell'applicazione pratica, il protocollo OCPP2.0.1 può essere utilizzato per realizzare il controllo remoto della pila di ricarica, il monitoraggio in tempo reale dello stato di ricarica, l'autenticazione dell'utente e altre funzioni, che migliorano notevolmente l'uso delle apparecchiature di ricarica, l'efficienza e la sicurezza. I dettagli e le funzioni di OCPP2.0.1 sono più numerosi rispetto alla versione 1.6, e anche lo sviluppo della difficoltà è aumentato.
2、Introduzione alla funzione OCPP2.0.1
Il protocollo OCPP 2.0.1 è l'ultima versione del protocollo OCPP. Rispetto alla versione 1.6, il protocollo OCPP 2.0.1 ha apportato numerosi miglioramenti e ottimizzazioni. I contenuti principali includono:
• Consegna del messaggio:OCP 2.0.1 aggiunge nuovi tipi di messaggi e modifica i formati di messaggio più vecchi per migliorare l'efficienza e le prestazioni.
•Certificati digitali:In OCPP 2.0.1 sono stati introdotti meccanismi di sicurezza basati su certificati digitali per garantire un'autenticazione più efficace dei dispositivi e una maggiore protezione dell'integrità dei messaggi. Si tratta di un miglioramento significativo rispetto ai meccanismi di sicurezza di OCPP 1.6.
•Modello di dati:OCPP 2.0.1 aggiorna il modello di dati per includere il supporto per nuovi tipi di dispositivi e funzionalità.
•Gestione dispositivi:OCPP 2.0.1 fornisce funzioni di gestione dei dispositivi più complete, tra cui la configurazione dei dispositivi, la risoluzione dei problemi, gli aggiornamenti software, ecc.
•Modelli dei componenti:OCPP 2.0.1 introduce un modello di componenti più flessibile che può essere utilizzato per descrivere dispositivi e sistemi di ricarica più complessi. Ciò consente di abilitare funzionalità più avanzate comeV2G (veicolo-rete).
•Ricarica intelligente:Ricarica intelligente avanzata e integrazione ISO 15118. La differenza tra 1.6 e 2.0.1 nella ricarica intelligente è significativa. Mentre 1.6J si basa suProfili di ricarica, OCPP 2.0.1 supporta nativamenteISO 15118tramite un meccanismo pass-through.
Ciò consentePlug & Charge (PnC): L'EVSE funge da gateway, consentendo al veicolo elettrico di scambiare certificati digitali direttamente con il back-end per l'autenticazione automatica. Non sono necessarie carte RFID o app. Questo getta anche le basi perV2G (veicolo-rete), consentendo una gestione bidirezionale del flusso energetico in base alla frequenza e alla capacità della rete.
•Identità e autorizzazione dell'utente:OCPP2.0.1 fornisce meccanismi migliorati di identificazione e autorizzazione degli utenti, supporta più metodi di autenticazione degli utenti e propone requisiti più elevati per la protezione dei dati degli utenti.
III. Introduzione alla funzione OCPP
1. Ricarica intelligente
Sistema di gestione dell'energia esterna (EMS)
OCPP 2.0.1 affronta questo problema introducendo un meccanismo di notifica che segnala al CSMS (Charging Station Management System) eventuali restrizioni esterne. Gli input di ricarica intelligenti diretti che supportano i sistemi di gestione dell'energia (EMS) possono risolvere molte situazioni:
Veicoli elettrici collegati ai punti di ricarica (secondo ISO 15118)
OCPP 2.0.1 supporta il protocollo aggiornato ISO 15118 per la comunicazione tra veicoli elettrici (EVSE). La ricarica plug-and-play e la ricarica intelligente conformi allo standard ISO 15118 (inclusi gli input dai veicoli elettrici) sono più facili da implementare utilizzando OCPP 2.0.1. Consente ai gestori delle stazioni di ricarica di inviare messaggi (dal CSMS) sulle stazioni di ricarica da visualizzare ai conducenti di veicoli elettrici.
La ricarica intelligente utilizza:
(1) Bilanciatore di carico
Il Load Balancer è principalmente mirato al carico interno della stazione di ricarica. La stazione di ricarica controllerà la potenza di ricarica di ogni colonnina in base alla preconfigurazione. La stazione di ricarica sarà configurata con un valore limite fisso, come la corrente di uscita massima. Inoltre, la configurazione include anche opzioni opzionali per ottimizzare la distribuzione della potenza delle stazioni di ricarica alle singole stazioni. Questa configurazione comunica alla stazione di ricarica che le velocità di ricarica inferiori a questo valore di configurazione non sono valide e che è necessario selezionare altre strategie di ricarica.
(2) Ricarica intelligente centralizzata
La ricarica intelligente centralizzata presuppone che i limiti di ricarica siano controllati da un sistema centrale, che calcola parte o tutto il programma di ricarica dopo aver ricevuto le informazioni di previsione dell'operatore di rete sulla capacità della rete; il sistema centrale imporrà limiti di ricarica alle stazioni di ricarica e definirà i limiti di ricarica rispondendo ai messaggi.
(3) Ricarica intelligente locale
La ricarica intelligente locale è realizzata da un controller locale, equivalente a un agente del protocollo OCPP, responsabile della ricezione dei messaggi dal sistema centrale e del controllo del comportamento di ricarica delle altre stazioni di ricarica del gruppo. Il controller stesso può essere dotato o meno di stazioni di ricarica. Nella modalità di ricarica intelligente locale, il controller locale limita la potenza di ricarica della stazione di ricarica. Durante la ricarica, il valore limite può essere modificato. Il valore limite del gruppo di ricarica può essere configurato localmente o dal sistema centrale.
2. Introduzione al sistema
quadro sistematico
Architettura software
I moduli funzionali nel protocollo OCPP2.0.1 includono principalmente il modulo di trasferimento dati, il modulo di autorizzazione, il modulo di sicurezza, il modulo di transazioni, il modulo di valori dei contatori, il modulo di costo, il modulo di prenotazione, il modulo di ricarica intelligente, il modulo di diagnostica, il modulo di gestione del firmware e il modulo di visualizzazione dei messaggi
IV. Sviluppo futuro dell'OCPP
1.Vantaggi dell'OCPP
OCPP è un protocollo libero e aperto, ed è anche un modo efficace per risolvere l'attuale problema di interconnessione delle colonnine di ricarica. È stato diffuso e utilizzato in molti paesi in tutto il mondo; la futura interconnessione tra i servizi dell'operatore avrà un linguaggio per comunicare.
Prima dell'avvento dell'OCPP, ogni produttore di colonnine di ricarica sviluppava il proprio protocollo proprietario per la connettività back-end, vincolando così gli operatori di colonnine di ricarica a un unico produttore. Ora, con il supporto OCPP praticamente da parte di tutti i produttori di hardware, gli operatori di colonnine di ricarica sono liberi di scegliere hardware da qualsiasi fornitore, rendendo il mercato più competitivo.
Lo stesso vale per i proprietari di immobili/attività commerciali: quando acquistano una stazione di ricarica non OCPP o stipulano un contratto con un CPO non OCPP, sono vincolati a una specifica stazione di ricarica e a un gestore di colonnine di ricarica. Tuttavia, con l'hardware di ricarica conforme all'OCPP, i proprietari di case possono rimanere indipendenti dai loro fornitori. I proprietari sono liberi di scegliere un CPO più competitivo, più economico o più funzionale. Inoltre, possono espandere la propria rete combinando diversi hardware di colonnine di ricarica senza dover smantellare le installazioni esistenti.
Naturalmente, il vantaggio principale dei veicoli elettrici è che non devono affidarsi a un unico operatore di colonnine di ricarica o fornitore di veicoli elettrici. Come per le stazioni di ricarica OCPP acquistate, i conducenti di veicoli elettrici possono passare a CPO/EMP migliori. Un secondo, ma molto importante vantaggio è la possibilità di utilizzare il roaming per la mobilità elettrica.
2.OCPP nel ruolo di ricarica dei veicoli elettrici
(1) OCPP aiuta EVSE e CSMS a comunicare tra loro
(2) Autorizzazione degli utilizzatori di veicoli elettrici ad avviare la ricarica
(3) Modifica remota della configurazione di ricarica, controllo remoto della ricarica (avvio/arresto), pistola di sblocco remota (ID connettore)
(4) Stato in tempo reale della stazione di ricarica (disponibile, ferma, sospesa, EV/EVSE non autorizzato), dati di ricarica in tempo reale, consumo energetico in tempo reale, guasto EVSE in tempo reale
(5) Ricarica intelligente (riduzione del carico sulla rete)
(6) Gestione firmware (OTAA)

Ⅴ. Validazione empirica e approfondimenti del produttore
L'implementazione di OCPP 2.0.1 richiede una convalida rigorosa. ALinkpower, il nostro team di ricerca e sviluppo ha condotto ampi test di interoperabilità utilizzandoOCTT (strumento di test di conformità al protocollo Open Charge Point)insieme alle integrazioni nel mondo reale.
Ambiente di prova e risultati:Abbiamo convalidato con successo il nostro firmware EVSE controOltre 100 fornitori CSMS globali(incluse le principali reti europee e statunitensi). I nostri test si concentrano su:
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Stabilità dell'handshake TLS:Garantire la persistenza della connessione secondo i profili di sicurezza 2 e 3.
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Integrità dei dati delle transazioni:Verifica del nuovo
Evento di transazionerecapito di messaggi in condizioni di rete instabili (simulazione di perdita di pacchetti).
Questi dati empirici confermano che la nostra soluzione OCPP 2.0.1 non è solo conforme a livello teorico, ma è anche pronta per l'implementazione commerciale V2G.
Data di pubblicazione: 21-10-2024







