מאמר זה מתאר את ההתפתחות של פרוטוקול OCPP, שדרוג מגרסה 1.5 ל-2.0.1, תוך הדגשת השיפורים באבטחה, בטעינה חכמה, בהרחבות תכונות ופישוט הקוד בגרסה 2.0.1, כמו גם את תפקידו המרכזי בטעינת רכב חשמלי .
I. הקדמת פרוטוקול OCPP
השם המלא של OCPP הוא Open Charge Point Protocol, שהוא פרוטוקול חופשי ופתוח שפותח על ידי OCA (Open Charge Alliance), ארגון שבסיסו בהולנד. פרוטוקול נקודות הטעינה הפתוחות (OCPP) הוא סכימת תקשורת מאוחדת בין CS לכל מערכת ניהול עמדות טעינה (CSMS). ארכיטקטורת פרוטוקול זו תומכת בחיבור של מערכת הניהול הריכוזית של כל ספק שירותי טעינה עם כל עמדות הטעינה, ונועדה בעיקר לתת מענה לקשיי התקשורת המתעוררים ברשתות טעינה פרטיות. OCPP תומך בניהול התקשורת בין עמדות הטעינה ומערכת הניהול הריכוזית של כל ספק. OCPP תומך בתקשורת בין עמדות טעינה ומערכת הניהול המרכזית של כל ספק. זה משנה את האופי הסגור של רשתות טעינה פרטיות, מה שגרם לבעיות עבור מספר רב של בעלי רכבי רכב ומנהלי נדל"ן, והוביל לקריאה נרחבת למודל פתוח בכל הענף.
היתרונות של פרוטוקול OCPP
פתוח וחופשי לשימוש
מונע נעילה לספק יחיד (פלטפורמת טעינה)
מפחית זמן/מאמץ אינטגרציה ובעיות IT
1、היסטוריה של OCPP
2. מבוא לגרסת OCPP
כפי שמוצג להלן, מ-OCPP1.5 ל-OCPP2.0.1 העדכני ביותר
מכיוון שיש יותר מדי פרוטוקולים קנייניים בתעשייה כדי לתמוך בחוויית שירות אחידה ובחיבור תפעולי בין שירותי מפעיל שונים, OCA לקחה את ההובלה בפיתוח הפרוטוקול הפתוח OCPP1.5. SOAP מוגבל על ידי אילוצי הפרוטוקול שלה ולא ניתן לפופולריות רחבה ומהירה.
OCPP 1.5 מתקשר עם מערכות מרכזיות באמצעות פרוטוקול SOAP המבוסס על פרוטוקול HTTP להפעלת נקודות טעינה הוא תומך בפונקציות הבאות: עסקאות מקומיות ויזומות מרחוק, כולל מדידת חיוב
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
גרסת OCPP1.6, הצטרפה למימוש פורמט JSON, והגדילה את הרחבת הטעינה החכמה. גרסת JSON היא דרך תקשורת WebSocket, יכולה להיות בכל סביבת רשת כדי לשלוח נתונים אחד לשני, הפרוטוקולים הנפוצים ביותר בשוק הם גרסת 1.6J, תמיכה בנתונים בפורמט JSON מבוססי פרוטוקול websockets להפחתת תעבורת נתונים (JSON, websockets נתוני JSON מבוססי פרוטוקול להפחתת תעבורת הנתונים).
תומך בנתונים בפורמט JSON המבוססים על פרוטוקול websockets להפחתת תעבורת הנתונים (JSON, JavaScript Object Representation, הוא פורמט קל משקל לחילופי נתונים) ומאפשר פעולה ברשתות שאינן תומכות בניתוב מנות של נקודות טעינה (למשל, אינטרנט ציבורי). טעינה חכמה: איזון עומסים, טעינה חכמה מרכזית וטעינה חכמה מקומית. אפשר לנקודות הטעינה לשלוח מחדש מידע משלהן (בהתבסס על מידע נקודת הטעינה הנוכחית), כגון הערך האחרון שנמדד או מצב נקודת הטעינה.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, ששוחרר ב-2018, משפר את עיבוד העסקאות, מגביר את האבטחה, ניהול התקנים: מוסיף פונקציונליות טעינה חכמה, עבור טופולוגיות עם מערכות ניהול אנרגיה (EMS), בקרים מקומיים, ועבור רכבים חשמליים עם טעינה חכמה, עמדות טעינה ומערכות ניהול עמדות טעינה . תומך ב-ISO 15118: Plug and Play ודרישות טעינה חכמה לרכבים חשמליים.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 היא הגרסה העדכנית ביותר, שפורסמה בשנת 2020. היא מספקת תכונות חדשות ושיפורים כגון תמיכה ב-ISO15118 (Plug and Play), אבטחה משופרת ושיפור כללי בביצועים.
3. תאימות גרסת OCPP
OCPP1.x תואם לגרסאות נמוכות יותר, OCPP1.6 תואם ל-OCPP1.5, OCPP1.5 תואם ל-OCPP1.2.
OCPP2.0.1 אינו תואם ל-OCPP1.6, OCPP2.0.1 אם כי לחלק מהתוכן של OCPP1.6 יש גם, אך פורמט מסגרת הנתונים היה שונה לחלוטין מזה שנשלח.
שנית, פרוטוקול OCPP 2.0.1
1、הבדל בין OCPP 2.0.1 ל-OCPP 1.6
בהשוואה לגרסאות קודמות כגון OCPP 1.6, OCPP 2.0. ל-1 יש שיפורים משמעותיים בתחומים הבאים:
א. אבטחה משופרת
OCPP2.0.1 מוקשחת על ידי הצגת חיבורי HTTPS המבוססים על Secure Sockets Layer ותוכנית חדשה לניהול אישורים כדי להבטיח את אבטחת התקשורת.
ב.הוספת תכונות חדשות
OCPP2.0.1 מוסיף תכונות חדשות רבות, כולל ניהול טעינה חכם, ודיווח וניתוח תקלות מפורטים יותר.
ג. עיצוב גמיש יותר
OCPP2.0.1 תוכנן להיות גמיש יותר כדי לענות על הצרכים של יישומים מורכבים ומגוונים יותר.
ד. פישוט קוד
OCPP2.0.1 מפשט את הקוד, ומקל על הטמעת התוכנה.
עדכון קושחה OCPP2.0.1 נוסף חתימה דיגיטלית, כדי למנוע הורדת הקושחה אינה שלמה, וכתוצאה מכך כשל בעדכון הקושחה.
ביישום מעשי, ניתן להשתמש בפרוטוקול OCPP2.0.1 למימוש שליטה מרחוק על ערימת הטעינה, ניטור בזמן אמת של מצב הטעינה, אימות משתמש ופונקציות אחרות, מה שמשפר מאוד את השימוש בציוד הטעינה, היעילות והבטיחות. פרטי OCPP2.0.1 ופונקציות מאשר גרסת 1.6 של הרבים, התפתחות הקושי גדלה גם היא.
2、מבוא לפונקציה OCPP2.0.1
פרוטוקול OCPP 2.0.1 הוא הגרסה העדכנית ביותר של פרוטוקול OCPP. בהשוואה ל-OCPP 1.6, פרוטוקול OCPP 2.0.1 עשה הרבה שיפורים ואופטימיזציות. התכנים העיקריים כוללים:
מסירת הודעות: OCP 2.0.1 מוסיף סוגי הודעות חדשים ומשנה פורמטים ישנים יותר של הודעות כדי לשפר את היעילות והביצועים.
תעודות דיגיטליות: ב-OPC 2.0.1 הוכנסו מנגנוני אבטחה מבוססי תעודות דיגיטליות כדי לספק אימות מכשיר מוקשה והגנה על שלמות ההודעות. זהו שיפור משמעותי ביחס למנגנוני האבטחה של OCPP1.6.
מודל נתונים: OPC 2.0.1 מעדכן את מודל הנתונים כך שיכלול תמיכה בסוגים ותכונות מכשירים חדשים.
ניהול התקנים: OPC 2.0.1 מספק פונקציות ניהול מכשירים מקיפות יותר, כולל תצורת התקנים, פתרון בעיות, עדכוני תוכנה וכו'.
דגמי רכיבים: OCP 2.0.1 מציג מודל רכיבים גמיש יותר שניתן להשתמש בו כדי לתאר התקני טעינה ומערכות טעינה מורכבות יותר. זה עוזר לאפשר תכונות מתקדמות יותר כגון V2G (Vehicle to Grid).
טעינה חכמה: OCPP2.0.1 מוסיף תמיכה בטעינה חכמה, למשל, ניתן להתאים את כוח הטעינה באופן דינמי בהתאם לתנאי הרשת או לצרכי המשתמש.
זהות משתמש והרשאה: OCPP2.0.1 מספק מנגנוני זיהוי והרשאה משופרים של משתמשים, תומך בשיטות אימות משתמש מרובות ומציב דרישות גבוהות יותר להגנה על נתוני משתמש.
III. מבוא לפונקציית OCPP
1. טעינה חכמה
מערכת ניהול אנרגיה חיצונית (EMS)
OCPP 2.0.1 מטפל בבעיה זו על ידי הכנסת מנגנון התראות המודיע ל-CSMS (מערכת ניהול עמדות טעינה) על הגבלות חיצוניות. כניסות טעינה חכמות ישירות התומכות במערכות ניהול אנרגיה (EMS) יכולות לפתור מצבים רבים:
רכבים חשמליים המחוברים לנקודות טעינה (על פי ISO 15118)
OCPP 2.0.1 תומך בפרוטוקול ISO 15118 מעודכן עבור תקשורת EVSE-to-EV. תקן ISO 15118 טעינה הכנס-הפעל וטעינה חכמה (כולל כניסות מכלי רכב חשמליים) קלים יותר ליישום באמצעות OCPP 2.0.1. אפשר למפעילי עמדות טעינה לשלוח הודעות (מ-CSMS) על עמדות טעינה לתצוגה לנהגי EV.
שימושים בטעינה חכמה:
(1) מאזן עומסים
Load Balancer מכוון בעיקר לעומס הפנימי של עמדת הטעינה. עמדת הטעינה תשלוט בעוצמת הטעינה של כל עמדת טעינה לפי התצורה המוקדמת. תחנת הטעינה תוגדר עם ערך גבול קבוע, כגון זרם המוצא המרבי. בנוסף, התצורה כוללת גם אפשרויות אופציונליות לאופטימיזציה של חלוקת הכוח של עמדות טעינה לתחנות טעינה בודדות. תצורה זו אומרת לתחנת הטעינה שקצבי טעינה מתחת לערך תצורה זה אינם חוקיים וכי יש לבחור באסטרטגיות טעינה אחרות.
(2) טעינה חכמה מרכזית
טעינה חכמה מרכזית מניחה שמגבלות הטעינה נשלטות על ידי מערכת מרכזית, אשר מחשבת חלק מלוח הטעינה או כולו לאחר קבלת מידע חיזוי של מפעיל הרשת על קיבולת הרשת, והמערכת המרכזית תטיל מגבלות טעינה על עמדות הטעינה ותקבע גבולות טעינה. על ידי תגובה להודעות.
(3) טעינה חכמה מקומית
טעינה חכמה מקומית מבוצעת על ידי בקר מקומי, המקביל לסוכן של פרוטוקול OCPP, האחראי על קבלת הודעות מהמערכת המרכזית ושליטה בהתנהגות הטעינה של עמדות טעינה אחרות בקבוצה. הבקר עצמו יכול להיות מצויד בתחנות טעינה או לא. במצב של טעינה חכמה מקומית, הבקר המקומי מגביל את עוצמת הטעינה של עמדת הטעינה. במהלך הטעינה, ניתן לשנות את ערך הגבול. ניתן להגדיר את ערך הגבול של קבוצת הטעינה באופן מקומי או על ידי המערכת המרכזית.
2. מבוא מערכת
מסגרת שיטתית
ארכיטקטורת תוכנה
המודולים הפונקציונליים בפרוטוקול OCPP2.0.1 כוללים בעיקר מודול העברת נתונים, מודול הרשאות, מודול אבטחה, מודול עסקאות, מודול ערכי מד, מודול עלות, מודול הזמנה, מודול טעינה חכמה, מודול אבחון, מודול ניהול קושחה ומודול הודעת תצוגה
IV. פיתוח עתידי של OCPP
1. יתרונות OCPP
OCPP הוא פרוטוקול חופשי ופתוח, ומהווה גם דרך יעילה לפתור את חיבור ערימת הטעינה הנוכחית, וזכה לפופולאריות ולשימוש במדינות רבות ברחבי העולם, לחיבור העתידי בין שירותי המפעיל תהיה שפה לתקשורת.
לפני הופעת OCPP, כל יצרן עמדת טעינה פיתח פרוטוקול קנייני משלו לקישוריות אחורית, ובכך נעל את מפעילי עמדות הטעינה ליצרן עמדת טעינה יחיד. כעת, כאשר כמעט כל יצרני החומרה תומכים ב-OCPP, מפעילי עמדות טעינה חופשיים לבחור חומרה מכל ספק, מה שהופך את השוק לתחרותי יותר.
הדבר נכון גם לגבי בעלי נכסים/עסקים; כאשר הם רוכשים תחנת טעינה שאינה OCPP או חוזים עם CPO שאינו OCPP, הם נעולים לתחנת טעינה ספציפית ולמפעיל עמדת טעינה. אבל עם חומרת טעינה תואמת OCPP, בעלי בתים יכולים להישאר עצמאיים מספקים שלהם. בעלים חופשיים לבחור CPO תחרותי יותר, במחיר טוב יותר או מתפקד טוב יותר. כמו כן, הם יכולים להרחיב את הרשת שלהם על ידי ערבוב חומרה שונה של עמדת טעינה ללא צורך לפרק התקנות קיימות.
כמובן, היתרון העיקרי של EV הוא שנהגי EV לא צריכים להסתמך על מפעיל אחד של עמדת טעינה או ספק EV. כמו בתחנות טעינה של OCPP שנרכשו, נהגי EV יכולים לעבור ל-CPO/EMP טובים יותר. יתרון שני, אך חשוב מאוד, הוא היכולת להשתמש בנדידה אלקטרונית.
2, OCPP בתפקיד טעינת רכב חשמלי
(1) OCPP עוזר ל-EVSE ול-CSMS לתקשר זה עם זה
(2) אישור משתמשי רכב חשמלי להתחיל בטעינה
(3) שינוי מרחוק של תצורת הטעינה, בקרת טעינה מרחוק (התחלה/עצירה), אקדח פתיחה מרחוק (מזהה מחבר)
(4) מצב בזמן אמת של תחנת הטעינה (זמינה, נעצרה, מושעה, EV/EVSE לא מורשה), נתוני טעינה בזמן אמת, צריכת חשמל בזמן אמת, כשל EVSE בזמן אמת
(5) טעינה חכמה (הפחתת עומס הרשת)
(6) ניהול קושחה (OTAA)
Linkpower נוסדה בשנת 2018, עם יותר מ-8 שנים במטרה לספק מחקר ופיתוח מפתח עבור תחנות טעינה AC/DC EV, כולל תוכנה, חומרה, מראה וכו'.
גם מטען מהיר AC וגם DC עם תוכנת OCPP1.6 כבר סיימו בדיקות עם יותר מ-100 ספקי פלטפורמות OCPP. במקביל, נוכל לעדכן את OCPP1.6J ל-OCPP2.0.1 והפתרון המסחרי של EVSE מצויד במודולי IEC/ISO15118, המהווה צעד איתן לקראת מימוש הטעינה הדו-כיוונית של V2G.
זמן פרסום: 21 באוקטובר 2024