מאמר זה מתאר את התפתחות פרוטוקול OCPP, שדרוג מגרסה 1.5 לגרסה 2.0.1, תוך הדגשת השיפורים באבטחה, טעינה חכמה, הרחבות תכונות ופישוט קוד בגרסה 2.0.1, כמו גם את תפקידו המרכזי בטעינת רכבים חשמליים.
א. הצגת 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 Open Charge Point Protocol (OCPP) הוא תוכנית תקשורת מאוחדת בין ספק שירותי טעינה (CS) לבין כל מערכת ניהול תחנת טעינה (CSMS). ארכיטקטורת פרוטוקול זו תומכת בחיבור של מערכת ניהול מרכזית של כל ספק שירותי טעינה עם כל תחנות הטעינה, ונועדה בעיקר לטפל בקשיי תקשורת המתעוררים ברשתות טעינה פרטיות. OCPP תומך בניהול התקשורת בין תחנות טעינה למערכת הניהול המרכזית של כל ספק. OCPP תומך בתקשורת בין תחנות טעינה למערכת הניהול המרכזית של כל ספק. הוא משנה את האופי הסגור של רשתות טעינה פרטיות, מה שגרם לבעיות עבור מספר רב של בעלי רכבים חשמליים ומנהלי נדל"ן, והוביל לקריאה נרחבת למודל פתוח ברחבי התעשייה.
יתרונות פרוטוקול OCPP
פתוח וחופשי לשימוש
מונע היקשרות לספק יחיד (פלטפורמת טעינה)
מפחית את זמן/מאמץ האינטגרציה 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 מאוחדת וחיבור תפעולי בין שירותי מפעילים שונים, OCA הוביל את פיתוח הפרוטוקול הפתוח OCPP1.5. SOAP מוגבל על ידי אילוצי הפרוטוקול שלו ולא ניתן להפיץ אותו באופן נרחב ובמהירות.
OCPP 1.5 מתקשר עם מערכות מרכזיות באמצעות פרוטוקול SOAP המבוסס על פרוטוקול HTTP להפעלת עמדות טעינה. הוא תומך בפונקציות הבאות: עסקאות מקומיות ומרחוק, כולל מדידה של חיוב.
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
גרסת OCPP1.6 הצטרפה ליישום פורמט JSON, והגדילה את הרחבת הטעינה החכמה. גרסת JSON עוברת תקשורת WebSocket, יכולה להיות בכל סביבת רשת לשלוח נתונים זה לזה, הפרוטוקולים הנפוצים ביותר בשוק הם גרסת 1.6J, תמיכה בנתוני פורמט JSON מבוססי פרוטוקול WebSockets כדי להפחית את תעבורת הנתונים (JSON, נתוני JSON מבוססי פרוטוקול WebSockets כדי להפחית את תעבורת הנתונים).
תומך בנתונים בפורמט JSON המבוסס על פרוטוקול WebSockets כדי להפחית את תעבורת הנתונים (JSON, ייצוג אובייקטים של JavaScript, הוא פורמט קל משקל לחילופי נתונים) ומאפשר פעולה ברשתות שאינן תומכות בניתוב חבילות של נקודות טעינה (למשל, אינטרנט ציבורי). טעינה חכמה: איזון עומסים, טעינה חכמה מרכזית וטעינה חכמה מקומית. מאפשר לנקודות טעינה לשלוח מחדש את המידע שלהן (בהתבסס על מידע נקודת הטעינה הנוכחית), כגון ערך המדידה האחרון או מצב נקודת הטעינה.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, שיצא בשנת 2018, משפר את עיבוד העסקאות, מגביר את האבטחה, ניהול המכשירים: מוסיף פונקציונליות טעינה חכמה, עבור טופולוגיות עם מערכות ניהול אנרגיה (EMS), בקרים מקומיים, ועבור כלי רכב חשמליים עם טעינה חכמה משולבת, עמדות טעינה ומערכות ניהול עמדות טעינה. תומך בתקן ISO 15118: דרישות הכנס והפעל וטעינה חכמה עבור כלי רכב חשמליים.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 היא הגרסה האחרונה, שיצאה בשנת 2020. היא מספקת תכונות ושיפורים חדשים כגון תמיכה ב-ISO15118 (Plug and Play), אבטחה משופרת וביצועים משופרים באופן כללי.
3. תאימות גרסת OCPP
OCPP1.x תואם לגרסאות קודמות, OCPP1.6 תואם ל-OCPP1.5, ו-OCPP1.5 תואם ל-OCPP1.2.
OCPP2.0.1 אינו תואם ל-OCPP1.6, OCPP2.0.1 למרות שחלק מהתוכן של OCPP1.6 תואם גם כן, אך פורמט מסגרת הנתונים שונה לחלוטין מזה שנשלח.
שנית, פרוטוקול OCPP 2.0.1
1. ההבדל בין OCPP 2.0.1 ל-OCPP 1.6
בהשוואה לגרסאות קודמות כמו OCPP 1.6, ל-OCPP 2.0.1 יש שיפורים משמעותיים בתחומים הבאים:
א. אבטחה משופרת
OCPP2.0.1 מחוזק באבטחה על ידי הצגת חיבורי HTTPS המבוססים על שכבת שקעים מאובטחת (Secure Sockets Layer) ותכנית ניהול אישורים חדשה להבטחת 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 יישום התוכנה.
עדכון הקושחה OCPP2.0.1 הוסיף חתימה דיגיטלית, כדי למנוע הורדת הקושחה לא שלמה, וכתוצאה מכך כישלון עדכון הקושחה.
ביישום מעשי, ניתן להשתמש בפרוטוקול OCPP2.0.1 כדי לממש שליטה מרחוק על ערימת טעינה, ניטור בזמן אמת של מצב הטעינה, אימות משתמש ופונקציות אחרות, מה שמשפר מאוד את השימוש בציוד הטעינה, היעילות והבטיחות. פרטים ופונקציות של OCPP2.0.1 רבים מהגרסאות 1.6, וגם הקושי גדל.
2. מבוא לפונקציית 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 ביצע שיפורים ואופטימיזציות רבים. התוכן העיקרי כולל:
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, הוצגו מנגנוני אבטחה מבוססי תעודות דיגיטליות כדי לספק אימות מכשירים והגנה מוגברת על שלמות הודעות. זהו שיפור משמעותי לעומת מנגנוני האבטחה של OCPP1.6.
מודל נתונים: OPC 2.0.1 מעדכן את מודל הנתונים כך שיכלול תמיכה בסוגי ותכונות מכשירים חדשים.
ניהול מכשירים: OPC 2.0.1 מספק פונקציות ניהול מכשירים מקיפות יותר, כולל הגדרת מכשירים, פתרון בעיות, עדכוני תוכנה וכו'.
מודלים של רכיבים: OCP 2.0.1 מציג מודל רכיבים גמיש יותר שניתן להשתמש בו לתיאור התקני ומערכות טעינה מורכבים יותר. זה עוזר לאפשר תכונות מתקדמות יותר כגון V2G (Vehicle to Grid).
טעינה חכמה: OCPP2.0.1 מוסיף תמיכה בטעינה חכמה, לדוגמה, ניתן להתאים באופן דינמי את עוצמת הטעינה בהתאם לתנאי הרשת או לצורכי המשתמש.
זהות ואישור משתמש: OCPP2.0.1 מספק מנגנוני זיהוי ואישור משתמשים משופרים, תומך בשיטות אימות משתמשים מרובות ומציב דרישות גבוהות יותר להגנה על נתוני משתמשים.
ג. מבוא לפונקציית OCPP
1. טעינה חכמה
מערכת ניהול אנרגיה חיצונית (EMS)
OCPP 2.0.1 מטפל בבעיה זו על ידי הצגת מנגנון התראה המודיע למערכת ניהול תחנות טעינה (CSMS) על מגבלות חיצוניות. קלט טעינה חכם ישיר התומך במערכות ניהול אנרגיה (EMS) יכול לפתור מצבים רבים:
כלי רכב חשמליים המחוברים לנקודות טעינה (לפי תקן ISO 15118)
OCPP 2.0.1 תומך בפרוטוקול מעודכן של ISO 15118 לתקשורת בין רכבי חשמל חשמליים (EVSE). טעינה מסוג "plug-and-play" וטעינה חכמה (כולל קלט מכלי רכב חשמליים) לפי תקן ISO 15118 קלות יותר ליישום באמצעות OCPP 2.0.1. מאפשר למפעילי תחנות טעינה לשלוח הודעות (מ-CSMS) אודות תחנות טעינה לתצוגה לנהגי רכב חשמליים.
שימושים בטעינה חכמה:
(1) מאזן עומסים
איזון עומסים מכוון בעיקר לעומס הפנימי של תחנת הטעינה. תחנת הטעינה תשלוט בהספק הטעינה של כל עמוד טעינה בהתאם לתצורה מראש. תחנת הטעינה תוגדר עם ערך מגבלה קבוע, כגון זרם המוצא המרבי. בנוסף, התצורה כוללת גם אפשרויות אופציונליות לאופטימיזציה של חלוקת ההספק של תחנות טעינה לתחנות טעינה בודדות. תצורה זו אומרת לתחנת הטעינה שקצבי טעינה מתחת לערך תצורה זה אינם חוקיים וכי יש לבחור אסטרטגיות טעינה אחרות.
(2) טעינה חכמה מרכזית
טעינה חכמה מרכזית מניחה שמגבלות הטעינה נשלטות על ידי מערכת מרכזית, המחשבת חלק או את כל לוח הזמנים של הטעינה לאחר קבלת מידע חיזוי של מפעיל הרשת לגבי קיבולת הרשת, והמערכת המרכזית תטיל מגבלות טעינה על תחנות טעינה ותקבע מגבלות טעינה על ידי תגובה להודעות.
(3) טעינה חכמה מקומית
טעינה מקומית חכמה ממומשת על ידי בקר מקומי, המקביל לסוכן של פרוטוקול OCPP, האחראי על קבלת הודעות מהמערכת המרכזית ובקרה על התנהגות הטעינה של עמדות טעינה אחרות בקבוצה. הבקר עצמו יכול להיות מצויד בתחנות טעינה או לא. במצב של טעינה מקומית חכמה, הבקר המקומי מגביל את עוצמת הטעינה של תחנת הטעינה. במהלך הטעינה, ניתן לשנות את ערך המגבלה. ניתן להגדיר את ערך המגבלה של קבוצת הטעינה באופן מקומי או על ידי המערכת המרכזית.
2. מבוא למערכת
מסגרת שיטתית
ארכיטקטורת תוכנה
המודולים הפונקציונליים בפרוטוקול OCPP2.0.1 כוללים בעיקר מודול העברת נתונים, מודול הרשאה, מודול אבטחה, מודול עסקאות, מודול ערכי מונה, 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, והוא גם דרך יעילה לפתור את בעיית החיבוריות הנוכחית של ערימת הטעינה, והוא זכה לפופולריות ונמצא בשימוש במדינות רבות ברחבי העולם. לחיבוריות העתידית בין שירותי המפעיל תהיה שפה לתקשורת.
לפני הופעת OCPP, כל יצרן עמודי טעינה פיתח פרוטוקול קנייני משלו לקישוריות אחורית, ובכך נעל את מפעילי עמודי הטעינה ליצרן עמודי טעינה יחיד. כעת, כאשר כמעט כל יצרני החומרה תומכים ב-OCPP, מפעילי עמודי טעינה חופשיים לבחור חומרה מכל ספק, מה שהופך את השוק לתחרותי יותר.
הדבר נכון גם לגבי בעלי נכסים/עסקים; כאשר הם רוכשים עמדת טעינה שאינה של OCPP או מתקשרים עם ספק טעינה שאינו של OCPP, הם נעולים לעמדת טעינה ומפעיל עמוד טעינה ספציפיים. אך עם חומרת טעינה תואמת OCPP, בעלי בתים יכולים להישאר עצמאיים מהספקים שלהם. בעלים חופשיים לבחור ספק טעינה תחרותי יותר, במחיר טוב יותר או מתפקד טוב יותר. כמו כן, הם יכולים להרחיב את הרשת שלהם על ידי שילוב של חומרת עמודי טעינה שונים מבלי לפרק התקנות קיימות.
כמובן, היתרון העיקרי של רכבים חשמליים הוא שנהגי רכבים חשמליים אינם צריכים להסתמך על מפעיל עמדת טעינה או ספק רכבים חשמליים יחיד. בדומה לתחנות טעינה OCPP שנרכשו, נהגי רכבים חשמליים יכולים לעבור ל-CPOs/EMPs טובים יותר. יתרון שני, אך חשוב מאוד, הוא היכולת להשתמש בנדידה ברכבים חשמליים.
2, OCPP בתפקיד טעינת רכב חשמלי
(1) OCPP עוזר ל-EVSE ול-CSMS לתקשר זה עם זה
(2) אישור למשתמשי רכב חשמלי להתחיל טעינה
(3) שינוי מרחוק של תצורת הטעינה, בקרת טעינה מרחוק (הפעלה/עצירה), אקדח פתיחה מרחוק (מזהה מחבר)
(4) סטטוס בזמן אמת של תחנת טעינה (זמינה, נעצרת, מושעה, EV/EVSE לא מורשים), נתוני טעינה בזמן אמת, צריכת חשמל בזמן אמת, כשל EVSE בזמן אמת
(5) טעינה חכמה (הפחתת עומס על הרשת)
(6) ניהול קושחה (OTAA)
לינקפאוור נוסדה בשנת 2018, עם יותר מ-8 שנות ניסיון במטרה לספק מחקר ופיתוח מקיפים עבור תחנות טעינה לרכבים חשמליים AC/DC, כולל תוכנה, חומרה, מראה וכו'.
מטענים מהירים AC ו-DC עם תוכנת OCPP1.6 כבר סיימו בדיקות עם יותר מ-100 ספקי פלטפורמות OCPP. במקביל, הצלחנו לעדכן את OCPP1.6J ל-OCPP2.0.1 ופתרון ה-EVSE המסחרי מצויד במודולים של IEC/ISO15118, המהווה צעד משמעותי לקראת מימוש טעינה דו-כיוונית V2G.
זמן פרסום: 21 באוקטובר 2024