Dieser Artikel beschreibt die Entwicklung des OCPP-Protokolls, das Upgrade von Version 1.5 auf 2.0.1, und hebt die Verbesserungen bei Sicherheit, intelligentem Laden, Funktionserweiterungen und Codevereinfachung in Version 2.0.1 sowie seine Schlüsselrolle beim Laden von Elektrofahrzeugen hervor.
I. Einführung des OCPP-Protokolls
Der vollständige Name von OCPP lautet Open Charge Point Protocol, ein kostenloses und offenes Protokoll, das von der niederländischen Organisation OCA (Open Charge Alliance) entwickelt wurde. Das Open Charge Point Protocol (OCPP) ist ein einheitliches Kommunikationsschema zwischen einem Ladestations- und einem Ladestations-Managementsystem (CSMS). Diese Protokollarchitektur unterstützt die Verbindung des zentralen Managementsystems eines Ladedienstleisters mit allen Ladestationen und ist in erster Linie darauf ausgelegt, die Kommunikationsprobleme in privaten Ladenetzwerken zu lösen. OCPP unterstützt die Verwaltung der Kommunikation zwischen Ladestationen und dem zentralen Managementsystem jedes Anbieters. Es ändert den geschlossenen Charakter privater Ladenetzwerke, der vielen Besitzern von Elektrofahrzeugen und Immobilienverwaltern Probleme bereitet hat, und hat in der gesamten Branche zu einem breiten Ruf nach einem offenen Modell geführt.
Vorteile des OCPP-Protokolls
Offen und kostenlos nutzbar
Verhindert die Bindung an einen einzigen Anbieter (Ladeplattform)
Reduziert Integrationszeit/-aufwand und IT-Probleme
1. Geschichte von OCPP
2. Einführung in die OCPP-Version
Wie unten gezeigt, von OCPP1.5 bis zum neuesten OCPP2.0.1
Da es in der Branche zu viele proprietäre Protokolle gibt, um ein einheitliches Serviceerlebnis und die operative Vernetzung verschiedener Betreiberdienste zu unterstützen, übernahm OCA die Führung bei der Entwicklung des offenen Protokolls OCPP1.5. SOAP ist durch seine eigenen Protokollbeschränkungen eingeschränkt und kann sich nicht schnell und flächendeckend verbreiten.
OCPP 1.5 kommuniziert mit zentralen Systemen über das SOAP-Protokoll basierend auf dem HTTP-Protokoll, um Ladestationen zu betreiben. Es unterstützt die folgenden Funktionen: Lokal und remote initiierte Transaktionen, einschließlich der Messung der Abrechnung
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Mit der Version OCPP1.6 wurde die Implementierung des JSON-Formats ergänzt, was die Erweiterung des intelligenten Ladens weiter vorantreibt. Die JSON-Version kommuniziert über WebSocket und ermöglicht den Datenaustausch in jeder Netzwerkumgebung. Das am häufigsten verwendete Protokoll auf dem Markt ist Version 1.6J. Sie unterstützt websocket-protokollbasierte Daten im JSON-Format, um den Datenverkehr zu reduzieren (JSON, websocket-protokollbasierte JSON-Daten zur Reduzierung des Datenverkehrs).
Unterstützt Daten im JSON-Format basierend auf dem WebSocket-Protokoll zur Reduzierung des Datenverkehrs (JSON, JavaScript Object Representation, ist ein leichtgewichtiges Datenaustauschformat) und ermöglicht den Betrieb in Netzwerken, die kein Paketrouting für Ladestationen unterstützen (z. B. öffentliches Internet). Intelligentes Laden: Lastausgleich, zentralisiertes und lokales intelligentes Laden. Ladestationen können eigene Informationen (basierend auf aktuellen Ladestationsinformationen) erneut senden, z. B. den letzten Messwert oder den Status der Ladestation.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, veröffentlicht 2018, verbessert die Transaktionsverarbeitung, erhöht die Sicherheit und das Gerätemanagement und erweitert die Smart-Charging-Funktionalität für Topologien mit Energiemanagementsystemen (EMS), lokalen Controllern und für Elektrofahrzeuge mit integriertem Smart Charging, Ladestationen und Ladestationsmanagementsystemen. Unterstützt ISO 15118: Plug-and-Play- und Smart-Charging-Anforderungen für Elektrofahrzeuge.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 ist die neueste Version, die 2020 veröffentlicht wurde. Sie bietet neue Funktionen und Verbesserungen wie Unterstützung für ISO15118 (Plug and Play), erhöhte Sicherheit und insgesamt verbesserte Leistung.
3. OCPP-Versionskompatibilität
OCPP1.x ist mit niedrigeren Versionen kompatibel, OCPP1.6 ist mit OCPP1.5 kompatibel, OCPP1.5 ist mit OCPP1.2 kompatibel.
OCPP2.0.1 ist nicht mit OCPP1.6 kompatibel. Obwohl OCPP2.0.1 einige Inhalte von OCPP1.6 hat, ist das Datenrahmenformat völlig anders als das gesendete.
Zweitens das OCPP 2.0.1-Protokoll
1. Unterschied zwischen OCPP 2.0.1 und OCPP 1.6
Im Vergleich zu früheren Versionen wie OCPP 1.6 weist OCPP 2.0.1 wesentliche Verbesserungen in den folgenden Bereichen auf:
a. Verbesserte Sicherheit
Die Sicherheit von OCPP2.0.1 wurde durch die Einführung von HTTPS-Verbindungen auf Basis von Secure Sockets Layer und eines neuen Zertifikatsverwaltungsschemas erhöht, um die Sicherheit der Kommunikation zu gewährleisten.
b.Hinzufügen neuer Funktionen
OCPP2.0.1 fügt viele neue Funktionen hinzu, darunter intelligentes Lademanagement und detailliertere Fehlerberichte und -analysen.
c. Flexibleres Design
OCPP2.0.1 wurde flexibler konzipiert, um den Anforderungen komplexerer und vielfältigerer Anwendungen gerecht zu werden.
d. Code-Vereinfachung
OCPP2.0.1 vereinfacht den Code und erleichtert so die Implementierung der Software.
Dem Firmware-Update OCPP2.0.1 wurde eine digitale Signatur hinzugefügt, um zu verhindern, dass der Firmware-Download unvollständig ist und das Firmware-Update fehlschlägt.
In der praktischen Anwendung kann das OCPP2.0.1-Protokoll verwendet werden, um eine Fernsteuerung der Ladestation, eine Echtzeitüberwachung des Ladestatus, eine Benutzerauthentifizierung und andere Funktionen zu realisieren, was die Nutzung, Effizienz und Sicherheit der Ladeausrüstung erheblich verbessert. OCPP2.0.1 hat im Vergleich zur Version 1.6 viele Details und Funktionen und auch die Entwicklung ist schwieriger geworden.
2. Einführung in die OCPP2.0.1-Funktion
Das OCPP 2.0.1-Protokoll ist die neueste Version des OCPP-Protokolls. Im Vergleich zu OCPP 1.6 weist das OCPP 2.0.1-Protokoll zahlreiche Verbesserungen und Optimierungen auf. Die wichtigsten Inhalte sind:
Nachrichtenübermittlung: OCP 2.0.1 fügt neue Nachrichtentypen hinzu und ändert ältere Nachrichtenformate, um Effizienz und Leistung zu verbessern.
Digitale Zertifikate: In OPC 2.0.1 wurden Sicherheitsmechanismen auf Basis digitaler Zertifikate eingeführt, um eine verstärkte Geräteauthentifizierung und den Schutz der Nachrichtenintegrität zu gewährleisten. Dies stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber den Sicherheitsmechanismen von OCPP1.6 dar.
Datenmodell: OPC 2.0.1 aktualisiert das Datenmodell, um die Unterstützung neuer Gerätetypen und Funktionen einzuschließen.
Geräteverwaltung: OPC 2.0.1 bietet umfassendere Geräteverwaltungsfunktionen, einschließlich Gerätekonfiguration, Fehlerbehebung, Software-Updates usw.
Komponentenmodelle: OCP 2.0.1 führt ein flexibleres Komponentenmodell ein, mit dem sich komplexere Ladegeräte und -systeme beschreiben lassen. Dies ermöglicht erweiterte Funktionen wie V2G (Vehicle to Grid).
Intelligentes Laden: OCPP2.0.1 fügt Unterstützung für intelligentes Laden hinzu, beispielsweise kann die Ladeleistung dynamisch an die Netzbedingungen oder Benutzeranforderungen angepasst werden.
Benutzeridentität und -autorisierung: OCPP2.0.1 bietet verbesserte Mechanismen zur Benutzeridentifizierung und -autorisierung, unterstützt mehrere Methoden zur Benutzerauthentifizierung und stellt höhere Anforderungen an den Schutz von Benutzerdaten.
III. Einführung in die OCPP-Funktion
1. Intelligentes Laden
Externes Energiemanagementsystem (EMS)
OCPP 2.0.1 behebt dieses Problem durch die Einführung eines Benachrichtigungsmechanismus, der das CSMS (Charging Station Management System) über externe Einschränkungen informiert. Direkte intelligente Ladeeingänge, die Energiemanagementsysteme (EMS) unterstützen, können viele Situationen lösen:
An Ladestationen angeschlossene Elektrofahrzeuge (gemäß ISO 15118)
OCPP 2.0.1 unterstützt das aktualisierte ISO 15118-Protokoll für die EVSE-zu-EV-Kommunikation. Plug-and-Play-Laden nach ISO 15118 und intelligentes Laden (einschließlich der Einspeisung von Elektrofahrzeugen) lassen sich mit OCPP 2.0.1 einfacher implementieren. Ladestationsbetreiber können Nachrichten (vom CSMS) über Ladestationen senden, die den Fahrern von Elektrofahrzeugen angezeigt werden.
Intelligentes Laden nutzt:
(1) Lastenausgleich
Der Load Balancer ist hauptsächlich auf die interne Last der Ladestation ausgerichtet. Die Ladestation steuert die Ladeleistung jeder Ladesäule entsprechend der Vorkonfiguration. Die Ladestation wird mit einem festen Grenzwert, beispielsweise dem maximalen Ausgangsstrom, konfiguriert. Darüber hinaus enthält die Konfiguration optionale Optionen zur Optimierung der Leistungsverteilung der Ladesäulen auf die einzelnen Ladestationen. Diese Konfiguration teilt der Ladestation mit, dass Laderaten unterhalb dieses Konfigurationswerts ungültig sind und andere Ladestrategien gewählt werden sollten.
(2) Zentrales intelligentes Laden
Beim zentralen intelligenten Laden wird davon ausgegangen, dass die Ladegrenzen durch ein zentrales System gesteuert werden, das den Ladeplan ganz oder teilweise berechnet, nachdem es die Prognoseinformationen des Netzbetreibers zur Netzkapazität erhalten hat. Das zentrale System legt Ladegrenzen für Ladestationen fest und legt Ladegrenzen fest, indem es auf Nachrichten reagiert.
(3) Lokales intelligentes Laden
Lokales intelligentes Laden wird durch einen lokalen Controller realisiert, der einem Agenten des OCPP-Protokolls entspricht und für den Empfang von Nachrichten vom zentralen System und die Steuerung des Ladeverhaltens anderer Ladestationen in der Gruppe zuständig ist. Der Controller selbst kann mit Ladestationen ausgestattet sein oder nicht. Im Modus des lokalen intelligenten Ladens begrenzt der lokale Controller die Ladeleistung der Ladestation. Während des Ladevorgangs kann der Grenzwert geändert werden. Der Grenzwert der Ladegruppe kann lokal oder vom zentralen System konfiguriert werden.
2. Systemeinführung
systematischer Rahmen
Softwarearchitektur
Die Funktionsmodule im OCPP2.0.1-Protokoll umfassen hauptsächlich das Datenübertragungsmodul, das Autorisierungsmodul, das Sicherheitsmodul, das Transaktionsmodul, das Zählerwertmodul, das Kostenmodul, das Reservierungsmodul, das Smart Charging-Modul, das Diagnosemodul, das Firmware-Verwaltungsmodul und das Anzeigenachrichtenmodul
IV. Zukünftige Entwicklung von OCPP
1. Vorteile von OCPP
OCPP ist ein kostenloses und offenes Protokoll und stellt auch eine effektive Möglichkeit zur Lösung des aktuellen Problems der Ladesäulenverbindung dar. Es ist in vielen Ländern der Welt populär geworden und wird dort verwendet. Für die zukünftige Verbindung zwischen den Diensten der Betreiber wird es eine Sprache zur Kommunikation geben.
Vor der Einführung von OCPP entwickelte jeder Hersteller von Ladesäulen sein eigenes proprietäres Protokoll für die Back-End-Konnektivität, wodurch die Betreiber von Ladesäulen an einen einzigen Hersteller gebunden waren. Da heute praktisch alle Hardwarehersteller OCPP unterstützen, können Ladesäulenbetreiber Hardware von jedem beliebigen Anbieter wählen, was den Markt wettbewerbsfähiger macht.
Dasselbe gilt für Immobilien- und Geschäftsbesitzer. Wenn sie eine Ladestation ohne OCPP kaufen oder einen Vertrag mit einem CPO ohne OCPP abschließen, sind sie an eine bestimmte Ladestation und einen Ladesäulenbetreiber gebunden. Mit OCPP-konformer Ladehardware bleiben Hausbesitzer jedoch unabhängig von ihren Anbietern. Sie können einen wettbewerbsfähigeren, günstigeren oder besser funktionierenden CPO wählen. Außerdem können sie ihr Netzwerk durch die Kombination verschiedener Ladesäulenhardware erweitern, ohne bestehende Installationen demontieren zu müssen.
Der Hauptvorteil von Elektrofahrzeugen besteht natürlich darin, dass sie nicht auf einen einzigen Ladesäulenbetreiber oder Anbieter angewiesen sind. Wie bei gekauften OCPP-Ladestationen können Elektrofahrzeugfahrer auf bessere CPOs/EMPs umsteigen. Ein zweiter, aber sehr wichtiger Vorteil ist die Möglichkeit des E-Mobility-Roamings.
2. OCPP in der Rolle des Ladens von Elektrofahrzeugen
(1) OCPP unterstützt EVSE und CSMS bei der Kommunikation untereinander
(2) Berechtigung der Nutzer von Elektrofahrzeugen zum Beginn des Ladevorgangs
(3) Fernänderung der Ladekonfiguration, Fernsteuerung des Ladevorgangs (Start/Stopp), Fernentriegelung der Pistole (Anschluss-ID)
(4) Echtzeitstatus der Ladestation (verfügbar, gestoppt, ausgesetzt, nicht autorisiertes EV/EVSE), Echtzeit-Ladedaten, Echtzeit-Stromverbrauch, Echtzeit-EVSE-Fehler
(5) Intelligentes Laden (Reduzierung der Netzbelastung)
(6) Firmware-Management (OTAA)
Linkpower wurde 2018 mit dem Ziel gegründet, seit mehr als 8 Jahren schlüsselfertige Forschung und Entwicklung für AC/DC-Ladestationen für Elektrofahrzeuge anzubieten, einschließlich Software, Hardware, Erscheinungsbild usw.
Sowohl AC- als auch DC-Schnellladegeräte mit OCPP1.6-Software haben die Tests bei über 100 OCPP-Plattformanbietern bereits abgeschlossen. Gleichzeitig konnten wir OCPP1.6J auf OCPP2.0.1 aktualisieren. Die kommerzielle EVSE-Lösung ist mit IEC/ISO15118-Modulen ausgestattet, was einen wichtigen Schritt zur Realisierung des bidirektionalen V2G-Ladens darstellt.
Veröffentlichungszeit: 21. Oktober 2024