Bài viết này mô tả sự phát triển của giao thức OCPP, nâng cấp từ phiên bản 1.5 lên 2.0.1, nêu bật những cải tiến về bảo mật, sạc thông minh, mở rộng tính năng và đơn giản hóa mã trong phiên bản 2.0.1, cũng như vai trò chính của nó trong việc sạc xe điện .
I. Giới thiệu Giao thức OCPP
Tên đầy đủ của OCPP là Open Charge Point Protocol, là giao thức mở và miễn phí được phát triển bởi OCA (Open Charge Alliance), một tổ chức có trụ sở tại Hà Lan. Giao thức điểm sạc mở (OCPP) là sơ đồ liên lạc hợp nhất giữa CS và bất kỳ Hệ thống quản lý trạm sạc (CSMS) nào. Kiến trúc giao thức này hỗ trợ kết nối hệ thống quản lý tập trung của bất kỳ nhà cung cấp dịch vụ sạc nào với tất cả các trạm sạc và được thiết kế chủ yếu để giải quyết những khó khăn liên lạc phát sinh trong các mạng sạc riêng. OCPP hỗ trợ quản lý liên lạc giữa các trạm sạc và hệ thống quản lý tập trung của mỗi nhà cung cấp. OCPP hỗ trợ liên lạc giữa các trạm sạc và hệ thống quản lý trung tâm của từng nhà cung cấp. Nó thay đổi bản chất khép kín của mạng sạc tư nhân, điều này đã gây ra vấn đề cho một số lượng lớn chủ sở hữu xe điện và người quản lý bất động sản, đồng thời dẫn đến lời kêu gọi rộng rãi về một mô hình mở trong toàn ngành.
Lợi ích của giao thức OCPP
Mở và sử dụng miễn phí
Ngăn chặn việc khóa vào một nhà cung cấp duy nhất (nền tảng sạc)
Giảm thời gian/công sức tích hợp và các vấn đề CNTT
1, Lịch sử của OCPP
2. Giới thiệu phiên bản OCPP
Như hình bên dưới, từ OCPP1.5 đến OCPP2.0.1 mới nhất
Do có quá nhiều giao thức độc quyền trong ngành để hỗ trợ trải nghiệm dịch vụ thống nhất và kết nối hoạt động giữa các dịch vụ của nhà điều hành khác nhau, OCA đã đi đầu trong việc phát triển giao thức mở OCPP1.5. SOAP bị giới hạn bởi các ràng buộc giao thức riêng của nó và không thể phổ biến rộng rãi và nhanh chóng.
OCPP 1.5 giao tiếp với các hệ thống trung tâm thông qua giao thức SOAP dựa trên giao thức HTTP để vận hành các điểm sạc. Nó hỗ trợ các chức năng sau: Giao dịch cục bộ và được thực hiện từ xa, bao gồm đo lường hóa đơn
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
Phiên bản OCPP1.6, tham gia triển khai định dạng JSON và tăng cường mở rộng tính năng sạc thông minh. Phiên bản JSON thông qua giao tiếp WebSocket, có thể ở bất kỳ môi trường mạng nào để gửi dữ liệu cho nhau, các giao thức được sử dụng nhiều nhất trên thị trường là phiên bản 1.6J, hỗ trợ dữ liệu định dạng JSON dựa trên giao thức websockets để giảm lưu lượng dữ liệu (JSON, websockets dữ liệu JSON dựa trên giao thức để giảm lưu lượng dữ liệu).
Hỗ trợ dữ liệu định dạng JSON dựa trên giao thức websockets để giảm lưu lượng dữ liệu (JSON, Biểu diễn đối tượng JavaScript, là định dạng trao đổi dữ liệu nhẹ) và cho phép hoạt động trên các mạng không hỗ trợ định tuyến gói điểm sạc (ví dụ: internet công cộng). Sạc thông minh: cân bằng tải, sạc thông minh tập trung và sạc thông minh cục bộ. Cho phép các điểm sạc gửi lại thông tin của chính chúng (dựa trên thông tin điểm sạc hiện tại), chẳng hạn như giá trị đo được lần cuối hoặc trạng thái của điểm sạc.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, được phát hành vào năm 2018, cải thiện xử lý giao dịch, tăng tính bảo mật, quản lý thiết bị: bổ sung chức năng sạc thông minh, cho các cấu trúc liên kết có hệ thống quản lý năng lượng (EMS), bộ điều khiển cục bộ và cho xe điện có sạc thông minh tích hợp, trạm sạc và hệ thống quản lý trạm sạc . Hỗ trợ ISO 15118: Yêu cầu cắm và chạy và sạc thông minh cho xe điện.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 là phiên bản mới nhất, được phát hành vào năm 2020. Nó cung cấp các tính năng và cải tiến mới như hỗ trợ ISO15118 (Plug and Play), bảo mật nâng cao và hiệu suất tổng thể được cải thiện.
3. Khả năng tương thích phiên bản OCPP
OCPP1.x tương thích với các phiên bản thấp hơn, OCPP1.6 tương thích với OCPP1.5, OCPP1.5 tương thích với OCPP1.2.
OCPP2.0.1 không tương thích với OCPP1.6, OCPP2.0.1 mặc dù một số nội dung của OCPP1.6 cũng có, nhưng định dạng khung dữ liệu hoàn toàn khác với định dạng được gửi.
Thứ hai, giao thức OCPP 2.0.1
1, Sự khác biệt giữa OCPP 2.0.1 và OCPP 1.6
So với các phiên bản trước đó như OCPP 1.6, OCPP 2.0. 1 có những cải tiến lớn trong các lĩnh vực sau:
Một. Cải thiện an ninh
OCPP2.0.1 được tăng cường bảo mật bằng cách giới thiệu các kết nối HTTPS dựa trên Lớp cổng bảo mật và sơ đồ quản lý chứng chỉ mới để đảm bảo tính bảo mật của thông tin liên lạc.
b.Thêm tính năng mới
OCPP2.0.1 bổ sung nhiều tính năng mới, bao gồm quản lý sạc thông minh cũng như báo cáo và phân tích lỗi chi tiết hơn.
c. Thiết kế linh hoạt hơn
OCPP2.0.1 đã được thiết kế linh hoạt hơn để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng phức tạp và đa dạng hơn.
d. Đơn giản hóa mã
OCPP2.0.1 đơn giản hóa mã, giúp việc triển khai phần mềm dễ dàng hơn.
Bản cập nhật chương trình cơ sở OCPP2.0.1 đã thêm chữ ký số, để tránh quá trình tải xuống chương trình cơ sở không đầy đủ, dẫn đến lỗi cập nhật chương trình cơ sở.
Trong ứng dụng thực tế, giao thức OCPP2.0.1 có thể được sử dụng để thực hiện điều khiển từ xa cột sạc, giám sát thời gian thực về trạng thái sạc, xác thực người dùng và các chức năng khác, giúp cải thiện đáng kể việc sử dụng thiết bị sạc, hiệu quả và an toàn. Chi tiết OCPP2.0.1 và nhiều chức năng hơn phiên bản 1.6, độ khó phát triển cũng tăng lên.
2、Giới thiệu chức năng OCPP2.0.1
Giao thức OCPP 2.0.1 là phiên bản mới nhất của giao thức OCPP. So với OCPP 1.6, giao thức OCPP 2.0.1 đã có rất nhiều cải tiến và tối ưu hóa. Nội dung chính bao gồm:
Gửi tin nhắn: OCP 2.0.1 bổ sung các loại tin nhắn mới và sửa đổi các định dạng tin nhắn cũ hơn để cải thiện hiệu quả và hiệu suất.
Chứng chỉ kỹ thuật số: Trong OPC 2.0.1, các cơ chế bảo mật dựa trên chứng chỉ kỹ thuật số đã được giới thiệu để cung cấp khả năng xác thực thiết bị cứng và bảo vệ tính toàn vẹn của tin nhắn. Đây là một cải tiến đáng kể so với cơ chế bảo mật OCPP1.6.
Mô hình dữ liệu: OPC 2.0.1 cập nhật mô hình dữ liệu để bao gồm hỗ trợ cho các loại và tính năng thiết bị mới.
Quản lý thiết bị: OPC 2.0.1 cung cấp các chức năng quản lý thiết bị toàn diện hơn, bao gồm cấu hình thiết bị, xử lý sự cố, cập nhật phần mềm, v.v.
Mô hình thành phần: OCP 2.0.1 giới thiệu một mô hình thành phần linh hoạt hơn có thể được sử dụng để mô tả các hệ thống và thiết bị sạc phức tạp hơn. Điều này giúp kích hoạt các tính năng nâng cao hơn như V2G (Xe nối lưới).
Sạc thông minh: OCPP2.0.1 bổ sung hỗ trợ sạc thông minh, ví dụ: nguồn sạc có thể được điều chỉnh linh hoạt theo điều kiện lưới điện hoặc nhu cầu của người dùng.
Nhận dạng và ủy quyền người dùng: OCPP2.0.1 cung cấp cơ chế nhận dạng và ủy quyền người dùng được cải tiến, hỗ trợ nhiều phương thức xác thực người dùng và đưa ra các yêu cầu cao hơn để bảo vệ dữ liệu người dùng.
III. Giới thiệu chức năng OCPP
1. Sạc thông minh
Hệ thống quản lý năng lượng bên ngoài (EMS)
OCPP 2.0.1 giải quyết vấn đề này bằng cách giới thiệu cơ chế thông báo thông báo cho CSMS (Hệ thống quản lý trạm sạc) về các hạn chế bên ngoài. Đầu vào sạc thông minh trực tiếp hỗ trợ hệ thống quản lý năng lượng (EMS) có thể giải quyết nhiều tình huống:
Xe điện kết nối điểm sạc (theo ISO 15118)
OCPP 2.0.1 hỗ trợ giao thức cập nhật ISO 15118 cho giao tiếp EVSE-to-EV. Tính năng sạc cắm và chạy tiêu chuẩn ISO 15118 và sạc thông minh (bao gồm cả đầu vào từ xe điện) dễ dàng triển khai hơn bằng cách sử dụng OCPP 2.0.1. Cho phép người vận hành trạm sạc gửi tin nhắn (từ CSMS) về các trạm sạc để hiển thị cho người lái xe điện.
Công dụng sạc thông minh:
(1) Cân bằng tải
Load Balancer chủ yếu nhắm vào tải bên trong của trạm sạc. Trạm sạc sẽ điều khiển công suất sạc của từng trụ sạc theo cấu hình sẵn. Trạm sạc sẽ được cấu hình với một giá trị giới hạn cố định, chẳng hạn như dòng điện đầu ra tối đa. Ngoài ra, cấu hình còn bao gồm các tùy chọn tùy chọn để tối ưu hóa việc phân phối điện năng của các trạm sạc đến các trạm sạc riêng lẻ. Cấu hình này cho trạm sạc biết rằng tốc độ sạc dưới giá trị cấu hình này là không hợp lệ và nên chọn các chiến lược sạc khác.
(2) Sạc thông minh trung tâm
Sạc thông minh trung tâm giả định giới hạn sạc được kiểm soát bởi hệ thống trung tâm, hệ thống này tính toán một phần hoặc toàn bộ lịch sạc sau khi nhận được thông tin dự đoán của nhà điều hành lưới điện về công suất lưới và hệ thống trung tâm sẽ áp đặt giới hạn sạc cho các trạm sạc và đặt giới hạn sạc bằng cách trả lời tin nhắn.
(3) Sạc thông minh cục bộ
Sạc thông minh cục bộ được thực hiện bởi bộ điều khiển cục bộ, tương đương với một tác nhân của giao thức OCPP, chịu trách nhiệm nhận tin nhắn từ hệ thống trung tâm và kiểm soát hành vi sạc của các trạm sạc khác trong nhóm. Bản thân bộ điều khiển có thể được trang bị trạm sạc hoặc không. Ở chế độ sạc thông minh cục bộ, bộ điều khiển cục bộ sẽ giới hạn nguồn sạc của trạm sạc. Trong quá trình sạc, giá trị giới hạn có thể được sửa đổi. Giá trị giới hạn của nhóm sạc có thể được cấu hình cục bộ hoặc bởi hệ thống trung tâm.
2. Giới thiệu hệ thống
khuôn khổ hệ thống
kiến trúc phần mềm
Các mô-đun chức năng trong giao thức OCPP2.0.1 chủ yếu bao gồm mô-đun Truyền dữ liệu, mô-đun ủy quyền, mô-đun bảo mật, mô-đun giao dịch, mô-đun Giá trị đồng hồ, mô-đun Chi phí, mô-đun đặt trước, mô-đun Sạc thông minh, mô-đun Chẩn đoán, mô-đun Quản lý chương trình cơ sở và mô-đun Thông báo hiển thị
IV. Sự phát triển trong tương lai của OCPP
1. Ưu điểm của OCPP
OCPP là một giao thức mở và miễn phí, đồng thời cũng là giải pháp hiệu quả giải quyết vấn đề liên thông cọc sạc hiện nay, đã được phổ biến và sử dụng ở nhiều nước trên thế giới, việc liên thông trong tương lai giữa các dịch vụ của nhà mạng sẽ có ngôn ngữ để giao tiếp.
Trước khi OCPP ra đời, mỗi nhà sản xuất trạm sạc đã phát triển giao thức độc quyền của riêng mình để kết nối phía sau, do đó chỉ cho phép những người vận hành trạm sạc có một nhà sản xuất trạm sạc duy nhất. Giờ đây, với việc hầu như tất cả các nhà sản xuất phần cứng đều hỗ trợ OCPP, các nhà khai thác trạm thu phí có thể tự do lựa chọn phần cứng từ bất kỳ nhà cung cấp nào, khiến thị trường trở nên cạnh tranh hơn.
Điều này cũng đúng với chủ sở hữu tài sản/doanh nghiệp; khi họ mua một trạm sạc không phải OCPP hoặc ký hợp đồng với một CPO không phải OCPP, họ sẽ bị ràng buộc vào một trạm sạc và nhà điều hành trạm sạc cụ thể. Nhưng với phần cứng sạc tuân thủ OCPP, chủ nhà có thể duy trì sự độc lập với nhà cung cấp của mình. Chủ sở hữu có thể tự do lựa chọn một CPO cạnh tranh hơn, giá tốt hơn hoặc hoạt động tốt hơn. Ngoài ra, họ có thể mở rộng mạng lưới của mình bằng cách kết hợp các phần cứng trạm sạc khác nhau mà không cần phải tháo dỡ các hệ thống lắp đặt hiện có.
Tất nhiên, lợi ích chính của xe điện là người lái xe điện không cần phải phụ thuộc vào một nhà điều hành trạm sạc hoặc nhà cung cấp xe điện duy nhất. Giống như các trạm sạc OCPP đã mua, người lái xe EV có thể chuyển sang sử dụng CPO/EMP tốt hơn. lợi ích thứ hai nhưng rất quan trọng là khả năng sử dụng chuyển vùng di động điện tử.
2, OCPP trong vai trò sạc xe điện
(1) OCPP giúp EVSE và CSMS giao tiếp với nhau
(2) Ủy quyền cho người sử dụng xe điện bắt đầu sạc
(3) Sửa đổi cấu hình sạc từ xa, điều khiển sạc từ xa (bắt đầu/dừng), súng mở khóa từ xa (id đầu nối)
(4) Trạng thái thời gian thực của trạm sạc (khả dụng, dừng, tạm dừng, EV/EVSE trái phép), dữ liệu sạc thời gian thực, mức tiêu thụ điện năng theo thời gian thực, lỗi EVSE thời gian thực
(5) Sạc thông minh (giảm tải lưới điện)
(6) Quản lý phần mềm cơ sở (OTAA)
Linkpower được thành lập vào năm 2018, với hơn 8 năm hoạt động nhằm cung cấp nghiên cứu và phát triển then chốt cho các trạm sạc AC/DC EV, bao gồm phần mềm, phần cứng, hình thức, v.v.
Cả bộ sạc nhanh AC và DC với phần mềm OCPP1.6 đều đã hoàn tất thử nghiệm với hơn 100 nhà cung cấp nền tảng OCPP. Đồng thời, chúng tôi có thể cập nhật OCPP1.6J lên OCPP2.0.1 và giải pháp EVSE thương mại được trang bị các mô-đun IEC/ISO15118, đây là một bước tiến vững chắc hướng tới hiện thực hóa tính năng sạc hai chiều V2G.
Thời gian đăng: Oct-21-2024