Sự phát triển của OCPP: Kết nối phiên bản 1.6 với 2.0.1 và hơn thế nữa trong sạc EV
Mục lục
I. Giới thiệu về Giao thức Điểm sạc Mở
CácGiao thức điểm sạc mở (OCPP)đóng vai trò là tiêu chuẩn toàn cầu cho giao tiếp giữa Thiết bị cung cấp xe điện (EVSE) và Hệ thống quản lý trạm sạc (CSMS). Được biên soạn bởiLiên minh sạc mở (OCA)Giao thức này được công nhận là tiêu chuẩn thực tế trong ngành công nghiệp xe điện (tiền thân của IEC 63110). Nó loại bỏ các ràng buộc độc quyền, đảm bảo phần cứng từ các nhà sản xuất khác nhau có thể tương tác liền mạch với nhiều hệ thống phụ trợ khác nhau.
Lưu ý của cơ quan có thẩm quyền: Bài viết này tham khảo các tiêu chuẩn chính thức được nêu trong Sách trắng OCA và các thông số kỹ thuật IEC/ISO
1、Lịch sử của OCPP
2. Giới thiệu phiên bản OCPP
Như được hiển thị 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 vận hành giữa các dịch vụ của nhà cung cấp 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 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 được khởi tạo cục bộ và từ xa, bao gồm cả việc đo lường hóa đơn
Bước nhảy vọt từ 1,6J lên 2,0,1
Trong khi các phiên bản trước đó như OCPP 1.5 dựa vào giao thức SOAP cồng kềnh,OCPP 1.6Jđã cách mạng hóa ngành công nghiệp bằng cách giới thiệu JSON trên WebSockets. Điều này cho phép giao tiếp song công toàn phần và giảm đáng kể lưu lượng dữ liệu, biến nó thành tiêu chuẩn thị trường hiện tại. Tuy nhiên, việc phát hànhOCPP 2.0.1(sửa lỗi của phiên bản 2.0) đánh dấu một bước chuyển đổi mô hình. Không giống như 1.6J, OCPP 2.0.1 không tương thích ngược do những thay đổi cơ bản trong cấu trúc dữ liệu được thiết kế để hỗ trợ các hệ thống quản lý năng lượng (EMS) phức tạp và các tiêu chuẩn bảo mật nghiêm ngặt.
II.Giới thiệu phiên bản OCPP
Như được hiển thị 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 vận hành giữa các dịch vụ của nhà cung cấp 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 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 được khởi tạo cục bộ và từ xa, bao gồm cả việc đo lường hóa đơn
OCPP 1.6J (JSON qua WebSockets)
Trong khi phiên bản SOAP cũ đã lỗi thời,OCPP 1.6Jvẫn là phiên bản được triển khai rộng rãi nhất. Nó sử dụngJSON qua WebSockets (WSS), cho phép giao tiếp song công toàn phần. Không giống như SOAP dựa trên HTTP, WSS cho phép máy chủ (CSMS) khởi tạo các lệnh (nhưGiao dịch khởi động từ xa) đến bộ sạc ngay cả khi bộ sạc nằm sau tường lửa NAT.
OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, phát hành năm 2018, cải thiện xử lý giao dịch, tăng cường bảo mật, quản lý thiết bị: bổ sung chức năng sạc thông minh cho các cấu trúc mạng 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 trợTiêu chuẩn ISO 15118: Yêu cầu về tính năng Cắm và Chạy và Sạc thông minh cho xe điện.
OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 là phiên bản mới nhất, được phát hành vào năm 2020. Phiên bản này cung cấp các tính năng và cải tiến mới như hỗ trợ ISO15118 (Cắm và chạy), tăng cường bảo mật và cải thiện hiệu suất tổng thể.
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 so với định dạng được gửi.
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 ở các lĩnh vực sau:
a. Cải thiện bảo mật
OCPP 2.0.1: Đại tu Quản lý Thiết bị & Bảo mật
OCPP 2.0.1 không tương thích ngược với 1.6J do mô hình dữ liệu được tái cấu trúc hoàn toàn. Cải tiến quan trọng nhất của nó là việc bổ sung baHồ sơ bảo mật:
-
Hồ sơ bảo mật 1:TLS với Xác thực cơ bản (Mật khẩu).
-
Hồ sơ bảo mật 2:TLS với Chứng chỉ phía máy khách (bảo mật cao hơn).
-
Hồ sơ bảo mật 3:TLS với Chứng chỉ phía máy khách và hỗ trợ Mô-đun bảo mật phần cứng (HSM).
Hơn nữa, nó thay thế giới hạnNhịp timcơ chế với một toàn diệnMô hình thiết bị. Điều này sử dụng một tiêu chuẩn hóaThành phầnVàBiếncấu trúc để theo dõi mọi thứ từ tốc độ quạt đến nhiệt độ bên trong, cải thiện đáng kể khả năng chẩn đoán từ xa.
b.Thêm tính năng mới
OCPP2.0.1 bổ sung nhiều tính năng mới, bao gồm quản lý sạc thông minh và báo cáo và phân tích lỗi chi tiết hơn.
c. Thiết kế linh hoạt hơn
OCPP2.0.1 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 ngăn chặn việc 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 cọc sạc, giám sát trạng thái sạc theo thời gian thực, 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 và chức năng của OCPP2.0.1 nhiều hơn so với phiên bản 1.6, độ khó khi 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 nhiều cải tiến và tối ưu hóa. Nội dung chính bao gồm:
• Truyền tải tin nhắn:OCP 2.0.1 bổ sung các loại tin nhắn mới và sửa đổi các định dạng tin nhắn cũ để cải thiện hiệu quả và hiệu suất.
•Chứng chỉ số:Trong OCPP 2.0.1, các cơ chế bảo mật dựa trên chứng chỉ số đã được giới thiệu để cung cấp khả năng xác thực thiết bị và bảo vệ tính toàn vẹn của thông điệp được tăng cường. Đây là một cải tiến đáng kể so với các cơ chế bảo mật của OCPP1.6.
•Mô hình dữ liệu:OCPP 2.0.1 cập nhật mô hình dữ liệu để hỗ trợ các loại thiết bị và tính năng mới.
•Quản lý thiết bị:OCPP 2.0.1 cung cấp các chức năng quản lý thiết bị toàn diện hơn, bao gồm cấu hình thiết bị, khắc phục sự cố, cập nhật phần mềm, v.v.
•Mô hình thành phần:OCPP 2.0.1 giới thiệu một mô hình thành phần linh hoạt hơn, có thể được sử dụng để mô tả các thiết bị và hệ thống sạc phức tạp hơn. Điều này giúp kích hoạt các tính năng nâng cao hơn nhưV2G (Từ xe đến lưới điện).
•Sạc thông minh:Sạc thông minh nâng cao & tích hợp ISO 15118, Sự khác biệt giữa 1.6 và 2.0.1 trong sạc thông minh là đáng kể. Trong khi 1.6J dựa trên các tiêu chuẩn cơ bảnHồ sơ sạc, OCPP 2.0.1 hỗ trợ gốcTiêu chuẩn ISO 15118thông qua cơ chế chuyển tiếp.
Điều này cho phépCắm và sạc (PnC): EVSE hoạt động như một cổng kết nối, cho phép EV trao đổi chứng chỉ số trực tiếp với hệ thống phụ trợ để xác thực tự động. Không cần thẻ RFID hoặc ứng dụng. Điều này cũng đặt nền tảng choV2G (Xe đến lưới điện), cho phép quản lý dòng năng lượng hai chiều dựa trên tần số và công suất lưới điện.
• Nhận dạng và ủy quyền người dùng:OCPP2.0.1 cung cấp cơ chế xác thực và xác thực người dùng được cải tiến, hỗ trợ nhiều phương pháp xác thực người dùng và đưa ra các yêu cầu cao hơn về bảo vệ dữ liệu người dùng.
III. Giới thiệu về 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 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 được kết nối với điểm sạc (theo ISO 15118)
OCPP 2.0.1 hỗ trợ giao thức cập nhật ISO 15118 cho giao tiếp EVSE-to-EV. Sạc plug-and-play và sạc thông minh (bao gồm cả đầu vào từ EV) theo tiêu chuẩn ISO 15118 dễ triển khai hơn bằng OCPP 2.0.1. Cho phép người vận hành trạm sạc gửi tin nhắn (từ CSMS) về các trạm sạc để hiển thị cho tài xế EV.
Sạc thông minh sử dụng:
(1) Bộ cân bằng tải
Bộ cân bằng tải chủ yếu nhắm vào tải nội bộ của trạm sạc. Trạm sạc sẽ kiểm soát công suất sạc của từng trụ sạc theo cấu hình được thiết lập sẵn. Trạm sạc sẽ được thiết lập với một giá trị giới hạn cố định, chẳng hạn như dòng điện đầu ra tối đa. Ngoài ra, cấu hình này cũng bao gồm các tùy chọn để tối ưu hóa việc phân phối công suất của các trạm sạc đến từng trạm sạc. Cấu hình này sẽ thông báo cho trạm sạc rằng tốc độ sạc dưới giá trị cấu hình này là không hợp lệ và cần lựa chọn các chiến lược sạc khác.
(2) Sạc thông minh trung tâm
Sạc thông minh tập trung giả định rằng giới hạn sạc được kiểm soát bởi một hệ thống trung tâm, hệ thống này tính toán một phần hoặc toàn bộ lịch trình sạc sau khi nhận được thông tin dự đoán của nhà điều hành lưới điện về công suất lưới điện và hệ thống trung tâm sẽ áp đặt giới hạn sạc cho các trạm sạc và đặt giới hạn sạc bằng cách phản hồi tin nhắn.
(3) Sạc thông minh cục bộ
Sạc thông minh cục bộ được thực hiện bởi một bộ điều khiển cục bộ, tương đương với một tác nhân của giao thức OCPP, chịu trách nhiệm nhận thông báo từ hệ thống trung tâm và điều khiển hành vi sạc của các trạm sạc khác trong nhóm. Bản thân bộ điều khiển có thể được trang bị trạm sạc hoặc không. Trong chế độ sạc thông minh cục bộ, bộ điều khiển cục bộ giới hạn công suất sạc của trạm sạc. Trong quá trình sạc, giá trị giới hạn có thể được điều chỉnh. 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 đo, mô-đun Chi phí, mô-đun Đặt chỗ, mô-đun Sạc thông minh, mô-đun Chẩn đoán, mô-đun Quản lý chương trình cơ sở và mô-đun Hiển thị tin nhắn
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 một giải pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề kết nối cọc sạc hiện tại, đã được phổ biến và sử dụng ở nhiều quốc gia trên thế giới, tương lai kết nối giữa các dịch vụ của nhà điều hành sẽ có ngôn ngữ để giao tiếp.
Trước khi OCPP ra đời, mỗi nhà sản xuất trạm sạc đều phát triển giao thức độc quyền riêng cho kết nối back-end, do đó ràng buộc các nhà vận hành trạm sạc với một nhà sản xuất trạm sạc duy nhất. Giờ đây, với hầu hết các nhà sản xuất phần cứng đều hỗ trợ OCPP, các nhà vận hành trạm sạc có thể tự do lựa chọn phần cứng từ bất kỳ nhà cung cấp nào, giúp thị trường cạnh tranh hơn.
Điều tương tự cũng đúng với chủ sở hữu bất động sản/doanh nghiệp; khi họ mua một trạm sạc không đạt chuẩn OCPP hoặc ký hợp đồng với một CPO không đạt chuẩn OCPP, họ bị ràng buộc vào một trạm sạc và nhà điều hành trạm sạc cụ thể. Tuy nhiên, với phần cứng sạc tuân thủ OCPP, chủ nhà có thể độc lập với nhà cung cấp. Chủ sở hữu có thể tự do lựa chọn một CPO cạnh tranh hơn, giá cả tốt hơn hoặc hoạt động tốt hơn. Ngoài ra, họ có thể mở rộng mạng lưới bằng cách kết hợp các phần cứng trạm sạc khác nhau mà không cần phải tháo dỡ các hệ thống hiện có.
Tất nhiên, lợi ích chính của xe điện là tài xế xe điện không cần phụ thuộc vào một nhà điều hành trạm sạc hoặc nhà cung cấp xe điện duy nhất. Cũng như các trạm sạc OCPP đã mua, tài xế xe điện có thể chuyển sang các CPO/EMP tốt hơn. Một lợi ích thứ hai nhưng rất quan trọng là khả năng sử dụng dịch vụ 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) Cho phép người sử dụng xe điện bắt đầu sạc
(3) Điều chỉnh cấu hình sạc từ xa, điều khiển sạc từ xa (khởi động/dừng), súng mở khóa từ xa (ID đầu nối)
(4) Trạng thái thời gian thực của trạm sạc (có sẵn, dừng, tạm dừng, EV/EVSE trái phép), dữ liệu sạc thời gian thực, mức tiêu thụ điện năng thời gian thực, lỗi EVSE thời gian thực
(5) Sạc thông minh (giảm tải lưới điện)
(6) Quản lý phần mềm cơ sở (OTAA)

Ⅴ.Xác thực thực nghiệm và thông tin chi tiết của nhà sản xuất
Việc triển khai OCPP 2.0.1 đòi hỏi phải xác thực nghiêm ngặt. TạiLiên kết sức mạnh, nhóm R&D của chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm khả năng tương tác mở rộng bằng cách sử dụngOCTT (Công cụ kiểm tra tuân thủ giao thức điểm sạc mở)cùng với sự tích hợp trong thế giới thực.
Môi trường thử nghiệm và kết quả:Chúng tôi đã xác thực thành công phần mềm EVSE của mình vớiHơn 100 nhà cung cấp CSMS toàn cầu(bao gồm các mạng lưới lớn ở Châu Âu và Hoa Kỳ). Các bài kiểm tra của chúng tôi tập trung vào:
-
Độ ổn định của giao thức bắt tay TLS:Đảm bảo tính liên tục của kết nối theo Hồ sơ bảo mật 2 & 3.
-
Tính toàn vẹn của dữ liệu giao dịch:Xác minh cái mới
Sự kiện giao dịchgửi tin nhắn trong điều kiện mạng không ổn định (Mô phỏng mất gói tin).
Dữ liệu thực nghiệm này xác nhận rằng giải pháp OCPP 2.0.1 của chúng tôi không chỉ tuân thủ về mặt lý thuyết mà còn sẵn sàng triển khai thương mại V2G.
Thời gian đăng: 21-10-2024







