Bài viết này mô tả quá trình 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 quan trọng của giao thức này trong việc sạc xe điện.
I. Giới thiệu về Giao thức OCPP
Tên đầy đủ của OCPP là Giao thức Điểm Sạc Mở, đây là một giao thức miễn phí và mở do OCA (Liên minh Sạc Mở), một tổ chức có trụ sở tại Hà Lan, phát triển. Giao thức Điểm Sạc Mở (OCPP) là một lược đồ truyền thông hợp nhất giữa CS và bất kỳ Hệ thống Quản lý Trạm Sạc (CSMS) nào. Kiến trúc giao thức này hỗ trợ kết nối giữa bất kỳ hệ thống quản lý tập trung nào của nhà cung cấp dịch vụ sạc với tất cả các trạm sạc và chủ yếu được thiết kế để giải quyết các khó khăn về truyền thông phát sinh trong các mạng sạc riêng. OCPP hỗ trợ quản lý truyền thông giữa các trạm sạc và hệ thống quản lý tập trung của từng nhà cung cấp. OCPP hỗ trợ truyền thông giữa các trạm sạc và hệ thống quản lý trung tâm của từng nhà cung cấp. Nó thay đổi bản chất khép kín của các mạng sạc riêng, vốn đã gây ra vấn đề cho một số lượng lớn chủ sở hữu xe điện và người quản lý bất động sản, và đã dẫn đến lời kêu gọi rộng rãi về một mô hình mở trong toàn ngành.
Lợi ích của giao thức OCPP
Mở và miễn phí sử dụng
Ngăn chặn việc bị khóa vào một nhà cung cấp duy nhất (nền tảng tính phí)
Giảm thời gian/công sức tích hợp và các vấn đề CNTT
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
(3) OCPP1.6 (XÀ PHÒNG/JSON)
Phiên bản OCPP1.6 đã tham gia triển khai định dạng JSON, tăng cường khả năng mở rộng tính năng sạc thông minh. Phiên bản JSON sử dụng giao tiếp WebSocket, có thể truyền dữ liệu giữa các môi trường mạng. Giao thức được sử dụng phổ biến nhất trên thị trường là phiên bản 1.6J, hỗ trợ định dạng dữ liệu JSON dựa trên giao thức WebSocket để giảm lưu lượng dữ liệu (JSON, dữ liệu JSON dựa trên giao thức WebSocket 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, JavaScript Object Representation, là một định dạng trao đổi dữ liệu nhẹ) và cho phép hoạt động trên các mạng không hỗ trợ định tuyến gói tin 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 riêng chúng (dựa trên thông tin điểm sạc hiện tại), chẳng hạn như giá trị đo cuối cùng hoặc trạng thái của điểm sạc.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, được phát hành năm 2018, cải thiện quy trình xử lý giao dịch, tăng cường bảo mật và 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 tích hợp sạc thông minh, 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. 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.
3. Khả năng tương thích của 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.
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 ở các lĩnh vực sau:
a. Cải thiện bảo mật
OCPP2.0.1 được tăng cường bảo mật bằng cách giới thiệu các kết nối HTTPS dựa trên Secure Sockets Layer và một chương trình 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 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:
Gửi 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 OPC 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 cơ chế bảo mật OCPP1.6.
Mô hình dữ liệu: OPC 2.0.1 cập nhật mô hình dữ liệu để hỗ trợ các loại thiết bị và tính năng 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, khắc phục 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 thiết bị và hệ thống sạc phức tạp hơn. Điều này giúp hỗ trợ các tính năng tiên tiến hơn như V2G (Xe đến Lưới điện).
Sạc thông minh: OCPP2.0.1 bổ sung hỗ trợ cho tính năng sạc thông minh, ví dụ, công suất 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 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)
Linkpower được thành lập vào năm 2018, với hơn 8 năm kinh nghiệm nhằm mục đích cung cấp dịch vụ nghiên cứu và phát triển trọn gói cho các trạm sạc EV AC/DC, bao gồm phần mềm, phần cứng, giao diện, 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 đã cập nhật OCPP1.6J lên OCPP2.0.1 và giải pháp EVSE thương mại được trang bị mô-đun IEC/ISO15118, một bước tiến vững chắc hướng tới hiện thực hóa sạc hai chiều V2G.
Thời gian đăng: 21-10-2024