Este artigo descreve a evolução do protocolo OCPP, atualizando da versão 1.5 para a 2.0.1, destacando as melhorias em segurança, carregamento inteligente, extensões de recursos e simplificação de código na versão 2.0.1, bem como seu papel fundamental no carregamento de veículos elétricos.
I. Introdução ao Protocolo OCPP
O nome completo do OCPP é Open Charge Point Protocol, um protocolo gratuito e aberto desenvolvido pela OCA (Open Charge Alliance), uma organização sediada na Holanda. O Open Charge Point Protocol (OCPP) é um esquema de comunicação unificado entre um CS e qualquer Sistema de Gerenciamento de Estação de Carregamento (CSMS). Essa arquitetura de protocolo suporta a interconexão do sistema de gerenciamento centralizado de qualquer provedor de serviços de carregamento com todas as estações de carregamento e foi projetada principalmente para lidar com as dificuldades de comunicação que surgem em redes de carregamento privadas. O OCPP suporta o gerenciamento da comunicação entre estações de carregamento e o sistema de gerenciamento centralizado de cada provedor. O OCPP suporta a comunicação entre estações de carregamento e o sistema de gerenciamento centralizado de cada provedor. Ele muda a natureza fechada das redes de carregamento privadas, que causou problemas para um grande número de proprietários de veículos elétricos e administradores imobiliários, e levou a uma ampla demanda por um modelo aberto em todo o setor.
Benefícios do protocolo OCPP
Aberto e gratuito para uso
Evita o bloqueio a um único fornecedor (plataforma de cobrança)
Reduz o tempo/esforço de integração e os problemas de TI
1、História do OCPP
2. Introdução à versão OCPP
Conforme mostrado abaixo, do OCPP1.5 até o mais recente OCPP2.0.1
Como existem muitos protocolos proprietários no setor para oferecer suporte a uma experiência de serviço unificada e à interconexão operacional entre diferentes serviços de operadora, a OCA assumiu a liderança no desenvolvimento do protocolo aberto OCPP1.5. O SOAP é limitado por suas próprias restrições de protocolo e não pode ser amplamente e rapidamente popularizado.
O OCPP 1.5 se comunica com sistemas centrais via protocolo SOAP baseado no protocolo HTTP para operar pontos de carregamento. Ele suporta as seguintes funções: Transações iniciadas localmente e remotamente, incluindo medição de faturamento.
(3) OCPP1.6 (SOAP/JSON)
A versão OCPP 1.6 aderiu à implementação do formato JSON e ampliou a expansão do carregamento inteligente. A versão JSON utiliza a comunicação WebSocket, permitindo o envio de dados entre redes em qualquer ambiente. O protocolo mais utilizado no mercado é a versão 1.6J, com suporte para dados JSON baseados no protocolo WebSockets para reduzir o tráfego de dados.
Suporta dados no formato JSON com base no protocolo websockets para reduzir o tráfego de dados (JSON, JavaScript Object Representation, é um formato leve para troca de dados) e permite a operação em redes que não suportam roteamento de pacotes de pontos de carregamento (por exemplo, internet pública). Carregamento inteligente: balanceamento de carga, carregamento inteligente centralizado e carregamento inteligente local. Permite que os pontos de carregamento reenviem suas próprias informações (com base nas informações atuais do ponto de carregamento), como o último valor medido ou o estado do ponto de carregamento.
(4) OCPP 2.0 (JSON)
O OCPP 2.0, lançado em 2018, aprimora o processamento de transações, aumenta a segurança e o gerenciamento de dispositivos: adiciona a funcionalidade de carregamento inteligente para topologias com sistemas de gerenciamento de energia (EMS), controladores locais e para veículos elétricos com carregamento inteligente integrado, estações de carregamento e sistemas de gerenciamento de estações de carregamento. Atende aos requisitos ISO 15118: Plug and Play e Smart Charging para veículos elétricos.
(5) OCPP 2.0.1 (JSON)
O OCPP 2.0.1 é a versão mais recente, lançada em 2020. Ela oferece novos recursos e melhorias, como suporte para ISO15118 (Plug and Play), segurança aprimorada e desempenho geral aprimorado.
3. Compatibilidade da versão OCPP
OCPP1.x é compatível com versões anteriores, OCPP1.6 é compatível com OCPP1.5, OCPP1.5 é compatível com OCPP1.2.
O OCPP2.0.1 não é compatível com o OCPP1.6, embora alguns dos conteúdos do OCPP1.6 também sejam compatíveis, o OCPP2.0.1 também é compatível, mas o formato do quadro de dados é completamente diferente do enviado.
Em segundo lugar, o protocolo OCPP 2.0.1
1. Diferença entre OCPP 2.0.1 e OCPP 1.6
Comparado com versões anteriores, como o OCPP 1.6, o OCPP 2.0.1 tem grandes melhorias nas seguintes áreas:
a. Segurança aprimorada
O OCPP2.0.1 tem a segurança reforçada pela introdução de conexões HTTPS baseadas em Secure Sockets Layer e um novo esquema de gerenciamento de certificados para garantir a segurança das comunicações.
b.Adicionando novos recursos
O OCPP2.0.1 adiciona muitos novos recursos, incluindo gerenciamento de carregamento inteligente e relatórios e análises de falhas mais detalhados.
c. Design mais flexível
O OCPP2.0.1 foi projetado para ser mais flexível e atender às necessidades de aplicações mais complexas e diversas.
d. Simplificação de código
O OCPP2.0.1 simplifica o código, facilitando a implementação do software.
A atualização do firmware OCPP2.0.1 adicionou assinatura digital para evitar que o download do firmware fique incompleto, resultando em falha na atualização do firmware.
Na aplicação prática, o protocolo OCPP2.0.1 pode ser usado para realizar o controle remoto da pilha de carregamento, monitoramento em tempo real do status do carregamento, autenticação do usuário e outras funções, o que melhora muito o uso do equipamento de carregamento, a eficiência e a segurança. Detalhes e funções do OCPP2.0.1 do que a versão 1.6 de muitos, o desenvolvimento da dificuldade também aumentou.
2. Introdução à função OCPP2.0.1
O protocolo OCPP 2.0.1 é a versão mais recente do protocolo OCPP. Comparado ao OCPP 1.6, o protocolo OCPP 2.0.1 apresentou diversas melhorias e otimizações. Os principais conteúdos incluem:
Entrega de mensagens: o OCP 2.0.1 adiciona novos tipos de mensagens e modifica formatos de mensagens mais antigos para melhorar a eficiência e o desempenho.
Certificados Digitais: No OPC 2.0.1, mecanismos de segurança baseados em certificados digitais foram introduzidos para fornecer autenticação de dispositivos reforçada e proteção da integridade das mensagens. Esta é uma melhoria significativa em relação aos mecanismos de segurança do OCPP 1.6.
Modelo de dados: O OPC 2.0.1 atualiza o modelo de dados para incluir suporte para novos tipos de dispositivos e recursos.
Gerenciamento de dispositivos: o OPC 2.0.1 fornece funções de gerenciamento de dispositivos mais abrangentes, incluindo configuração de dispositivos, solução de problemas, atualizações de software, etc.
Modelos de componentes: O OCP 2.0.1 apresenta um modelo de componentes mais flexível que pode ser usado para descrever dispositivos e sistemas de carregamento mais complexos. Isso ajuda a habilitar recursos mais avançados, como V2G (Vehicle to Grid).
Carregamento inteligente: O OCPP2.0.1 adiciona suporte para carregamento inteligente, por exemplo, a potência de carregamento pode ser ajustada dinamicamente de acordo com as condições da rede ou necessidades do usuário.
Identidade e autorização do usuário: o OCPP2.0.1 fornece mecanismos aprimorados de identificação e autorização do usuário, suporta vários métodos de autenticação do usuário e apresenta requisitos mais altos para a proteção de dados do usuário.
III. Introdução à função OCPP
1. Carregamento inteligente
Sistema de Gestão de Energia Externa (EMS)
O OCPP 2.0.1 soluciona esse problema introduzindo um mecanismo de notificação que notifica o CSMS (Sistema de Gerenciamento de Estações de Carregamento) sobre restrições externas. Entradas de carregamento inteligente diretas que suportam sistemas de gerenciamento de energia (EMS) podem resolver muitas situações:
Veículos elétricos conectados a pontos de carregamento (conforme ISO 15118)
O OCPP 2.0.1 oferece suporte ao protocolo ISO 15118 atualizado para comunicação entre EVSEs. O carregamento plug-and-play e o carregamento inteligente (incluindo entradas de VEs) conforme o padrão ISO 15118 são mais fáceis de implementar com o OCPP 2.0.1. Permita que os operadores de estações de carregamento enviem mensagens (do CSMS) sobre as estações de carregamento para exibição aos motoristas de VEs.
O carregamento inteligente utiliza:
(1) Balanceador de carga
O Balanceador de Carga é voltado principalmente para a carga interna da estação de carregamento. A estação de carregamento controlará a potência de cada posto de carregamento de acordo com a pré-configuração. A estação de carregamento será configurada com um valor limite fixo, como a corrente máxima de saída. Além disso, a configuração também inclui opções para otimizar a distribuição de energia das estações de carregamento para estações de carregamento individuais. Essa configuração informa à estação de carregamento que taxas de carregamento abaixo desse valor de configuração são inválidas e que outras estratégias de carregamento devem ser selecionadas.
(2) Carregamento inteligente central
O carregamento inteligente central pressupõe que os limites de carregamento sejam controlados por um sistema central, que calcula parte ou todo o cronograma de carregamento após receber as informações de previsão do operador da rede sobre a capacidade da rede, e o sistema central imporá limites de carregamento nas estações de carregamento e definirá limites de carregamento respondendo às mensagens.
(3) Carregamento inteligente local
O carregamento inteligente local é realizado por um controlador local, equivalente a um agente do protocolo OCPP, responsável por receber mensagens do sistema central e controlar o comportamento de carregamento das demais estações de carregamento do grupo. O próprio controlador pode ou não estar equipado com estações de carregamento. No modo de carregamento inteligente local, o controlador local limita a potência de carregamento da estação de carregamento. Durante o carregamento, o valor limite pode ser modificado. O valor limite do grupo de carregamento pode ser configurado localmente ou pelo sistema central.
2. Introdução ao sistema
estrutura sistemática
arquitetura de software
Os módulos funcionais no protocolo OCPP2.0.1 incluem principalmente módulo de transferência de dados, módulo de autorização, módulo de segurança, módulo de transações, módulo de valores do medidor, módulo de custo, módulo de reserva, módulo de carregamento inteligente, módulo de diagnóstico, módulo de gerenciamento de firmware e módulo de mensagem de exibição.
IV. Desenvolvimento futuro do OCPP
1. Vantagens do OCPP
O OCPP é um protocolo livre e aberto, e também é uma maneira eficaz de resolver a atual interconexão de pilhas de carregamento, e foi popularizado e usado em muitos países ao redor do mundo, a futura interconexão entre os serviços da operadora terá uma linguagem para se comunicar.
Antes do advento do OCPP, cada fabricante de postos de carregamento desenvolvia seu próprio protocolo proprietário para conectividade back-end, limitando assim os operadores de postos de carregamento a um único fabricante. Agora, com praticamente todos os fabricantes de hardware apoiando o OCPP, os operadores de postos de carregamento têm a liberdade de escolher hardware de qualquer fornecedor, tornando o mercado mais competitivo.
O mesmo se aplica a proprietários de imóveis/empresas; ao adquirirem uma estação de carregamento não OCPP ou contratarem uma CPO não OCPP, ficam presos a uma estação de carregamento e a uma operadora de posto de carregamento específicas. Mas, com equipamentos de carregamento compatíveis com OCPP, os proprietários podem permanecer independentes de seus fornecedores. Os proprietários são livres para escolher uma CPO mais competitiva, com melhor preço ou com melhor funcionamento. Além disso, podem expandir sua rede combinando diferentes equipamentos de postos de carregamento sem precisar desmontar as instalações existentes.
Obviamente, o principal benefício dos VEs é que os motoristas não precisam depender de um único operador de posto de recarga ou fornecedor de VEs. Assim como com os postos de recarga OCPP adquiridos, os motoristas de VEs podem migrar para CPOs/EMPs melhores. Um segundo benefício, mas muito importante, é a possibilidade de usar o roaming de mobilidade elétrica.
2, OCPP no papel de carregamento de veículos elétricos
(1) O OCPP ajuda o EVSE e o CSMS a se comunicarem entre si
(2) Autorização dos utilizadores de veículos eléctricos para iniciar o carregamento
(3) Modificação remota da configuração de carregamento, controle remoto de carregamento (iniciar/parar), desbloqueio remoto da pistola (ID do conector)
(4) Status em tempo real da estação de carregamento (disponível, parado, suspenso, EV/EVSE não autorizado), dados de carregamento em tempo real, consumo de energia em tempo real, falha de EVSE em tempo real
(5) Carregamento inteligente (redução da carga da rede)
(6) Gerenciamento de Firmware (OTAA)
A Linkpower foi fundada em 2018, com mais de 8 anos de experiência visando fornecer pesquisa e desenvolvimento prontos para estações de carregamento de veículos elétricos CA/CC, incluindo software, hardware, aparência, etc.
Os carregadores rápidos CA e CC com software OCPP 1.6 já concluíram os testes com mais de 100 fornecedores de plataforma OCPP. Ao mesmo tempo, atualizamos o OCPP 1.6J para OCPP 2.0.1 e a solução EVSE comercial está equipada com módulos IEC/ISO 15118, o que representa um passo sólido rumo à implementação do carregamento bidirecional V2G.
Horário da publicação: 21/10/2024