La evolución de OCPP: transición de la versión 1.6 a la 2.0.1 y posteriores en la carga de vehículos eléctricos
Tabla de contenido
I. Introducción al Protocolo de Punto de Carga Abierto
ElProtocolo de punto de carga abierto (OCPP)Sirve como estándar global para la comunicación entre los Equipos de Suministro de Vehículos Eléctricos (EVSE) y los Sistemas de Gestión de Estaciones de Carga (CSMS). Creado porAlianza de Carga Abierta (OCA)Este protocolo se reconoce como el estándar de facto en la industria de vehículos eléctricos (precursor de IEC 63110). Elimina las dependencias de propiedad, garantizando que el hardware de diferentes fabricantes pueda interoperar sin problemas con diversos sistemas backend.
Nota de autoridad: Este artículo hace referencia a los estándares oficiales establecidos en los documentos técnicos de OCA y las especificaciones IEC/ISO.
1、Historia de OCPP
2. Introducción a la versión OCPP
Como se muestra a continuación, desde OCPP1.5 hasta la última versión OCPP2.0.1
Debido a la gran cantidad de protocolos propietarios en la industria que impiden una experiencia de servicio unificada y la interconexión operativa entre los diferentes servicios de los operadores, OCA lideró el desarrollo del protocolo abierto OCPP1.5. SOAP está limitado por sus propias restricciones de protocolo y no puede popularizarse de forma amplia y rápida.
OCPP 1.5 se comunica con los sistemas centrales a través del protocolo SOAP basado en el protocolo HTTP para operar los puntos de carga. Admite las siguientes funciones: Transacciones iniciadas localmente y de forma remota, incluida la medición de la facturación.
El salto de 1,6J a 2,0,1
Si bien las versiones anteriores como OCPP 1.5 dependían del engorroso protocolo SOAP,OCPP 1.6Jrevolucionó la industria al introducir JSON sobre WebSockets. Esto permitió la comunicación full-duplex y redujo significativamente el tráfico de datos, convirtiéndolo en el estándar actual del mercado. Sin embargo, el lanzamiento deOCPP 2.0.1La corrección de errores de la versión 2.0 marca un cambio de paradigma. A diferencia de la versión 1.6J, OCPP 2.0.1 no es retrocompatible debido a cambios fundamentales en su estructura de datos, diseñada para soportar sistemas complejos de gestión de energía (SGE) y rigurosos estándares de seguridad.
Introducción a la versión Ⅱ.OCPP
Como se muestra a continuación, desde OCPP1.5 hasta la última versión OCPP2.0.1
Debido a la gran cantidad de protocolos propietarios en la industria que impiden una experiencia de servicio unificada y la interconexión operativa entre los diferentes servicios de los operadores, OCA lideró el desarrollo del protocolo abierto OCPP1.5. SOAP está limitado por sus propias restricciones de protocolo y no puede popularizarse de forma amplia y rápida.
OCPP 1.5 se comunica con los sistemas centrales a través del protocolo SOAP basado en el protocolo HTTP para operar los puntos de carga. Admite las siguientes funciones: Transacciones iniciadas localmente y de forma remota, incluida la medición de la facturación.
OCPP 1.6J (JSON sobre WebSockets)
Si bien la versión anterior de SOAP está obsoleta,OCPP 1.6Jsigue siendo la versión más utilizada. UtilizaJSON sobre WebSockets (WSS), que permite la comunicación full-duplex. A diferencia de SOAP basado en HTTP, WSS permite que el servidor (CSMS) inicie comandos (comoTransacción de inicio remoto) al cargador incluso cuando el cargador está detrás de un firewall NAT.
OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, lanzado en 2018, mejora el procesamiento de transacciones, aumenta la seguridad y la gestión de dispositivos: añade funcionalidad de carga inteligente para topologías con sistemas de gestión de energía (EMS), controladores locales y para vehículos eléctricos con carga inteligente integrada, estaciones de carga y sistemas de gestión de estaciones de carga. Compatible.ISO 15118:Requisitos de Plug and Play y carga inteligente para vehículos eléctricos.
OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 es la última versión, lanzada en 2020. Ofrece nuevas funciones y mejoras como compatibilidad con ISO15118 (Plug and Play), seguridad mejorada y un rendimiento general mejorado.
Compatibilidad de versiones de OCPP
OCPP1.x es compatible con versiones inferiores, OCPP1.6 es compatible con OCPP1.5, OCPP1.5 es compatible con OCPP1.2.
OCPP2.0.1 no es compatible con OCPP1.6, aunque OCPP2.0.1 también lo es, algunos de los contenidos de OCPP1.6 también lo son, pero el formato del marco de datos es completamente diferente al enviado.
Protocolo OCPP 2.0.1
1、Diferencia entre OCPP 2.0.1 y OCPP 1.6
En comparación con versiones anteriores como OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 tiene mejoras importantes en las siguientes áreas:
a. Seguridad mejorada
OCPP 2.0.1: La revisión de la seguridad y la gestión de dispositivos
OCPP 2.0.1 no es compatible con versiones anteriores de 1.6J debido a una reestructuración completa del modelo de datos. Su mejora más importante es la introducción de tres requisitos obligatorios.Perfiles de seguridad:
-
Perfil de seguridad 1:TLS con autenticación básica (contraseña).
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Perfil de seguridad 2:TLS con certificados del lado del cliente (mayor seguridad).
-
Perfil de seguridad 3:TLS con certificados del lado del cliente y soporte para módulo de seguridad de hardware (HSM).
Además, sustituye al limitadoLatido del corazónmecanismo con un enfoque integralModelo del dispositivo. Esto utiliza un sistema estandarizadoComponenteyVariableEstructura para monitorear todo, desde la velocidad del ventilador hasta la temperatura interna, mejorando enormemente los diagnósticos remotos.
b.Añadir nuevas funciones
OCPP2.0.1 agrega muchas características nuevas, incluida la gestión de carga inteligente y análisis e informes de fallas más detallados.
c. Diseño más flexible
OCPP2.0.1 ha sido diseñado para ser más flexible y satisfacer las necesidades de aplicaciones más complejas y diversas.
d. Simplificación de código
OCPP2.0.1 simplifica el código, lo que facilita la implementación del software.
La actualización del firmware OCPP2.0.1 agregó una firma digital para evitar que la descarga del firmware sea incompleta, lo que provoca una falla en la actualización del firmware.
En la aplicación práctica, el protocolo OCPP2.0.1 se puede utilizar para realizar el control remoto de la pila de carga, el monitoreo en tiempo real del estado de carga, la autenticación del usuario y otras funciones, lo que mejora en gran medida el uso del equipo de carga, la eficiencia y la seguridad. Los detalles y funciones de OCPP2.0.1 que la versión 1.6 de muchos, el desarrollo de la dificultad también ha aumentado.
2. Introducción a la función OCPP2.0.1
El protocolo OCPP 2.0.1 es la versión más reciente del protocolo OCPP. En comparación con OCPP 1.6, el protocolo OCPP 2.0.1 ha introducido numerosas mejoras y optimizaciones. El contenido principal incluye:
•Entrega de mensajes:OCP 2.0.1 agrega nuevos tipos de mensajes y modifica formatos de mensajes más antiguos para mejorar la eficiencia y el rendimiento.
•Certificados digitales:En OCPP 2.0.1, se introdujeron mecanismos de seguridad basados en certificados digitales para proporcionar una autenticación reforzada de dispositivos y protección de la integridad de los mensajes. Esto supone una mejora significativa con respecto a los mecanismos de seguridad de OCPP 1.6.
•Modelo de datos:OCPP 2.0.1 actualiza el modelo de datos para incluir soporte para nuevos tipos de dispositivos y funciones.
•Administración de dispositivos:OCPP 2.0.1 proporciona funciones de gestión de dispositivos más completas, incluida la configuración del dispositivo, resolución de problemas, actualizaciones de software, etc.
•Modelos de componentes:OCPP 2.0.1 introduce un modelo de componentes más flexible que permite describir dispositivos y sistemas de carga más complejos. Esto facilita funciones más avanzadas, comoV2G (Vehículo a Red).
•Carga inteligente:Carga inteligente avanzada e integración con la norma ISO 15118. La diferencia entre 1.6 y 2.0.1 en la carga inteligente es significativa. Mientras que 1.6J se basa en...Perfiles de cargaOCPP 2.0.1 admite de forma nativaISO 15118a través de un mecanismo de paso.
Esto permiteConectar y cargar (PnC)El EVSE actúa como puerta de enlace, permitiendo que el EV intercambie certificados digitales directamente con el backend para la autenticación automática. No se requieren tarjetas RFID ni aplicaciones. Esto también sienta las bases paraV2G (Vehículo a red), permitiendo la gestión bidireccional del flujo de energía en función de la frecuencia y la capacidad de la red.
•Identidad y autorización del usuario:OCPP2.0.1 proporciona mecanismos mejorados de identificación y autorización de usuarios, admite múltiples métodos de autenticación de usuarios y plantea requisitos más elevados para la protección de datos de los usuarios.
III. Introducción a la función OCPP
1. Carga inteligente
Sistema de Gestión de Energía Externa (EMS)
OCPP 2.0.1 aborda este problema introduciendo un mecanismo de notificación que informa al CSMS (Sistema de Gestión de Estaciones de Carga) sobre restricciones externas. Las entradas directas de carga inteligente compatibles con los sistemas de gestión de energía (EMS) pueden resolver diversas situaciones:
Vehículos eléctricos conectados a puntos de carga (según ISO 15118)
OCPP 2.0.1 es compatible con el protocolo ISO 15118 actualizado para la comunicación entre EVSE y EV. La carga plug-and-play y la carga inteligente (incluidas las entradas de EV) conforme al estándar ISO 15118 son más fáciles de implementar con OCPP 2.0.1. Permite a los operadores de estaciones de carga enviar mensajes (desde CSMS) sobre las estaciones de carga para que los conductores de EV los vean.
Usos de la carga inteligente:
(1) Balanceador de carga
El Balanceador de Carga se centra principalmente en la carga interna de la estación de carga. Esta controlará la potencia de carga de cada poste según la preconfiguración. La estación de carga se configurará con un valor límite fijo, como la corriente de salida máxima. Además, la configuración incluye opciones para optimizar la distribución de potencia de las estaciones de carga a cada una de ellas. Esta configuración indica a la estación de carga que las velocidades de carga inferiores a este valor no son válidas y que se deben seleccionar otras estrategias de carga.
(2) Carga inteligente central
La carga inteligente central supone que los límites de carga están controlados por un sistema central, que calcula parte o la totalidad del programa de carga después de recibir la información de predicción del operador de la red sobre la capacidad de la red, y el sistema central impondrá límites de carga en las estaciones de carga y establecerá límites de carga respondiendo a mensajes.
(3) Carga inteligente local
La carga inteligente local se realiza mediante un controlador local, equivalente a un agente del protocolo OCPP, responsable de recibir mensajes del sistema central y controlar el comportamiento de carga de las demás estaciones de carga del grupo. El controlador puede estar equipado con estaciones de carga o no. En el modo de carga inteligente local, el controlador local limita la potencia de carga de la estación. Durante la carga, el valor límite se puede modificar. El valor límite del grupo de carga se puede configurar localmente o mediante el sistema central.
2. Introducción al sistema
marco sistemático
Arquitectura de software
Los módulos funcionales del protocolo OCPP2.0.1 incluyen principalmente el módulo de transferencia de datos, el módulo de autorización, el módulo de seguridad, el módulo de transacciones, el módulo de valores del medidor, el módulo de costos, el módulo de reserva, el módulo de carga inteligente, el módulo de diagnóstico, el módulo de gestión de firmware y el módulo de mensajes de visualización.
IV. Desarrollo futuro del OCPP
1. Ventajas del OCPP
OCPP es un protocolo libre y abierto, y también es una forma eficaz de resolver la interconexión de la pila de carga actual, y se ha popularizado y utilizado en muchos países alrededor del mundo, la futura interconexión entre los servicios del operador tendrá un lenguaje para comunicarse.
Antes de la llegada de OCPP, cada fabricante de postes de carga desarrollaba su propio protocolo propietario para la conectividad back-end, lo que limitaba a los operadores de postes de carga a un solo fabricante. Ahora, con prácticamente todos los fabricantes de hardware compatibles con OCPP, los operadores de postes de carga tienen la libertad de elegir hardware de cualquier proveedor, lo que aumenta la competitividad del mercado.
Lo mismo ocurre con los propietarios de viviendas y negocios: al adquirir una estación de carga no OCPP o contratar un CPO no OCPP, quedan limitados a una estación y un operador de postes de carga específicos. Sin embargo, con el hardware de carga compatible con OCPP, los propietarios pueden mantenerse independientes de sus proveedores. Tienen la libertad de elegir un CPO más competitivo, con mejor precio y mejor funcionamiento. Además, pueden ampliar su red combinando diferentes postes de carga sin tener que desmantelar las instalaciones existentes.
Por supuesto, la principal ventaja de los vehículos eléctricos es que sus conductores no dependen de un único operador de punto de carga ni de un único proveedor. Al igual que con las estaciones de carga OCPP adquiridas, los conductores de vehículos eléctricos pueden cambiar a mejores CPO/EMP. Una segunda ventaja, pero muy importante, es la posibilidad de utilizar la itinerancia de movilidad eléctrica.
2.OCPP en el papel de la carga de vehículos eléctricos
(1) OCPP ayuda a EVSE y CSMS a comunicarse entre sí
(2) Autorización a los usuarios de vehículos eléctricos para iniciar la carga
(3) Modificación remota de la configuración de carga, control remoto de carga (inicio/parada), desbloqueo remoto de pistola (id del conector)
(4) Estado en tiempo real de la estación de carga (disponible, detenida, suspendida, EV/EVSE no autorizado), datos de carga en tiempo real, consumo de energía en tiempo real, falla de EVSE en tiempo real
(5) Carga inteligente (reducción de la carga de la red)
(6) Gestión de firmware (OTAA)
Ⅴ. Validación empírica y conocimientos del fabricante
La implementación de OCPP 2.0.1 requiere una validación rigurosa. EnPoder de enlaceNuestro equipo de I+D ha llevado a cabo pruebas exhaustivas de interoperabilidad utilizando elOCTT (Herramienta de prueba de cumplimiento del protocolo de punto de carga abierto)junto con integraciones del mundo real.
Entorno de prueba y resultados:Hemos validado con éxito nuestro firmware EVSE contraMás de 100 proveedores globales de CSMS(incluidas las principales redes europeas y estadounidenses). Nuestras pruebas se centran en:
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Estabilidad del protocolo de enlace TLS:Garantizar la persistencia de la conexión bajo los perfiles de seguridad 2 y 3.
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Integridad de los datos de las transacciones:Verificando lo nuevo
Evento de transacciónEntrega de mensajes en condiciones de red inestables (simulación de pérdida de paquetes).
Estos datos empíricos confirman que nuestra solución OCPP 2.0.1 no solo cumple con los requisitos teóricos, sino que también está lista para la implementación comercial de V2G.
Hora de publicación: 21 de octubre de 2024