Évolution d'OCPP : Transition de la version 1.6 à la version 2.0.1 et au-delà pour la recharge des véhicules électriques
Table des matières
I. Introduction au protocole Open Charge Point
LeProtocole de point de charge ouvert (OCPP)sert de norme mondiale pour la communication entre les équipements d'alimentation des véhicules électriques (EVSE) et les systèmes de gestion des stations de recharge (CSMS). Rédigé parOpen Charge Alliance (OCA)Ce protocole est reconnu comme la norme de facto dans l'industrie des véhicules électriques (précurseur de la norme IEC 63110). Il élimine les dépendances propriétaires, garantissant ainsi une interopérabilité transparente entre le matériel de différents fabricants et divers systèmes dorsaux.
Note d'autorité : Cet article fait référence aux normes officielles énoncées dans les livres blancs de l'OCA et les spécifications CEI/ISO
1. Histoire de l'OCPP
2. Introduction à la version OCPP
Comme indiqué ci-dessous, de OCPP1.5 à la dernière version OCPP2.0.1
En raison du trop grand nombre de protocoles propriétaires dans l'industrie pour prendre en charge une expérience de service unifiée et une interconnexion opérationnelle entre les différents services des opérateurs, OCA a pris l'initiative de développer le protocole ouvert OCPP1.5. SOAP est limité par ses propres contraintes de protocole et ne peut pas être popularisé à grande échelle et rapidement.
OCPP 1.5 communique avec les systèmes centraux via le protocole SOAP basé sur le protocole HTTP pour faire fonctionner les bornes de recharge. Il prend en charge les fonctions suivantes : transactions initiées localement et à distance, y compris la facturation au compteur.
Le bond de 1,6J à 2,0,1
Alors que les versions précédentes comme OCPP 1.5 s'appuyaient sur le protocole SOAP, lourd et complexe,OCPP 1,6Ja révolutionné le secteur en introduisant JSON sur WebSockets. Cela a permis une communication bidirectionnelle simultanée et a considérablement réduit le trafic de données, ce qui en a fait la norme actuelle du marché. Cependant, la sortie deOCPP 2.0.1La correction des bogues de la version 2.0 marque un changement de paradigme. Contrairement à la version 1.6J, OCPP 2.0.1 n'est pas rétrocompatible en raison de modifications fondamentales apportées à sa structure de données, conçue pour prendre en charge des systèmes complexes de gestion de l'énergie (EMS) et des normes de sécurité rigoureuses.
II. Introduction à la version OCPP
Comme indiqué ci-dessous, de OCPP1.5 à la dernière version OCPP2.0.1
En raison du trop grand nombre de protocoles propriétaires dans l'industrie pour prendre en charge une expérience de service unifiée et une interconnexion opérationnelle entre les différents services des opérateurs, OCA a pris l'initiative de développer le protocole ouvert OCPP1.5. SOAP est limité par ses propres contraintes de protocole et ne peut pas être popularisé à grande échelle et rapidement.
OCPP 1.5 communique avec les systèmes centraux via le protocole SOAP basé sur le protocole HTTP pour faire fonctionner les bornes de recharge. Il prend en charge les fonctions suivantes : transactions initiées localement et à distance, y compris la facturation au compteur.
OCPP 1.6J (JSON sur WebSockets)
Bien que l'ancienne version de SOAP soit obsolète,OCPP 1,6Jreste la version la plus largement déployée. Elle utiliseJSON sur WebSockets (WSS)ce qui permet une communication bidirectionnelle simultanée. Contrairement à SOAP basé sur HTTP, WSS permet au serveur (CSMS) d'initier des commandes (commeTransaction de démarrage à distance) au chargeur même lorsque celui-ci se trouve derrière un pare-feu NAT.
OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, sorti en 2018, améliore le traitement des transactions, renforce la sécurité et la gestion des appareils : il ajoute des fonctionnalités de recharge intelligente pour les topologies avec systèmes de gestion de l’énergie (EMS), contrôleurs locaux et pour les véhicules électriques avec recharge intelligente intégrée, bornes de recharge et systèmes de gestion des bornes de recharge.ISO 15118Exigences de type « Plug and Play » et de recharge intelligente pour les véhicules électriques.
OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 est la dernière version, sortie en 2020. Elle offre de nouvelles fonctionnalités et des améliorations telles que la prise en charge de la norme ISO15118 (Plug and Play), une sécurité renforcée et des performances globales améliorées.
Compatibilité des versions OCPP
OCPP1.x est compatible avec les versions inférieures, OCPP1.6 est compatible avec OCPP1.5, OCPP1.5 est compatible avec OCPP1.2.
OCPP2.0.1 n'est pas compatible avec OCPP1.6. Bien qu'OCPP2.0.1 contienne également certains éléments d'OCPP1.6, le format des trames de données est complètement différent de celui utilisé pour l'envoi.
Protocole OCPP 2.0.1
1. Différence entre OCPP 2.0.1 et OCPP 1.6
Comparé aux versions précédentes telles que OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 présente des améliorations majeures dans les domaines suivants :
a. Sécurité améliorée
OCPP 2.0.1 : Refonte de la sécurité et de la gestion des périphériques
OCPP 2.0.1 n'est pas rétrocompatible avec la version 1.6J en raison d'une restructuration complète du modèle de données. Son amélioration la plus importante réside dans l'introduction de trois éléments obligatoires.Profils de sécurité:
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Profil de sécurité 1 :TLS avec authentification de base (mot de passe).
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Profil de sécurité 2 :TLS avec certificats côté client (sécurité renforcée).
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Profil de sécurité 3 :Prise en charge du protocole TLS avec certificats côté client et module de sécurité matériel (HSM).
De plus, il remplace le modèle limitéPulsationmécanisme doté d'un système completModèle d'appareilCela utilise une normeComposantetVariableUne structure permettant de tout surveiller, de la vitesse du ventilateur à la température interne, améliorant considérablement les diagnostics à distance.
b. Ajout de nouvelles fonctionnalités
OCPP2.0.1 ajoute de nombreuses nouvelles fonctionnalités, notamment une gestion intelligente de la charge, ainsi qu'un système de signalement et d'analyse des pannes plus détaillé.
c. Conception plus flexible
OCPP2.0.1 a été conçu pour être plus flexible afin de répondre aux besoins d'applications plus complexes et diversifiées.
d. Simplification du code
OCPP2.0.1 simplifie le code, facilitant ainsi la mise en œuvre du logiciel.
La mise à jour du firmware OCPP2.0.1 a ajouté une signature numérique afin d'éviter que le téléchargement du firmware ne soit incomplet, ce qui entraînerait un échec de la mise à jour.
En pratique, le protocole OCPP 2.0.1 permet de contrôler à distance les bornes de recharge, de surveiller en temps réel l'état de la charge, d'authentifier l'utilisateur et d'autres fonctions, améliorant ainsi considérablement l'utilisation, l'efficacité et la sécurité des équipements de recharge. Cependant, la complexité de développement d'OCPP 2.0.1 a augmenté, tant au niveau des détails que des fonctionnalités, par rapport à la version 1.6.
2. Présentation des fonctions d'OCPP 2.0.1
Le protocole OCPP 2.0.1 est la dernière version du protocole OCPP. Comparé à OCPP 1.6, il apporte de nombreuses améliorations et optimisations. Ses principales caractéristiques sont les suivantes :
• Livraison des messages :OCP 2.0.1 ajoute de nouveaux types de messages et modifie les anciens formats de messages afin d'améliorer l'efficacité et les performances.
•Certificats numériques :Dans OCPP 2.0.1, des mécanismes de sécurité basés sur des certificats numériques ont été introduits afin de renforcer l'authentification des appareils et la protection de l'intégrité des messages. Il s'agit d'une amélioration significative par rapport aux mécanismes de sécurité d'OCPP 1.6.
• Modèle de données :OCPP 2.0.1 met à jour le modèle de données pour inclure la prise en charge de nouveaux types de périphériques et de nouvelles fonctionnalités.
•Gestion des appareils :OCPP 2.0.1 offre des fonctions de gestion des périphériques plus complètes, notamment la configuration des périphériques, le dépannage, les mises à jour logicielles, etc.
• Modèles de composants :OCPP 2.0.1 introduit un modèle de composants plus flexible permettant de décrire des dispositifs et des systèmes de charge plus complexes. Ceci contribue à l'intégration de fonctionnalités plus avancées telles que :V2G (Véhicule vers réseau).
• Recharge intelligente :Recharge intelligente avancée et intégration de la norme ISO 15118 : la différence entre les versions 1.6 et 2.0.1 en matière de recharge intelligente est significative. La version 1.6J repose sur une approche de base.Profils de facturationOCPP 2.0.1 prend en charge nativementISO 15118par un mécanisme de passage.
Cela permetPlug & Charge (PnC)La borne de recharge pour véhicules électriques (EVSE) sert de passerelle, permettant au véhicule électrique d'échanger directement des certificats numériques avec le système dorsal pour une authentification automatique. Aucune carte RFID ni application n'est requise. Cela jette également les bases pourV2G (Véhicule-réseau), permettant une gestion bidirectionnelle des flux d'énergie en fonction de la fréquence et de la capacité du réseau.
•Identité et autorisation de l’utilisateur :OCPP2.0.1 offre des mécanismes améliorés d'identification et d'autorisation des utilisateurs, prend en charge plusieurs méthodes d'authentification des utilisateurs et impose des exigences plus élevées en matière de protection des données des utilisateurs.
III. Introduction à la fonction OCPP
1. Recharge intelligente
Système de gestion de l'énergie externe (EMS)
OCPP 2.0.1 résout ce problème en introduisant un mécanisme de notification qui informe le CSMS (Système de gestion des bornes de recharge) des restrictions externes. Les entrées de recharge intelligentes directes compatibles avec les systèmes de gestion de l'énergie (EMS) peuvent résoudre de nombreuses situations :
Véhicules électriques connectés à des bornes de recharge (selon la norme ISO 15118)
OCPP 2.0.1 prend en charge le protocole ISO 15118 mis à jour pour la communication entre les bornes de recharge et les véhicules électriques. La recharge plug-and-play et la recharge intelligente (incluant les données des véhicules électriques) conformes à la norme ISO 15118 sont plus faciles à mettre en œuvre avec OCPP 2.0.1. Les opérateurs de bornes de recharge peuvent ainsi envoyer des messages (via CSMS) concernant les bornes, destinés aux conducteurs de véhicules électriques.
La recharge intelligente utilise :
(1) Équilibreur de charge
L'équilibreur de charge est principalement destiné à gérer la charge interne de la station de recharge. Celle-ci contrôle la puissance de charge de chaque borne selon la préconfiguration. La station de recharge est configurée avec une valeur limite fixe, telle que le courant de sortie maximal. De plus, la configuration inclut des options permettant d'optimiser la distribution de puissance entre les différentes bornes. Cette configuration indique à la station de recharge que les puissances de charge inférieures à cette valeur ne sont pas valides et qu'il convient d'utiliser d'autres stratégies de charge.
(2) Recharge intelligente centralisée
La recharge intelligente centralisée suppose que les limites de charge sont contrôlées par un système central, qui calcule une partie ou la totalité du programme de recharge après avoir reçu les informations de prévision du gestionnaire de réseau concernant la capacité du réseau, et le système central imposera des limites de charge aux bornes de recharge et définira les limites de charge en répondant aux messages.
(3) Recharge intelligente locale
La recharge intelligente locale est assurée par un contrôleur local, équivalent à un agent du protocole OCPP, chargé de recevoir les messages du système central et de gérer le comportement de recharge des autres bornes du groupe. Le contrôleur peut être équipé ou non de bornes de recharge. En mode de recharge intelligente locale, le contrôleur limite la puissance de recharge de chaque borne. Cette limite peut être modifiée en cours de recharge. La limite de puissance du groupe de recharge peut être configurée localement ou par le système central.
2. Présentation du système
cadre systématique
architecture logicielle
Les modules fonctionnels du protocole OCPP2.0.1 comprennent principalement le module de transfert de données, le module d'autorisation, le module de sécurité, le module de transactions, le module de relevés de compteurs, le module de coûts, le module de réservation, le module de recharge intelligente, le module de diagnostic, le module de gestion du micrologiciel et le module d'affichage des messages.
IV. Développement futur de l'OCPP
1. Avantages de l'OCPP
OCPP est un protocole libre et ouvert, et constitue également un moyen efficace de résoudre l'interconnexion actuelle des bornes de recharge. Il a été popularisé et utilisé dans de nombreux pays à travers le monde ; l'interconnexion future entre les services des opérateurs disposera d'un langage de communication.
Avant l'avènement d'OCPP, chaque fabricant de bornes de recharge développait son propre protocole propriétaire pour la connectivité du réseau, contraignant ainsi les exploitants de bornes à s'approvisionner auprès d'un seul fournisseur. Désormais, grâce à la quasi-totalité des fabricants de matériel compatibles avec OCPP, les exploitants de bornes de recharge sont libres de choisir leur matériel auprès de n'importe quel fournisseur, ce qui dynamise le marché.
Il en va de même pour les propriétaires immobiliers et commerciaux : lorsqu’ils achètent une borne de recharge non conforme à la norme OCPP ou concluent un contrat avec un opérateur de bornes de recharge non conforme, ils sont liés à une borne et à un opérateur spécifiques. En revanche, avec du matériel de recharge conforme à la norme OCPP, les propriétaires peuvent rester indépendants de leurs fournisseurs. Ils sont libres de choisir un opérateur plus compétitif, offrant un meilleur prix ou un fonctionnement plus performant. De plus, ils peuvent étendre leur réseau en combinant différents types de bornes de recharge sans avoir à démonter les installations existantes.
Bien sûr, le principal avantage des véhicules électriques est que leurs conducteurs ne sont pas dépendants d'un seul opérateur de bornes de recharge ou fournisseur. Comme pour les bornes de recharge payantes, ils peuvent opter pour des bornes de recharge plus performantes. Un autre avantage, tout aussi important, est la possibilité d'utiliser l'itinérance électrique.
2. Le rôle de l'OCPP dans la recharge des véhicules électriques
(1) OCPP permet aux bornes de recharge pour véhicules électriques (EVSE) et aux systèmes de gestion de centre de données (CSMS) de communiquer entre eux.
(2) Autorisation des utilisateurs de véhicules électriques à commencer la charge
(3) Modification à distance de la configuration de charge, commande de charge à distance (démarrage/arrêt), déverrouillage à distance du pistolet (identifiant du connecteur)
(4) État en temps réel de la borne de recharge (disponible, arrêtée, suspendue, VE/SE non autorisée), données de recharge en temps réel, consommation d'énergie en temps réel, panne de la borne de recharge en temps réel
(5) Recharge intelligente (réduction de la charge du réseau)
(6) Gestion du micrologiciel (OTAA)
V. Validation empirique et informations sur les fabricants
La mise en œuvre d'OCPP 2.0.1 nécessite une validation rigoureuse.Linkpower, notre équipe de R&D a mené des tests d'interopérabilité approfondis en utilisant leOCTT (Outil de test de conformité au protocole Open Charge Point)parallèlement aux intégrations dans le monde réel.
Environnement de test et résultats :Nous avons validé avec succès notre firmware EVSE par rapport àPlus de 100 fournisseurs mondiaux de CSMS(y compris les principaux réseaux européens et américains). Nos tests portent sur :
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Stabilité de la poignée de main TLS :Assurer la persistance de la connexion sous les profils de sécurité 2 et 3.
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Intégrité des données transactionnelles :Vérification des nouvelles
Événement de transactionLivraison de messages dans des conditions de réseau instables (simulation de perte de paquets).
Ces données empiriques confirment que notre solution OCPP 2.0.1 est non seulement conforme en théorie, mais également prête sur le terrain pour un déploiement commercial V2G.
Date de publication : 21 octobre 2024