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OCPP – 1.5인치에서 2.1인치까지의 EV 충전을 위한 오픈 충전 포인트 프로토콜

OCPP의 진화: EV 충전에서 버전 1.6에서 2.0.1 이상으로의 브리징

목차

    I. 오픈 충전 포인트 프로토콜 소개

    그만큼오픈 충전 포인트 프로토콜(OCPP)전기 자동차 공급 장비(EVSE)와 충전소 관리 시스템(CSMS) 간의 통신을 위한 글로벌 표준으로 사용됩니다. 작성자:오픈 차지 얼라이언스(OCA)이 프로토콜은 EV 업계의 사실상 표준(IEC 63110 선구 프로토콜)으로 인정받고 있습니다. 독점적인 종속성을 해소하여 여러 제조업체의 하드웨어가 다양한 백엔드 시스템과 원활하게 상호 운용될 수 있도록 보장합니다.

    참고 사항: 이 문서는 OCA 백서 및 IEC/ISO 사양에 명시된 공식 표준을 참조합니다.

    1. OCPP의 역사

    OCPP의 역사

    2. OCPP 버전 소개

    아래와 같이 OCPP1.5부터 최신 OCPP2.0.1까지

    OCPP 버전 소개

    업계에는 통합된 서비스 경험과 다양한 운영 서비스 간의 운영 상호 연결을 지원하기에는 너무 많은 독점 프로토콜이 존재하기 때문에, OCA는 개방형 프로토콜인 OCPP1.5 개발을 주도했습니다. SOAP은 자체 프로토콜 제약으로 인해 광범위하고 빠르게 대중화될 수 없습니다.

    OCPP 1.5는 HTTP 프로토콜을 기반으로 SOAP 프로토콜을 통해 중앙 시스템과 통신하여 충전 지점을 운영합니다. 다음 기능을 지원합니다. 청구 측정을 포함한 로컬 및 원격으로 시작된 거래

    1.6J에서 2.0.1로의 도약

    OCPP 1.5와 같은 이전 버전은 복잡한 SOAP 프로토콜에 의존했지만OCPP 1.6J웹소켓을 통한 JSON을 도입하여 업계에 혁명을 일으켰습니다. 이를 통해 전이중 통신이 가능해지고 데이터 트래픽이 크게 감소하여 현재 시장 표준이 되었습니다. 그러나OCPP 2.0.1(2.0의 버그 수정)은 패러다임의 전환을 의미합니다. 1.6J와 달리 OCPP 2.0.1은 복잡한 에너지 관리 시스템(EMS)과 엄격한 보안 표준을 지원하도록 설계된 데이터 구조의 근본적인 변경으로 인해 이전 버전과의 호환성이 보장되지 않습니다.

    Ⅱ.OCPP 버전 소개

    아래와 같이 OCPP1.5부터 최신 OCPP2.0.1까지

    OCPP 버전 소개

    업계에는 통합된 서비스 경험과 다양한 운영 서비스 간의 운영 상호 연결을 지원하기에는 너무 많은 독점 프로토콜이 존재하기 때문에, OCA는 개방형 프로토콜인 OCPP1.5 개발을 주도했습니다. SOAP은 자체 프로토콜 제약으로 인해 광범위하고 빠르게 대중화될 수 없습니다.

    OCPP 1.5는 HTTP 프로토콜을 기반으로 SOAP 프로토콜을 통해 중앙 시스템과 통신하여 충전 지점을 운영합니다. 다음 기능을 지원합니다. 청구 측정을 포함한 로컬 및 원격으로 시작된 거래

    OCPP 1.6J(WebSocket을 통한 JSON)

    이전 SOAP 버전은 더 이상 사용되지 않지만,OCPP 1.6J가장 널리 배포된 버전으로 남아 있습니다.WebSockets를 통한 JSON(WSS), 전이중 통신을 허용합니다. HTTP 기반 SOAP와 달리 WSS는 서버(CSMS)가 명령(예:원격 시작 트랜잭션) 충전기가 NAT 방화벽 뒤에 있는 경우에도 충전기에 연결됩니다.

    OCPP 2.0(JSON)

    2018년에 출시된 OCPP 2.0은 거래 처리, 보안, 장치 관리 기능을 개선했습니다. 에너지 관리 시스템(EMS), 로컬 컨트롤러, 스마트 충전, 충전소 및 충전소 관리 시스템이 통합된 EV를 위한 스마트 충전 기능을 추가했습니다. 다음을 지원합니다.ISO 15118: 전기 자동차에 대한 플러그 앤 플레이 및 스마트 충전 요구 사항.

    OCPP 2.0.1(JSON)

    OCPP 2.0.1은 2020년에 출시된 최신 버전입니다. 이 버전은 ISO15118(플러그 앤 플레이) 지원, 강화된 보안 및 전반적인 성능 향상 등 새로운 기능과 개선 사항을 제공합니다.

    OCPP 버전 호환성

    OCPP1.x는 하위 버전과 호환되고, OCPP1.6은 OCPP1.5와 호환되고, OCPP1.5는 OCPP1.2와 호환됩니다.

    OCPP2.0.1은 OCPP1.6과 호환되지 않습니다. OCPP2.0.1은 OCPP1.6의 일부 내용과 호환되지만, 전송된 데이터 프레임 형식은 완전히 다릅니다.

    OCPP 2.0.1 프로토콜

    1. OCPP 2.0.1과 OCPP 1.6의 차이점

    OCPP 1.6 등 이전 버전과 비교했을 때 OCPP 2.0.1은 다음과 같은 측면에서 크게 개선되었습니다.

    a. 보안 강화

    OCPP 2.0.1: 보안 및 장치 관리 전면 개편

    OCPP 2.0.1은 데이터 모델의 완전한 재구성으로 인해 1.6J와 하위 호환되지 않습니다. 가장 중요한 개선 사항은 세 가지 필수 기능을 도입한 것입니다.보안 프로필:

    1. 보안 프로필 1:기본 인증(비밀번호)을 사용한 TLS.

    2. 보안 프로필 2:클라이언트 측 인증서를 사용한 TLS(보안 수준 높음).

    3. 보안 프로필 3:클라이언트 측 인증서와 하드웨어 보안 모듈(HSM)을 지원하는 TLS입니다.

    또한, 제한된 것을 대체합니다.심장 박동포괄적인 메커니즘장치 모델. 이것은 표준화된 것을 사용합니다요소그리고변하기 쉬운팬 속도부터 내부 온도까지 모든 것을 모니터링하는 구조로 원격 진단 기능이 크게 향상되었습니다.

    b. 새로운 기능 추가

    OCPP2.0.1에는 지능형 충전 관리, 더욱 자세한 오류 보고 및 분석 등 많은 새로운 기능이 추가되었습니다.

    c. 더욱 유연한 디자인

    OCPP2.0.1은 더욱 복잡하고 다양한 애플리케이션의 요구 사항을 충족하기 위해 더욱 유연하게 설계되었습니다.

    d. 코드 단순화

    OCPP2.0.1은 코드를 단순화하여 소프트웨어 구현을 더 쉽게 만들어줍니다.

    OCPP2.0.1 펌웨어 업데이트에는 디지털 서명이 추가되어 펌웨어 다운로드가 완료되지 않아 펌웨어 업데이트가 실패하는 현상을 방지합니다.

    실제 응용에서 OCPP2.0.1 프로토콜은 충전 파일의 원격 제어, 충전 상태의 실시간 모니터링, 사용자 인증 등의 기능을 실현하여 충전 장비의 사용, 효율성 및 안전성을 크게 향상시킵니다.OCPP2.0.1의 세부 사항과 기능은 1.6 버전보다 많고 개발 난이도도 높아졌습니다.

    2. OCPP2.0.1 기능 소개

    OCPP2.0.1-기능

    OCPP 2.0.1 프로토콜은 OCPP 프로토콜의 최신 버전입니다. OCPP 1.6과 비교하여 OCPP 2.0.1 프로토콜은 많은 개선과 최적화를 거쳤습니다. 주요 내용은 다음과 같습니다.

    •메시지 전달:OCP 2.0.1은 새로운 메시지 유형을 추가하고 기존 메시지 형식을 수정하여 효율성과 성능을 개선했습니다.

    •디지털 인증서:OCPP 2.0.1에서는 강화된 장치 인증 및 메시지 무결성 보호를 제공하기 위해 디지털 인증서 기반 보안 메커니즘이 도입되었습니다. 이는 OCPP 1.6 보안 메커니즘에 비해 크게 개선된 것입니다.

    •데이터 모델:OCPP 2.0.1은 새로운 장치 유형과 기능에 대한 지원을 포함하도록 데이터 모델을 업데이트했습니다.

    •장치 관리:OCPP 2.0.1은 장치 구성, 문제 해결, 소프트웨어 업데이트 등을 포함한 보다 포괄적인 장치 관리 기능을 제공합니다.

    •구성 요소 모델:OCPP 2.0.1은 더욱 복잡한 충전 장치 및 시스템을 설명하는 데 사용할 수 있는 더욱 유연한 구성 요소 모델을 도입했습니다. 이를 통해 다음과 같은 고급 기능을 사용할 수 있습니다.V2G(차량 대 전력망).

    •스마트 충전:고급 스마트 충전 및 ISO 15118 통합, 스마트 충전에서 1.6과 2.0.1의 차이는 상당합니다. 1.6J는 기본 충전 방식에 의존하는 반면,충전 프로필, OCPP 2.0.1은 기본적으로 다음을 지원합니다.ISO 15118통과 메커니즘을 통해.

    이를 통해 가능플러그 앤 차지(PnC): EVSE는 게이트웨이 역할을 하여 EV가 백엔드와 직접 디지털 인증서를 교환하여 자동 인증을 수행할 수 있도록 합니다. RFID 카드나 앱은 필요하지 않습니다. 이는 또한V2G(차량-전력망)그리드 주파수와 용량에 따라 양방향 에너지 흐름 관리가 가능합니다.

    •사용자 ID 및 권한 부여:OCPP2.0.1은 향상된 사용자 식별 및 권한 부여 메커니즘을 제공하고, 다양한 사용자 인증 방법을 지원하며, 사용자 데이터 보호에 대한 더 높은 수준의 요구 사항을 제시합니다.

    III. OCPP 기능 소개

    1. 지능형 충전

    IEC-63110

    외부 에너지 관리 시스템(EMS)
    OCPP 2.0.1은 외부 제한 사항을 CSMS(충전소 관리 시스템)에 알리는 알림 메커니즘을 도입하여 이 문제를 해결합니다. 에너지 관리 시스템(EMS)을 지원하는 직접 스마트 충전 입력은 다음과 같은 여러 상황을 해결할 수 있습니다.
    충전 포인트에 연결된 전기 자동차(ISO 15118에 따름)
    OCPP 2.0.1은 EVSE-EV 통신을 위한 ISO 15118 업데이트 프로토콜을 지원합니다. OCPP 2.0.1을 사용하면 ISO 15118 표준 플러그 앤 플레이 충전 및 스마트 충전(EV 입력 포함)을 더욱 쉽게 구현할 수 있습니다. 충전소 운영자가 충전소 관련 메시지(CSMS에서)를 전송하여 EV 운전자에게 표시할 수 있습니다.
    스마트 충전에는 다음이 사용됩니다.

    (1) 로드 밸런서
    로드 밸런서는 주로 충전소 내부 부하를 관리합니다. 충전소는 사전 설정에 따라 각 충전소의 충전 전력을 제어합니다. 충전소는 최대 출력 전류와 같은 고정된 제한값을 갖도록 구성됩니다. 또한, 이 설정에는 각 충전소에 대한 전력 분배를 최적화하기 위한 옵션도 포함되어 있습니다. 이 설정은 충전소에 이 설정값 미만의 충전 속도는 유효하지 않으며 다른 충전 전략을 선택해야 함을 알려줍니다.

    (2) 중앙 지능형 충전
    중앙 스마트 충전은 충전 한도가 중앙 시스템에 의해 제어된다고 가정합니다. 중앙 시스템은 그리드 운영자로부터 그리드 용량에 대한 예측 정보를 수신한 후 일부 또는 전체 충전 일정을 계산하고, 중앙 시스템은 충전소에 충전 한도를 부과하고 메시지에 응답하여 충전 한도를 설정합니다.

    (3) 로컬 지능형 충전
    로컬 지능형 충전은 로컬 컨트롤러에 의해 구현됩니다. 로컬 컨트롤러는 OCPP 프로토콜의 에이전트와 동일하며, 중앙 시스템으로부터 메시지를 수신하고 그룹 내 다른 충전소의 충전 동작을 제어합니다. 컨트롤러 자체에 충전소가 장착될 수도 있고 장착되지 않을 수도 있습니다. 로컬 지능형 충전 모드에서 로컬 컨트롤러는 충전소의 충전 전력을 제한합니다. 충전 중에는 제한값을 수정할 수 있습니다. 충전 그룹의 제한값은 로컬 또는 중앙 시스템에서 설정할 수 있습니다.

    2. 시스템 소개

    충전소 관리 시스템(CSMS)

    체계적인 프레임워크

    OCPP-소프트웨어-구조

    소프트웨어 아키텍처
    OCPP2.0.1 프로토콜의 기능 모듈에는 주로 데이터 전송 모듈, 권한 부여 모듈, 보안 모듈, 거래 모듈, 미터 값 모듈, 비용 모듈, 예약 모듈, 스마트 충전 모듈, 진단 모듈, 펌웨어 관리 모듈 및 디스플레이 메시지 모듈이 포함됩니다.

    IV. OCPP의 향후 발전 방향

    1. OCPP의 장점

    OCPP는 자유롭고 개방적인 프로토콜이며, 현재의 충전소 상호연결 문제를 해결하는 효과적인 방법이기도 하며, 전 세계 많은 국가에서 대중화되어 사용되고 있으며, 향후 사업자 서비스 간의 상호연결은 소통을 위한 언어를 갖게 될 것입니다.

    OCPP가 도입되기 전에는 각 충전소 제조업체가 백엔드 연결을 위한 자체 프로토콜을 개발하여 충전소 운영자들이 단일 충전소 제조업체에 종속되는 상황이었습니다. 이제 거의 모든 하드웨어 제조업체가 OCPP를 지원함에 따라 충전소 운영자들은 모든 공급업체의 하드웨어를 자유롭게 선택할 수 있게 되어 시장 경쟁이 더욱 치열해졌습니다.

    부동산/사업체 소유주도 마찬가지입니다. OCPP가 아닌 충전소를 구매하거나 OCPP가 아닌 CPO와 계약을 체결하면 특정 충전소와 충전소 운영업체에 종속됩니다. 하지만 OCPP 규격을 준수하는 충전 하드웨어를 사용하면 주택 소유주는 공급업체에 의존하지 않고 독립적으로 운영할 수 있습니다. 소유주는 더 경쟁력 있고, 가격이 저렴하며, 더 잘 작동하는 CPO를 자유롭게 선택할 수 있습니다. 또한, 기존 설비를 해체하지 않고도 다양한 충전소 하드웨어를 혼합하여 네트워크를 확장할 수 있습니다.

    물론, 전기차의 가장 큰 장점은 전기차 운전자가 단일 충전소 운영자나 전기차 공급업체에 의존할 필요가 없다는 것입니다. OCPP 충전소를 구매하는 경우와 마찬가지로, 전기차 운전자는 더 나은 CPO/EMP로 전환할 수 있습니다. 두 번째이자 매우 중요한 장점은 e-모빌리티 로밍을 이용할 수 있다는 것입니다.

    2. 전기차 충전의 역할에 있어서 OCPP

    (1) OCPP는 EVSE와 CSMS가 서로 통신할 수 있도록 돕습니다.

    (2) 전기차 이용자의 충전 시작 허가

    (3) 충전 구성의 원격 수정, 원격 충전 제어(시작/중지), 원격 잠금 해제 건(커넥터 ID)

    (4) 충전소 실시간 상태(충전 가능, 정지, 일시정지, 무단 EV/EVSE), 실시간 충전 데이터, 실시간 전력 소모량, 실시간 EVSE 고장

    (5) 스마트 충전(전력망 부하 감소)

    (6) 펌웨어 관리(OTAA)

    OCPP 1.6J2.0.1

    Ⅴ. 경험적 검증 및 제조업체 통찰력

    OCPP 2.0.1을 구현하려면 엄격한 검증이 필요합니다.링크파워, 우리 R&D 팀은 다음을 사용하여 광범위한 상호 운용성 테스트를 수행했습니다.OCTT(Open Charge Point Protocol Compliance Testing Tool)실제 세계와의 통합과 함께.

    테스트 환경 및 결과:우리는 EVSE 펌웨어를 성공적으로 검증했습니다.100개 이상의 글로벌 CSMS 공급업체(주요 유럽 및 미국 네트워크 포함). 테스트는 다음 사항에 중점을 둡니다.

    • TLS 핸드셰이크 안정성:보안 프로필 2 및 3에서 연결 지속성을 보장합니다.

    • 거래 데이터 무결성:새로운 것을 확인하다거래 이벤트불안정한 네트워크 조건에서의 메시지 전달(패킷 손실 시뮬레이션).

    이러한 경험적 데이터는 OCPP 2.0.1 솔루션이 이론적으로만 호환되는 것이 아니라 V2G 상용 배포에 적합한 현장 준비가 되어 있음을 확인시켜 줍니다.


    게시 시간: 2024년 10월 21일