이 문서에서는 OCPP 프로토콜이 버전 1.5에서 2.0.1로 업그레이드되는 과정을 설명하고, 버전 2.0.1에서 보안, 스마트 충전, 기능 확장, 코드 단순화가 개선된 점과 전기 자동차 충전에서의 핵심 역할에 대해 설명합니다.
I. OCPP 프로토콜 소개
OCPP의 전체 이름은 Open Charge Point Protocol로, 네덜란드에 본사를 둔 조직인 OCA(Open Charge Alliance)가 개발한 무료 개방형 프로토콜입니다.Open Charge Point Protocol(OCPP)은 CS와 모든 충전소 관리 시스템(CSMS) 간의 통합 통신 체계입니다.이 프로토콜 아키텍처는 모든 충전 서비스 제공업체의 중앙 관리 시스템과 모든 충전소의 상호 연결을 지원하며 주로 개인 충전 네트워크에서 발생하는 통신 어려움을 해결하도록 설계되었습니다.OCPP는 충전소와 각 제공업체의 중앙 관리 시스템 간의 통신 관리를 지원합니다.OCPP는 충전소와 각 제공업체의 중앙 관리 시스템 간의 통신을 지원합니다.이는 많은 EV 소유자와 부동산 관리자에게 문제를 일으켰던 개인 충전 네트워크의 폐쇄적인 특성을 바꾸었으며 업계 전반에 걸쳐 개방형 모델에 대한 광범위한 요구로 이어졌습니다.
OCPP 프로토콜의 이점
개방적이고 무료로 사용 가능
단일 공급자(충전 플랫폼)에 대한 잠금을 방지합니다.
통합 시간/노력 및 IT 문제를 줄입니다.
1. OCPP의 역사
2. OCPP 버전 소개
아래와 같이 OCPP1.5부터 최신 OCPP2.0.1까지
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 널리 빠르게 보급될 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
(3) OCPP1.6(SOAP/JSON)
OCPP 1.6 버전은 JSON 형식 구현을 추가하여 스마트 충전의 확장성을 높였습니다. JSON 버전은 WebSocket 통신을 통해 모든 네트워크 환경에서 데이터를 전송할 수 있으며, 시중에서 가장 많이 사용되는 프로토콜은 1.6J 버전입니다. WebSocket 프로토콜 기반 JSON 형식 데이터를 지원하여 데이터 트래픽을 줄입니다(JSON, WebSocket 프로토콜 기반 JSON 데이터).
웹소켓 프로토콜 기반 JSON 형식 데이터를 지원하여 데이터 트래픽을 줄이고(JSON, JavaScript Object Representation, 경량 데이터 교환 형식) 충전소 패킷 라우팅을 지원하지 않는 네트워크(예: 공용 인터넷)에서도 작동할 수 있습니다. 스마트 충전: 부하 분산, 중앙 집중식 스마트 충전, 로컬 스마트 충전. 충전소가 현재 충전소 정보를 기반으로 마지막 계량값이나 충전소 상태와 같은 자체 정보를 재전송할 수 있도록 허용합니다.
(4) OCPP 2.0(JSON)
2018년에 출시된 OCPP 2.0은 거래 처리, 보안, 장치 관리 기능을 개선하고, 에너지 관리 시스템(EMS), 로컬 컨트롤러, 그리고 스마트 충전, 충전소 및 충전소 관리 시스템이 통합된 전기차를 위한 스마트 충전 기능을 추가합니다. ISO 15118: 전기차를 위한 플러그 앤 플레이 및 스마트 충전 요구 사항을 지원합니다.
(5) 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.
3. OCPP 버전 호환성
OCPP1.x는 이전 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.
둘째, 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 큰 개선이 이루어졌습니다.
a. 보안 강화
OCPP2.0.1은 SSL(Secure Sockets Layer)을 기반으로 한 HTTPS 연결과 새로운 인증서 관리 체계를 도입하여 보안을 강화하여 통신 보안을 보장합니다.
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 충족시키기 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 많으며 개발 난이도도 증가했습니다.
2. OCPP2.0.1 기능 소개
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: OPC 2.0.1에서는 강화된 장치 인증 및 메시지 무결성 보호를 제공하기 위해 디지털 인증서 기반 보안 메커니즘이 도입되었습니다. 이는 OCPP1.6 보안 메커니즘에 비해 크게 개선되었습니다.
데이터 모델: OPC 2.0.1은 새로운 장치 유형과 기능에 대한 지원을 포함하도록 데이터 모델을 업데이트했습니다.
장치 관리: OPC 2.0.1은 장치 구성, 문제 해결, 소프트웨어 업데이트 등을 포함한 보다 포괄적인 장치 관리 기능을 제공합니다.
구성 요소 모델: OCP 2.0.1은 더욱 복잡한 충전 장치 및 시스템을 설명하는 데 사용할 수 있는 더욱 유연한 구성 요소 모델을 도입했습니다. 이를 통해 V2G(차량 대 전력망)와 같은 고급 기능을 구현할 수 있습니다.
스마트 충전: OCPP2.0.1은 스마트 충전에 대한 지원을 추가합니다. 예를 들어, 전력망 상황이나 사용자 요구 사항에 따라 충전 전력을 동적으로 조정할 수 있습니다.
사용자 신원 및 권한 부여: OCPP2.0.1은 향상된 사용자 식별 및 권한 부여 메커니즘을 제공하고, 여러 사용자 인증 방법을 지원하며, 사용자 데이터 보호에 대한 더 높은 수준의 요구 사항을 제시합니다.
III. OCPP 기능 소개
1. 지능형 충전
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. 이 시스템은 그리드 운영자로부터 그리드 용량에 대한 예측 정보를 수신한 후 충전 일정의 일부 또는 전체를 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 장착되어 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다. 로컬 지능형 충전 모드에서 로컬 컨트롤러는 충전소의 충전 전력을 제한합니다. 충전 중에는 제한 값을 변경할 수 있습니다. 충전 그룹의 제한 값은 로컬에서 설정하거나 중앙 시스템에서 설정할 수 있습니다.
2. 시스템 소개
체계적인 프레임워크
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, 세계 여러 나라에서 대중화되어 사용되고 있습니다. 앞으로 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 어떤 공급업체의 하드웨어를 선택하든 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 OCPP를 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 충전에서의 OCPP의 역할
(1) OCPP는 EVSE와 CSMS가 서로 통신할 수 있도록 도와줍니다.
(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)
Linkpower는 2018년에 설립되었으며, 8년 이상 소프트웨어, 하드웨어, 외관 등을 포함한 AC/DC EV 충전소에 대한 턴키 연구 개발을 제공하는 것을 목표로 하고 있습니다.
OCPP1.6 소프트웨어를 탑재한 AC 및 DC 고속 충전기는 이미 100개 이상의 OCPP 플랫폼 공급업체와 테스트를 완료했습니다. 동시에 OCPP1.6J를 OCPP2.0.1로 업데이트했으며, 상용 EVSE 솔루션에는 IEC/ISO15118 모듈이 탑재되어 V2G 양방향 충전 구현을 위한 중요한 발걸음을 내딛었습니다.
게시 시간: 2024년 10월 21일