מה זה OCPP ולמה זה חשוב?

ככל שרכבים חשמליים (EV) ממשיכים לשנות את נוף התחבורה העולמי, חוויית טעינה חלקה ואינטואיטיבית היא קריטית לעידוד אנשים רבים יותר לאמץ רכבים חשמליים. גישה מורכבת לתחנות טעינה, ניווט ברשתות טעינה מרובות ומערכות תשלום לא עקביות עלולות להרתיע בעלי רכבים חשמליים פוטנציאליים או לתסכל את אלו שכבר עשו את המעבר לניידות רכבים חשמליים. פרוטוקול נקודת הטעינה הפתוחה (OCPP) מגיע והוא יחולל מהפכה במערכת האקולוגית של טעינת רכבים חשמליים. OCPP נועד לפשט את התקשורת בין תחנות טעינה לרכבים חשמליים למערכות ניהול, תוך הבטחת גמישות, יכולת פעולה הדדית ויעילות עבור רשת טעינה חזקה וידידותית למשתמש.

מהו OCPP - פרוטוקול נקודת טעינה פתוחה?

פרוטוקול נקודת טעינה פתוחה (OCPP) הוא פרוטוקול יישום לתקשורת בין תחנות טעינה לרכב חשמלי (EV) (הידועות גם כנקודות טעינה לרכבים חשמליים) לבין מערכות ניהול טעינה לרכבים חשמליים (CMS). בעיקרו של דבר, OCPP משמש כ"שפה" וערוץ משותפים המאפשרים תקשורת חלקה בין שני השחקנים המרכזיים הללו במערכת האקולוגית של טעינת רכבים חשמליים.

OCPP נוצר במקור בשנת 2009 כדי לתקנן את האינטראקציה בין מטעני רכבים חשמליים ומערכות ניהול. למרות קיומם של פרוטוקולים קנייניים, OCPP בולטת כפלטפורמה פתוחה לחלוטין. פתיחות זו מעניקה למשתמשי עמדות טעינה את הגמישות לחבר כל רשת לכל עמדת טעינה, ובכך מקדמת חדשנות, תחרות ונגישות בתעשיית טעינת הרכבים החשמליים.
                                                                 

יתרונות OCPP

1. מתן גמישות ואבטחה לבעלי עמדות טעינה

OCPP מבטיח שבעלי תחנות טעינה יוכלו להחליף מפעילי רשת לפי הצורך, ובכך להגן על השקעתם ולמנוע התיישנות נכסים. אם יצרן תחנת טעינה יוצא מהשוק, הבעלים יכולים לעבור לרשת אחרת התואמת ל-OCPP מבלי לאבד פונקציונליות. בחירה פתוחה זו מעודדת תחרות בין יצרנים לספקי רשת, מה שמפחית עלויות, משפר את השירות ומקדם חדשנות. כתוצאה מכך,טעינת רכב חשמלי התשתית התרחבה במהירות, ומספקת לנהגי רכבים חשמליים יותר אפשרויות טעינה

2. מאפשר תקשורת אוניברסלית בין עמדות טעינה וספקי שירותי רשת כדי לספק שירותי רשת (כגון תגובת ביקוש) בצורה חסכונית.

המעבר לתרחיש של אפס פליטות נטו בשנת 2050 יביא לעלייה בביקוש לחשמל, שתוּנע בעיקר על ידי חשמול התחבורה, חימום הבית ותעשיות אחרות. במקביל, הפריסה הנרחבת של מקורות אנרגיה מתחדשים כמו אנרגיה סולארית ורוח, שייצורם משתנה בהתאם למזג האוויר ולשעת היום, גם היא הפעילה לחץ נוסף על הרשת. שינויים דינמיים אלה מציבים אתגרים ליציבות ואמינות הרשת, מה שמניע את חברות החשמל לחפש פתרונות חדשניים כגון תוכניות תגובת ביקוש.

מהי תגובת ביקוש?

תגובת ביקוש כרוכה באיזון הביקוש לרשת החשמל על ידי עידוד משתמשים להעביר את צריכת החשמל שלהם לשעות שפל, כאשר האנרגיה בשפע רב יותר או הביקוש נמוך יותר.

בדרך כלל מושג זה באמצעות תמריצי מחיר או תגמולים כספיים אחרים. תגובת ביקוש, בשילוב עם רשתות חכמות ומערכות אחסון אנרגיה, ממלאת תפקיד חיוני בשמירה על גמישות הרשת, הפחתת ההשפעה של אנרגיה מתחדשת משתנה והבטחת יציבות הרשת בשעות עומס גבוה.

תפקיד OCPP בתגובת הביקוש

כדי שתוכניות תגובת ביקוש יצליחו, תקשורת חלקה בין מטענים לחברות שירות היא חיונית. מטענים חייבים להיות מסוגלים להתאים או להשעות באופן דינמי את צריכת החשמל שלהם בהתבסס על ביקוש הרשת. OCPP ממנף ערוצי אינטראקציה קיימים בין מטענים ותוכנות ניהול כדי להקל על תקשורת זו.
                                                               

יתרונות תגובת הביקוש של OCPP

· יעילות כלכלית: על ידי מינוף תשתית התקשורת הקיימת, OCPP ממזער את העלויות הנוספות הכרוכות בשילוב מטענים בתוכניות תגובת ביקוש.

· גמישות משופרת: מטענים תואמי OCPP מאפשרים למפעילים להשתתף ביעילות ביוזמות ניהול רשת החשמל ולהבטיח איזון בין היצע וביקוש החשמל.

· תשתית עתידנית: בשילוב עם OCPP, רשתות טעינה יכולות להסתגל לנוף האנרגיה המשתנה ולתמוך במאמצי מודרניזציה רחבים יותר של הרשת.

על ידי שילוב יכולות תגובת ביקוש באמצעות OCPP, מפעילים יכולים לא רק לתרום ליציבות הרשת, אלא גם לשפר את הערך של רשתות הטעינה שלהם במערכת אקולוגית של אנרגיה בת קיימא.

3. הגברת אימוץ כלי רכב חשמליים באמצעות גישה מאוחדת וחוויית משתמש פשוטה יותר

חוויית טעינה חלקה ואינטואיטיבית היא קריטית לעידוד אנשים רבים יותר להשתמש בכלי רכב חשמליים (EV). גישה מורכבת למטענים, ניווט ברשתות טעינה מרובות ומערכות תשלום לא עקביות עלולות להרתיע בעלי רכב חשמלי פוטנציאליים או לתסכל את אלו שכבר עשו את המעבר לניידות רכב חשמלית.

הסמכת OCPP עונה על אתגרים אלה על ידי ביסוס מערכת פרוטוקולים סטנדרטיים המשפרים עקביות ויכולת פעולה הדדית בין רשתות טעינה. על ידי הבטחה שמטענים כדי לעמוד בתקנים אלה, OCPP יכול למזער חסמי כניסה ולקדם חוויית משתמש מאוחדת, מה שהופך את טעינת הרכבים החשמליים לנוחה יותר.
                                                      

חלק מהאלמנטים של חוויית המשתמש העקבית שנשמרת על ידי הסמכת OCPP כוללים:

1. כיצד נהגים מתחילים לטעון

2. כיצד נהגים משלמים עבור טעינה

3. גישה למטענים ממגוון רשתות דרך אפליקציה אחת או פרופיל תשלום

4. חיוב סטנדרטי ברשתות טעינה שונות

התמונה הגדולה: תמיכה באימוץ רכבים חשמליים

על ידי צמצום נקודות החיכוך בתהליך הטעינה, OCPP יוצר מערכת אקולוגית שהופכת את הנהיגה לנוחה יותר. זה לא רק משפר את החוויה עבור בעלי רכבים חשמליים קיימים, אלא גם מרגיע קונים פוטנציאליים שבעלות על רכב חשמלי היא גם פרקטית וגם נוחה. תשתית טעינה מאוחדת בונה אמון ומעודדת אימוץ רחב יותר של רכבים חשמליים, דבר קריטי להאצת המעבר לתחבורה בת קיימא.

בסופו של דבר, מטענים בעלי הסמכת OCPP ממלאים תפקיד מפתח ביצירת רשת טעינה מגובשת וממוקדת במשתמש, ומבטיחים שנהגים ירגישו בטוחים ונתמכים כשהם מאמצים טכנולוגיית רכב חשמלי.

איך OCPP עובד?

בסעיף הקודם למדנו שפרוטוקול נקודת טעינה פתוחה (OCPP) מספק פתרון מאוחד לשיטת התקשורת בין עמדות טעינה לכל מערכת מרכזית, ללא קשר לספק.

OCPP הוא אמצעי התקשורת ביןעמדות טעינה לרכבים חשמלייםומערכות ניהול טעינה של רכבים חשמליים. הסעיף הבא מתאר כיצד OCPP מסייע לשתי הקבוצות השונות הללו במערכת האקולוגית של טעינת רכבים חשמליים לתקשר זו עם זו, ואילו פונקציות נוספות יש לה בנוסף לתקשורת.

1. חילופי הודעות

OCPP מאפשר לתחנות טעינה ולמערכות ניהול להחליף הודעות על המצב הנוכחי של תחנת הטעינה.

לדוגמה, הודעות יכולות לכלול:

· האם המטען זמין, נמצא בשימוש או דורש תחזוקה

· מתי תהליך הטעינה מתחיל או נעצר

· מד צריכת זרם או זמן השהייה

· מידע על אבחון תחנת טעינה

2. ניטור מרחוק

מפעילי נקודות טעינה יכולים להשתמש ב-OCPP כדי לנטר מרחוק את תחנות הטעינה שלהם.

3. אישור

מפעילי נקודות טעינה יכולים להשתמש ב-OCPP כדי לאשר גישה לתחנות טעינה.

4. עדכון קושחה

מערכת הניהול יכולה לשלוח בקשת עדכון קושחה לתחנת הטעינה, אשר לאחר מכן תוכל לאשר ולבצע את העדכון.

5. תשלום וחיוב

מפעילי נקודות טעינה יכולים להשתמש ב-OCPP כדי לשלב מערכות תשלום וחיוב שונות.

6. טעינה חכמה

OCPP תומך בתכונות טעינה חכמות כגון איזון עומסים ושימוש בפרופיל טעינה.

7. תוכנית תגובת ביקוש

OCPP מאפשר למטענים לתקשר עם רשת החשמל או תוכניות שירות, מה שעוזר לשלוט בביקוש לחשמל.

מבוא לגרסאות OCPP קיימות בשוק

בשנת 2010 שוחרר פרוטוקול Open Charge Point 1.2, ו-OCPP 1.5 שוחרר בשנת 2013. גרסאות מוקדמות אלו אינן מתוחזקות באופן פעיל עוד על ידי OCA, לכן השקנו גרסאות עוקבות, כלומר OCPP 1.6 שוחרר בשנת 2015 ו-OCPP 2.0.1 שוחרר בשנת 2020. OCPP 2.1 ו-OCPP 2.0.1 תואמות לאחור. OCPP 2.1 צפוי לצאת ברבעון הראשון של 2025.
                                                  

שני סוגים של יישומי OCPP

SOAP: פרוטוקול Simple Object Access Protocol (SOAP) הוא פרוטוקול מבוסס הודעות המשתמש ב-XML כדי לייצג נתונים. SOAP היא מסגרת המאפשרת שליחת הודעות בין רכיבים באינטרנט. היתרון של SOAP הוא שהתקן מכסה את הפונקציות של שליחה וקבלת הודעות. זה מאפשר יישום מהיר.

JSON: JavaScript Object Notation הוא פורמט קל משקל לחילוף נתונים שקל לבני אדם לקרוא ולכתוב, וקל למכונות לנתח וליצור אותו. קל יותר לקרוא ולכתוב אותו מאשר XML. הוא מבוסס על תת-קבוצה של JavaScript.

OCPP1.6

OCPP 1.6 מתבססת על OCPP 1.5, ומשלבת שנים של ניסיון מעשי ויישומים מוצלחים ברחבי העולם. מאז השקתה בשנת 2012, OCPP 1.5 יושם באופן נרחב על ידי ספקים וחברות שירות ברחבי העולם. על בסיס זה,OCPP 1.6 מציג מספר שיפורים משמעותיים, כולל יכולות טעינה חכמות ותמיכה ב-JSON ו-SOAP דרך WebSocket.

גרסה זו כוללת גם מספר שיפורים, כגון תיעוד ברור יותר ועדכונים לשיפור יכולת הפעולה ההדדית בין מוצרים של ספקים שונים. תכונות חדשות עיקריות כוללות יכולות אבחון מורחבות (כגון קודי סיבה), סטטוס נקודות טעינה נוסף ויכולות TriggerMessage, שכולן נועדו לענות טוב יותר על צרכי השוק.

OCPP 1.6 שומר על הפונקציונליות המרכזית של הגרסה הקודמת ומציג מספר עדכונים ותיקונים לבעיות ידועות ומעורפלות שהופכות אותו ללא תואם ל-OCPP 1.5. שיפורים אלה נועדו לספק שירותים טובים יותר למפעילי עמדות טעינה (CPOs) וחוויה טובה יותר לנהגי רכבים חשמליים ברחבי העולם.

התכונות של OCPP 1.6 כוללות:

· OCPP 1.5

· גרסאות SOAP ו-JSON

טעינה חכמה תומכת באיזון עומסים ובשימוש בפרופילי טעינה

· תמיכה בניהול רשימות (מקומיות)

· מצבים נוספים: הוספת מצבים נוספים לספירת מצבי נקודת הטעינה כדי לספק ל-CPO ולמשתמשי הקצה מידע נוסף על המצב הנוכחי של נקודת הטעינה.

· בקשות לשליחת הודעות, כגון זמן CP או סטטוס CP

· שיפורים קלים במפרט (בהשוואה ל-OCPP 1.5)
                                              

OCPP 2.0.1

בהשוואה ל-OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 מביא תכונות משופרות ויכולות חדשות. עם זאת, שיפורים אלה גם הופכים את OCPP 2.0.1 ללא תואם לגרסאות קודמות (למשל OCPP 1.6 ו-OCPP 1.5).

תכונות חדשות OCPP 2.0.1 לעומת OCPP 1.6

1. תכונת ניהול המכשירים (הידועה גם בשם דגם המכשיר) משמשת לקבלת והגדרת תצורות ולניטור תחנות טעינה.

ניהול מכשירים (הידוע גם בשם דגם מכשיר) הוא תכונה המיוחלת זמן רב, שמתקבלת בברכה במיוחד על ידי ארגוני תקשורת (CSO) המנהלים רשתות (מורכבות) של תחנות טעינה (מספקים שונים).

הוא מספק את התכונות הבאות:

• דיווחי מלאי

• דיווח משופר על שגיאות וסטטוס

• תצורה משופרת

• ניטור הניתן להתאמה אישית

כל זה עוזר לארגוני ציבוריים להפחית את עלויות הפעלת רשת עמדות טעינה.

יצרני עמדות טעינהחופשיים להחליט כמה מידע מפורט על תחנות הטעינה שלהם לפרסם

ניהול מכשירים: לדוגמה, הם יכולים להחליט מה ניתן לנטר ומה לא.

2. שיפורים לטיפול טוב יותר בעסקאות גדולות

• הודעה אחת מכסה את כל הפונקציות הקשורות לעסקה

• צמצום נתונים

OCPP 1.6 הציג תעבורת JSON המבוססת על Websockets, שיכולה להפחית משמעותית את תעבורת הנתונים הניידים. OCPP 2.0 הציג תמיכה בדחיסת WebSocket, מה שהפחית עוד יותר את כמות הנתונים.

3. שיפורים באבטחת הסייבר

השיפורים הבאים נוספו כדי לחזק את יכולתו של OCPP להתנגד למתקפות סייבר:

• פרופילי אבטחה (3 רמות) לאימות עמדת טעינה ו/או CSMS ואבטחת תקשורת

• ניהול מפתחות עבור אישורי לקוח

• עדכוני קושחה מאובטחים

• יומני אירועי אבטחה

4. טעינה חכמה מורחבת

ב-OCPP 2.0.1, פונקציונליות הטעינה החכמה הורחבה (בהשוואה ל-OCPP 1.6) כדי לתמוך ב:

• קלט טעינה חכם ישיר ממערכת ניהול האנרגיה (EMS) לתחנת הטעינה

• טעינה חכמה משופרת עם בקרים מקומיים

• תמיכה בטעינה חכמה משולבת של CSMS,תחנות טעינהוכלי רכב חשמליים.

5. תמיכה בתקן ISO 15118

בהשוואה ל-IEC 61851, תקן ISO 15118 הוא פרוטוקול חדש יותר לתקשורת בין EVSE לרכב חשמלי. ISO 15118 מאפשר תכונות חדשות רבות ותקשורת בטוחה יותר בין EVSE לרכב חשמלי. OCPP 2.0.1 תומך בתקן ISO 15118, והתכונות החדשות כוללות:

• חבר וטען

• טעינה חכמה, כולל קלט מהרכב החשמלי

6. שיפור חוויית הלקוח

• אפשרויות אישור נוספות

• הצגת הודעות

• שפה מועדפת של נהג רכב חשמלי

• תעריפים ועמלות

7. פרוטוקול תעבורה: שיפורי OCPP-J

• ניתוב הודעות פשוט

• אין תמיכה ב-SOAP