浅谈电动汽车充电桩OCPP相关概念及优势
大家好，我是电源漫谈，随着新能源车充电技术的发展，和电源模块供应商及无线充电行业相似，一个统一的标准，方便不同供应商及行业生态中的参与者进行互相兼容，因此充电桩行业的OCPP标准应运而生。
图1 电力需求及EV充电的智能管理需求
从上述例子中，基于电动汽车的长时间闲置及充电的快速性，可以看到电动汽车充电的灵活配置需求有很大空间，以便优化电网平衡能力。
图2 EV充电的不确定性
作为一种比较复杂的能量需求负载，给电网带来的挑战越来越大，经常会出现像如图2中所示的用电尖峰。
图 3 OCPP带来的好处
管理EV负载的方式有很多，如利用需求源，或者集成局部的储能或者光伏系统，或者风电系统等。将EV负载转化为一个灵活的电网源，它可以参与配置或者和其他主体通信，以便改善电网条件。OCPP不仅给充电站拥有监控充电条件的能力，而且可以远程授权使用，及满足可控的充电过程。
也就是说EV充电站和中央管理系统可以设置在一定时间充电的量，可以调整一组EV充电站的总的充电功率，也可以调整多个充电站的功率消耗，以便平衡电网的发电能力等。OCPP也支持智能充电，如V2G或者V2C的应用。
OCPP（Open Charge Point Protocol，开放充电桩协议）是一种用于联网的电动汽车充电桩与充电桩管理系统（CSMS）之间通信的开放标准协议。
从这个意义上讲，它是一个接口协议，为了不同产品之间的互联便利性，兼容性。它的主要目标是促进充电桩行业中，不同厂商生产的充电桩和管理系统之间的互操作性，以建立广泛且灵活的充电网络。
OCPP协议不仅定义了充电桩与管理系统之间的数据交换格式和通信流程，还支持实时数据传输、多样化的充电模式和计费策略，以适应不同的用户需求和市场变化。从它涵盖的功能来说，包括计费功能，实时数据传输，数据格式，通信流程，充电模式等，比较全方位的规范了充电桩系统的设计方法，具体如下方面，都是OCCP带来的好处：
-用户授权开始充电
-远程修改充电器配置（设置）
-充电站状态实时监控
-实时充电会话数据传输至中央管理系统
-远程充电会话控制（开始/结束）
-EVSE故障诊断
-电动汽车用户预订充电时段（通过移动/网络应用程序）
-智能充电
-充电器固件管理
-充电枪等远程解锁
OCPP 的主要优点如下，
-能够将任何 CSMS 与任何充电站连接，无论供应商是谁（前提是 CSMS 和充电站均符合 OCPP 标准）。
-适应所有类型的充电技术（GB/T、CHADMEO、CCS 2）。
-为电动汽车客户提供统一的充电站访问、漫游和计费服务
-通过协议的开放性，添加新功能和改进相对容易
这些优点提升了客户的充电体验，方便了运营商的管理，便利了不同充电桩产品服务上的兼容性，运营商可以在后端对设备进行实时监控管理，便于进行故障报告和针对性维修，及实时调配指导用户选择使用。
通过OCA联盟的网站，我们可以得到相关信息，如图4，可以看到其开放标准的目的。
OpenCharge Alliance - Connecting the EV charging industry
图4 OCA网站界面信息
从历史渊源上看，OCPP协议由位于荷兰的开放充电联盟（OpenCharge Alliance，OCA）负责管理和维护。最初为了让荷兰的充电桩系统和来自全球的其他充电桩系统之间互联通信，该联盟汇集了公共和私人领域的电动汽车基础设施领军企业及其主体，共同推动电动汽车充电网络通信协议的开发和应用。目的是在全球范围内推广这个开放充电网络和管理标准。上述联盟涉及到的主体主要是如下三种，这些主体在功能上是独立的，但是有些情况隶属于一个公司。
EVSE 制造商：这些是制造 EV 充电器的硬件公司。
CSMS 软件提供商：大多数是构建充电站管理系统 (CSMS) 的软件公司。
CPO：充电点运营商构建充电站网络并拥有客户关系
OCPP协议自2009年由E-Laad基金会开发以来，经历了多次版本的更新和完善，如OCPP 1.5、1.6和2.0，以提升功能和兼容性。目前，OCPP协议已在49个国家的40,000多个充电设施中应用，基于开放的标准形态，成为充电设施网络通信的实际行业标准，根据客户应用的需求，目前一般以OCCP1.6为市场主流，后续可能升级为2.0，这个协议在充电桩开发应用中基本是一个标配。
2015 年， OCA 推出了 OCPP1.6 的协议，相比于之前的 OCPP 1.5 协议，主要新增了以下功能：
· 消息通信支持采用Websocket 协议，并且通信的消息格式采用 JSON 数据格式，使得数据更加轻量
· 新增了智能充电功能
· 新增额外的状态信息
· 充电点可以重新发送自身信息，例如最后的计量值或充电点的状态
2018 年 OCPP 推出了最新的 OCPP 2.0 协议，该协议相比 OCPP 1.6 协议主要新增了以下功能：
· 扩展了安全性（即安全性配置、证书处理、加密、安全日志等）
· 充电点设备管理功能，允许充电站管理员监视充电站的许多参数及配置警报等
· 改进的智能充电支持
· 支持显示关税及成本
图5 OCPP 2.0.1的新功能
OCPP的新版本并非旧版本的扩展，它并不向前兼容OCPP1.6,在交互处理，设备模型引入以提供先进的配置和监控功能，更多的详细的说明可以参考OCA网站的相应白 皮书。
图6 OCPP的新标准的主要部分
图7 OCPP和IEC61850协议
通过相关白 皮书，我们可以得知，IEC61850协议和OCPP协议共同确保电动汽车充电和放电对电网的规范，确保电网的平衡，满足客户的需求。这里IEC61850负责电网能量的控制，OCPP负责电容汽车的充电控制，在近年来的ESS储能应用中，IEC61850也广泛实施，以便更好的对电网能量进行控制。
以上对OCPP协议的基础概念做了相关总结，作为后续讨论的基础。
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