Open Charge Point Protocol verstehen: Was ist OCPP und warum ist es wichtig?

Da Elektrofahrzeuge (EVs) die globale Transportlandschaft weiterhin verändern, ist ein nahtloses und intuitives Ladeerlebnis von entscheidender Bedeutung, um mehr Menschen zur Einführung von Elektrofahrzeugen (EVs) zu ermutigen. Der komplizierte Zugang zu Ladestationen, die Navigation in mehreren Netzwerken und der Umgang mit inkonsistenten Zahlungssystemen können potenzielle Besitzer von Elektrofahrzeugen abschrecken oder diejenigen frustrieren, die bereits auf Elektromobilität umgestiegen sind. Betreten Sie das Open Charge Point Protocol (OCPP) – ein Game-Changer im Ökosystem des Ladens von Elektrofahrzeugen. OCPP wurde entwickelt, um die Kommunikation zwischen Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Verwaltungssystemen zu optimieren. Es sorgt für Flexibilität, Interoperabilität und Effizienz und fördert ein robustes und benutzerfreundliches Ladenetzwerk.

Was ist das OCPP – Open Charge Point Protocol?

Das Open Charge Point Protocol (OCPP) ist ein Anwendungsprotokoll für die Kommunikation zwischen Ladestationen für Elektrofahrzeuge (EV), auch EV-Ladepunkte genannt, und EV-Lademanagementsystemen, oft auch als EV-Ladesoftware bezeichnet. Im Wesentlichen fungiert OCPP als universelle „Sprache“ und Kanal und ermöglicht eine nahtlose Kommunikation zwischen diesen beiden Hauptakteuren im Ökosystem des Ladens von Elektrofahrzeugen.

OCPP wurde ursprünglich im Jahr 2009 ins Leben gerufen, um die Interaktionen zwischen Ladegeräten für Elektrofahrzeuge und Managementsystemen zu standardisieren. Obwohl es proprietäre Protokolle gibt, zeichnet sich OCPP durch eine vollständig offene Plattform aus. Diese Offenheit gibt den Nutzern von Ladestationen die Flexibilität, jedes Netzwerk mit jeder Ladestation zu verbinden, was Innovation, Wettbewerb und Zugänglichkeit innerhalb der Ladebranche für Elektrofahrzeuge fördert.

Die Vorteile von OCPP

1. Flexibilität und Sicherheit für Ladestationsbesitzer

 OCPP stellt sicher, dass Besitzer von Ladestationen bei Bedarf den Netzbetreiber wechseln können, um ihre Investitionen zu schützen und zu verhindern, dass ihre Vermögenswerte veraltet sind. Wenn ein Hersteller von Ladestationen den Markt verlässt, können Besitzer auf ein anderes OCPP-kompatibles Netzwerk migrieren, ohne die Funktionalität zu verlieren. Diese offene Wahl fördert den Wettbewerb zwischen Herstellern und Netzwerkanbietern, senkt die Kosten, verbessert die Dienste und fördert Innovationen. Infolgedessen wächst die Infrastruktur für Fahrer von Elektrofahrzeugen schnell und bietet mehr Lademöglichkeiten.

2. Ermöglichen, dass die gemeinsame Kommunikation zwischen Ladestation und Netzwerkdienstleister auch für die kostengünstige Bereitstellung von Netzdiensten (z. B. Demand Response) genutzt wird.

Der Übergang zu einem Netto-Null-Emissionen-Szenario bis 2050 bringt einen Anstieg der Stromnachfrage mit sich, der durch die Elektrifizierung des Transportwesens, der Hausheizung und anderer Sektoren vorangetrieben wird. Gleichzeitig belastet der weit verbreitete Einsatz erneuerbarer Energiequellen wie Sonne und Wind, deren Leistung je nach Wetter und Tageszeit variieren kann, die Stromnetze zusätzlich. Diese Dynamik stellt die Netzstabilität und -zuverlässigkeit vor Herausforderungen und veranlasst die Versorgungsunternehmen, nach innovativen Lösungen wie Demand-Response-Programmen zu suchen.

Was ist Demand Response?

Bei der Nachfragesteuerung geht es darum, die Netznachfrage auszugleichen, indem die Nutzer dazu ermutigt werden, ihren Stromverbrauch auf Zeiten außerhalb der Spitzenzeiten zu verlagern, in denen mehr Energie vorhanden ist oder weniger nachgefragt wird.

Dies wird typischerweise durch Preisanreize oder andere finanzielle Belohnungen erreicht. Zusammen mit intelligenten Netzen und Energiespeichersystemen spielt die Nachfragesteuerung eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Netzflexibilität, der Abmilderung der Auswirkungen schwankender erneuerbarer Energien und der Gewährleistung der Netzstabilität in Zeiten hoher Auslastung. 

Die Rolle von OCPP bei der Nachfragereaktion

Für den Erfolg von Demand-Response-Programmen ist eine nahtlose Kommunikation zwischen Ladegeräten und Versorgungsunternehmen unerlässlich. Ladegeräte müssen in der Lage sein, ihren Verbrauch je nach Netzbedarf dynamisch anzupassen oder zu pausieren. OCPP erleichtert diese Kommunikation, indem es dieselben Kanäle nutzt, die bereits für die Interaktion zwischen Ladegerät und Verwaltungssoftware eingerichtet sind.

Vorteile von OCPP-fähigem Demand Response

·Kosteneffizienz: Durch die Nutzung der vorhandenen Kommunikationsinfrastruktur minimiert OCPP die zusätzlichen Kosten, die mit der Integration von Ladegeräten in Demand-Response-Programme verbunden sind.

·Erhöhte Flexibilität: OCPP-konforme Ladegeräte ermöglichen Betreibern eine effiziente Teilnahme an Netzmanagementinitiativen und sorgen so für ein ausgewogenes Verhältnis von Stromangebot und -nachfrage.

·Zukunftsfähige Infrastruktur: Durch die Integration von OCPP sind Ladenetze in der Lage, sich an die sich entwickelnde Energielandschaft anzupassen, und unterstützen so umfassendere Netzmodernisierungsbemühungen.

Durch die Integration von Demand-Response-Funktionen durch OCPP tragen Betreiber nicht nur zur Netzstabilität bei, sondern steigern auch den Wert ihrer Ladenetze in einem nachhaltigen Energieökosystem.

3. Verbesserung der Einführung von Elektrofahrzeugen durch einheitlichen Zugang und vereinfachte Benutzererfahrung

Ein nahtloses und intuitives Ladeerlebnis ist entscheidend, um mehr Menschen zum Einstieg in Elektrofahrzeuge (EVs) zu bewegen. Der komplizierte Zugang zu Ladestationen, die Navigation in mehreren Netzwerken und der Umgang mit inkonsistenten Zahlungssystemen können potenzielle Besitzer von Elektrofahrzeugen abschrecken oder diejenigen frustrieren, die bereits auf Elektromobilität umgestiegen sind.

Die OCPP-Zertifizierung begegnet diesen Herausforderungen, indem sie eine Reihe standardisierter Protokolle erstellt, die die Konsistenz und Interoperabilität zwischen Ladenetzwerken verbessern. Durch die Sicherstellung, dass Ladegeräte diese Standards einhalten, minimiert OCPP Eintrittsbarrieren und fördert ein einheitliches Benutzererlebnis, wodurch das Laden von Elektrofahrzeugen zugänglicher und bequemer wird.

 (Injet Swift mit OCPP1.6J)

Zu den Elementen der Benutzererfahrung, die durch die OCPP-Zertifizierung konsistent gemacht werden, gehören:

1. Wie Fahrer einen Ladevorgang starten

2. Wie Autofahrer für das Laden bezahlen

3. Zugriff auf Ladegeräte aus verschiedenen Netzwerken innerhalb einer einzigen App oder eines Zahlungsprofils

4. Standardisierte Abrechnung über verschiedene Ladenetzwerke hinweg

Das Gesamtbild: Unterstützung der Einführung von Elektrofahrzeugen

Durch die Reduzierung von Reibungspunkten im Ladevorgang schafft OCPP ein fahrerfreundlicheres Ökosystem. Dies verbessert nicht nur das Erlebnis für derzeitige Besitzer von Elektrofahrzeugen, sondern gibt potenziellen Käufern auch die Gewissheit, dass der Besitz eines Elektrofahrzeugs praktisch und bequem ist. Eine einheitliche Ladeinfrastruktur schafft Vertrauen und fördert die breitere Einführung von Elektrofahrzeugen, was für die Beschleunigung des Übergangs zu nachhaltigem Verkehr von entscheidender Bedeutung ist.

Letztendlich spielen OCPP-zertifizierte Ladegeräte eine entscheidende Rolle bei der Schaffung eines zusammenhängenden und benutzerzentrierten Ladenetzwerks und stellen sicher, dass sich Fahrer bei der Einführung der Elektrofahrzeugtechnologie sicher und unterstützt fühlen.

Wie funktioniert OCPP?

Im vorherigen Abschnitt haben wir erfahren, dass das Open Charge Point Protocol (OCPP) eine einheitliche Lösung für die Kommunikationsmethode zwischen Ladestationen und jedem zentralen System bietet, unabhängig vom Anbieter.

OCPP dient als Kommunikationsmedium zwischen Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Lademanagementsystemen für Elektrofahrzeuge. Im folgenden Abschnitt wird beschrieben, wie OCPP es diesen beiden unterschiedlichen Gruppen innerhalb des Ladeökosystems für Elektrofahrzeuge ermöglicht, miteinander zu kommunizieren und was es zusätzlich zur Kommunikation noch ermöglicht.

1. Nachrichtenaustausch

OCPP ermöglicht es der Ladestation und dem Managementsystem, Nachrichten über den aktuellen Status der Ladestation auszutauschen.

Nachrichten können beispielsweise Folgendes umfassen:

·Ob das Ladegerät verfügbar ist, in Betrieb ist oder gewartet werden muss

·Wenn ein Ladevorgang beginnt oder endet

·Der aktuelle Verbrauchs- oder Verweilzeitzähler

·Diagnoseinformationen für Ladestationen

2. Fernüberwachung

Ladepunktbetreiber können ihre Ladestationen mithilfe von OCPP aus der Ferne überwachen.

3. Autorisierung

Ladepunktbetreiber können den Zugang zu Ladestationen mithilfe von OCPP autorisieren.

4. Firmware-Updates

Das Managementsystem kann Firmware-Update-Anfragen an die Ladestation senden, die das Update dann bestätigen und durchführen kann.

5. Zahlung und Abrechnung

Ladepunktbetreiber können mithilfe von OCPP verschiedene Zahlungs- und Abrechnungssysteme integrieren.

6. Intelligentes Laden

OCPP unterstützt intelligente Ladefunktionen wie Lastausgleich und Ladeprofilnutzung.

7. Demand-Response-Programme

OCPP ermöglicht Ladegeräten die Kommunikation mit Netz- oder Versorgungsprogrammen, was dazu beitragen kann, die Stromnachfrage unter Kontrolle zu halten.

Einführung in bestehende OCPP-Versionen auf dem Markt

Im Jahr 2010 wurde das Open Charge Point Protocol 1.2 veröffentlicht, die Veröffentlichung von OCPP 1.5 erfolgte im Jahr 2013. Diese früheren Versionen werden von der OCA nicht mehr aktiv gepflegt, was uns zu den späteren Versionen führt, OCPP 1.6, veröffentlicht im Jahr 2015, und OCPP 2.0 .1 im Jahr 2020 veröffentlicht. OCPP 2.1 und OCPP 2.0.1 sind abwärtskompatibel. Die Veröffentlichung von OCPP 2.1 wird für das erste Quartal 2025 erwartet.

(Injet Vision Level 2 AC-Ladegerät für den gewerblichen Gebrauch)

Die zwei Arten von OCPP-Implementierungen

SEIFE:Simple Object ACESS Protocol (SOAP) ist ein nachrichtenbasiertes Protokoll, das XML zur Darstellung von Daten verwendet. SOAP ist ein Framework, das den Versand von Nachrichten zwischen Komponenten über das Internet ermöglicht. Der Vorteil von SOAP besteht darin, dass die Möglichkeiten zum Senden und Empfangen von Nachrichten durch den Standard abgedeckt sind. Dies ermöglicht eine schnelle Umsetzung.

JSON:JavaScript Object Notation ist ein leichtes Datenaustauschformat, das für Menschen leicht zu lesen und zu schreiben und für Maschinen zu analysieren und zu generieren ist. Das ist einfacher zu lesen und zu schreiben als XML. Es basiert auf einer Teilmenge von JavaScript.

OCPP1.6

OCPP 1.6 baut auf der Grundlage von OCPP 1.5 auf und vereint jahrelange praktische Erfahrung und erfolgreiche weltweite Einführung. Seit seiner Einführung im Jahr 2012 wurde OCPP 1.5 von Anbietern und Versorgungsunternehmen weltweit umfassend implementiert. Aufbauend auf diesem Erfolg führt OCPP 1.6 bedeutende Verbesserungen ein, darunter Smart-Charging-Funktionen und Unterstützung für JSON über WebSockets zusätzlich zu SOAP.

Diese Version enthält außerdem verschiedene Verbesserungen, wie beispielsweise eine klarere Dokumentation und Updates zur Verbesserung der Interoperabilität zwischen Produkten verschiedener Anbieter. Zu den wichtigsten neuen Funktionen gehören erweiterte Diagnosefunktionen (z. B. Ursachencodes), zusätzliche Ladepunktstatus und die TriggerMessage-Funktion, die alle darauf ausgelegt sind, den Marktanforderungen besser gerecht zu werden.

Während OCPP 1.6 den Kern seines Vorgängers beibehält, werden umfangreiche Aktualisierungen und Korrekturen für bekannte Unklarheiten eingeführt, sodass es nicht mit OCPP 1.5 kompatibel ist. Diese Fortschritte sorgen für verbesserte Dienstleistungen für Ladepunktbetreiber (CPOs) und ein besseres Erlebnis für Fahrer von Elektrofahrzeugen weltweit.

OCPP 1.6-Funktionen sind:

·OCPP 1.5

·Sowohl SOAP- als auch JSON-Versionen

·Smart Charging-Unterstützung für Lastausgleich und Nutzung von Ladeprofilen

·Unterstützung für (lokale) Listenverwaltung

·Zusätzlicher Status: Der Aufzählung des Ladepunktstatus werden zusätzliche Status hinzugefügt, die dem CPO und letztendlich den Endbenutzern mehr Informationen über den aktuellen Status eines Ladepunkts geben

·Nachrichtensendeanfragen wie CP-Zeit oder Status beim CP

·Kleinere Verbesserungen der Spezifikationen (im Vergleich zu OCPP 1.5)

OCPP 2.0.1

OCPP 2.0.1 bietet im Vergleich zu OCPP 1.6 erweiterte Funktionalitäten und neue Features. Aufgrund dieser Fortschritte ist OCPP 2.0.1 jedoch nicht mit früheren Versionen wie OCPP 1.6 und OCPP 1.5 kompatibel.

Neue Funktionalitätenin OCPP 2.0.1 im Vergleich zu OCPP 1.6

1. Geräteverwaltung (auch als Gerätemodell bezeichnet) Funktionen zum Abrufen und Festlegen von Konfigurationen sowie zur Überwachung einer Ladestation.

Geräteverwaltung (auch als Gerätemodell bekannt) ist eine lang erwartete Funktion, die besonders von CSOs begrüßt wird, die ein Netzwerk von (komplexen) Ladestationen (von verschiedenen Anbietern) verwalten.

Es bietet die folgende Funktionalität:

• Bestandsberichte

• Verbesserte Fehler- und Statusberichte

• Verbesserte Konfiguration

• Anpassbare Überwachung

Dies alles soll CSOs dabei helfen, die Kosten für den Betrieb eines Ladestationsnetzwerks zu senken.

Ladestationshersteller können selbst entscheiden, wie viele Details zu einer Ladestation sie veröffentlichen möchten

Geräteverwaltung: Sie können beispielsweise entscheiden, was überwacht werden kann und was nicht.

2.Verbesserungen für eine bessere Abwicklung großer Transaktionsmengen

• Eine Nachricht für alle transaktionsbezogenen Funktionen

• Datenreduzierung

Mit der Einführung von JSON über Websockets in OCPP 1.6 kann eine erhebliche Reduzierung der mobilen Datenkosten erreicht werden. Mit OCPP 2.0 wird die Unterstützung der WebSocket-Komprimierung eingeführt, wodurch die Datenmenge noch weiter reduziert wird.

3. Verbesserungen hinsichtlich der Cybersicherheit

Die folgenden Verbesserungen wurden hinzugefügt, um OCPP gegen Cyberangriffe abzusichern:

• Sicherheitsprofile (3 Stufen) für Ladestations- und/oder CSMS-Authentifizierung und Kommunikationssicherheit

• Schlüsselverwaltung für clientseitige Zertifikate

• Sichere Firmware-Updates

• Sicherheitsereignisprotokoll

4. Erweitertes intelligentes Laden

In OCPP 2.0.1 wurde die Smart-Charging-Funktionalität erweitert (im Vergleich zu OCPP 1.6), um Folgendes zu unterstützen:

• Direkte Smart-Charging-Eingänge von einem Energiemanagementsystem (EMS) zu einer Ladestation

• Verbessertes intelligentes Laden mit einem lokalen Controller

• Unterstützung für integriertes intelligentes Laden des CSMS, der Ladestation und des Elektrofahrzeugs.

 5. Unterstützung für ISO 15118

Der ISO 15118-Standard ist im Vergleich zu IEC 61851 ein neueres Protokoll für die Kommunikation zwischen EVSE und EV. ISO 15118 ermöglicht viele neue Funktionen und eine sicherere Kommunikation zwischen EVSE und EV. OCPP 2.0.1 unterstützt den ISO 15118-Standard, die neu hinzugefügten Funktionen sind:

• Plug & Charge

• Intelligentes Laden einschließlich Eingabe vom Elektrofahrzeug

6. Verbesserungen für das Kundenerlebnis

• Mehr Autorisierungsoptionen

• Nachrichten anzeigen

• Bevorzugte Sprachen von Elektrofahrzeugfahrern

• Tarif und Kosten

7. Transportprotokolle: OCPP-J-Verbesserungen

• Einfache Nachrichtenweiterleitung

• Keine SOAP-Unterstützung 

 (Injet Ampax – DC-Ladestation der Stufe 3)

OCPP 2.1 (in Vorbereitung)

Voraussichtlich im ersten Quartal 2025 wird OCPP 2.1 Funktionen wie DER-Steuerung (Distributed Energy Resource), bidirektionales Laden (Vehicle-to-Grid) und zusätzliche Verbesserungen für intelligentes Laden und Kundenerlebnis einführen. Diese Version ist abwärtskompatibel mit OCPP 2.0.1.

OCPP 2.1 umfasst im Vergleich zu OCPP 2.0.1 die folgenden verbesserten und zusätzlichen Funktionen:

• Neuer Funktionsblock auf DER Control

• Neuer Funktionsblock zum bidirektionalen Laden

• Neue Funktionalitäten für ISO 15118 Plug and Charge

• Verbessertes intelligentes Laden

• Unterstützung für Ad-hoc-Zahlungen

• Unterstützung der lokalen Kostenberechnung

• Sichere dynamische QR-Codes

• Viele zusätzliche Verbesserungen, die von der EV-Lade-Community gefordert wurden  

Was kann Injet New Energy mit OCPP für Sie tun? 

Mit mehr als 20.000 Installationen und Teilnehmern in 16 verschiedenen Ländern ist OCPP zum de facto offenen Standard für die offene Ladegerät-Netzwerk-Kommunikation sowohl in Europa als auch in Teilen der Vereinigten Staaten geworden.