Elektrofahrzeuge verändern die globale Verkehrslandschaft kontinuierlich. Ein nahtloses und intuitives Ladeerlebnis ist entscheidend, um mehr Menschen zum Kauf von Elektrofahrzeugen zu bewegen. Der komplexe Zugang zu Ladestationen, die Navigation in verschiedenen Ladenetzen und inkonsistente Zahlungssysteme können potenzielle E-Auto-Besitzer abschrecken oder bereits Umsteiger frustrieren. Das Open Charge Point Protocol (OCPP) revolutioniert das Ladesystem für Elektrofahrzeuge. OCPP optimiert die Kommunikation zwischen Ladestationen und Managementsystemen und sorgt für Flexibilität, Interoperabilität und Effizienz – für ein robustes und benutzerfreundliches Ladenetz.
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 Ladepunkte genannt, und Lademanagementsystemen, oft auch Ladesoftware genannt. OCPP fungiert im Wesentlichen als universelle „Sprache“ und Kanal und ermöglicht eine nahtlose Kommunikation zwischen diesen beiden Hauptakteuren im EV-Lade-Ökosystem.
OCPP wurde ursprünglich 2009 entwickelt, um die Interaktion zwischen Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Managementsystemen zu standardisieren. Obwohl es proprietäre Protokolle gibt, zeichnet sich OCPP durch seine vollständig offene Plattform aus. Diese Offenheit gibt Ladestationsnutzern die Flexibilität, jedes Netzwerk mit jeder Ladestation zu verbinden. Dies fördert Innovation, Wettbewerb und Zugänglichkeit in der Ladebranche.
Die Vorteile von OCPP
1. Flexibilität und Sicherheit für Ladestationsbesitzer
OCPP stellt sicher, dass Ladestationsbesitzer bei Bedarf den Netzbetreiber wechseln können. Dies schützt ihre Investitionen und verhindert, dass ihre Anlagen veralten. Scheidet ein Ladestationshersteller aus dem Markt aus, können die Besitzer ohne Funktionsverlust zu einem anderen OCPP-kompatiblen Netz wechseln. Diese freie Wahl fördert den Wettbewerb zwischen Herstellern und Netzbetreibern, senkt die Kosten, verbessert die Dienstleistungen und fördert Innovationen. Dadurch wächst die Infrastruktur für Elektroautofahrer schnell und bietet mehr Lademöglichkeiten.
2. Ermöglichen Sie, dass die gemeinsame Kommunikation zwischen Ladestation und Netzwerkdienstanbieter auch zur kostengünstigen Bereitstellung von Netzdiensten (z. B. Laststeuerung) genutzt werden kann.
Der Übergang zu einem Netto-Null-Emissionsszenario bis 2050 bringt einen sprunghaften Anstieg des Strombedarfs mit sich, der durch die Elektrifizierung des Verkehrs, der Hausheizung und anderer Sektoren bedingt ist. 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 Versorgungsunternehmen, nach innovativen Lösungen wie Demand-Response-Programmen zu suchen.
Was ist Demand Response?
Bei der Nachfragereaktion geht es darum, die Netznachfrage auszugleichen, indem die Verbraucher dazu angehalten werden, ihren Stromverbrauch auf Zeiten außerhalb der Spitzenlast zu verlagern, in denen mehr Energie vorhanden ist oder die Nachfrage geringer ist.
Dies wird typischerweise durch Preisanreize oder andere finanzielle Belohnungen erreicht. Zusammen mit intelligenten Netzen und Energiespeichersystemen spielt die Laststeuerung 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 reibungslose Kommunikation zwischen Ladegeräten und Versorgungsunternehmen unerlässlich. Ladegeräte müssen ihren Verbrauch dynamisch an den Netzbedarf anpassen oder pausieren können. OCPP erleichtert diese Kommunikation, indem es dieselben Kanäle nutzt, die bereits für die Interaktion zwischen Ladegerät und Managementsoftware etabliert 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.
·Verbesserte Flexibilität: OCPP-konforme Ladegeräte ermöglichen den Betreibern eine effiziente Teilnahme an Netzmanagementinitiativen und sorgen so für ein ausgewogenes Verhältnis von Stromangebot und -nachfrage.
·Zukunftssichere Infrastruktur: Durch die Einbindung von OCPP können sich Ladenetze an die sich entwickelnde Energielandschaft anpassen und umfassendere Bemühungen zur Modernisierung des Stromnetzes unterstützen.
Durch die Integration von Demand-Response-Funktionen über OCPP tragen Betreiber nicht nur zur Netzstabilität bei, sondern steigern auch den Wert ihrer Ladenetze in einem nachhaltigen Energie-Ökosystem.
3. Förderung der Elektrofahrzeug-Einführung durch einheitlichen Zugang und vereinfachte Benutzererfahrung
Ein reibungsloses und intuitives Ladeerlebnis ist entscheidend, um mehr Menschen zum Kauf von Elektrofahrzeugen zu bewegen. Der komplexe Zugang zu Ladestationen, die Navigation in verschiedenen Ladenetzen und inkonsistente Zahlungssysteme können potenzielle Elektrofahrzeugbesitzer abschrecken oder bereits Umsteiger frustrieren.
Die OCPP-Zertifizierung begegnet diesen Herausforderungen durch die Einführung standardisierter Protokolle, die die Konsistenz und Interoperabilität zwischen Ladenetzwerken verbessern. Indem OCPP sicherstellt, dass Ladestationen diese Standards einhalten, minimiert es Markteintrittsbarrieren und fördert ein einheitliches Benutzererlebnis. Dadurch wird das Laden von Elektrofahrzeugen zugänglicher und komfortabler.
Zu den Elementen der Benutzererfahrung, die durch die OCPP-Zertifizierung konsistent gemacht werden, gehören:
1. So starten Fahrer einen Ladevorgang
2. So bezahlen Fahrer für das Laden
3. Zugriff auf Ladegeräte aus verschiedenen Netzwerken innerhalb einer einzigen App oder eines einzigen Zahlungsprofils
4. Standardisierte Abrechnung über verschiedene Ladenetzwerke hinweg
Das große Ganze: Unterstützung der Einführung von Elektrofahrzeugen
Durch die Reduzierung von Reibungspunkten im Ladevorgang schafft OCPP ein fahrerfreundlicheres Ökosystem. Dies verbessert nicht nur das Erlebnis für aktuelle Elektrofahrzeugbesitzer, sondern gibt auch potenziellen Käufern die Gewissheit, dass der Besitz eines Elektrofahrzeugs praktisch und bequem ist. Eine einheitliche Ladeinfrastruktur schafft Vertrauen und fördert die breitere Akzeptanz von Elektrofahrzeugen, was für die Beschleunigung des Übergangs zu nachhaltigem Verkehr unerlässlich ist.
Letztendlich spielen OCPP-zertifizierte Ladegeräte eine entscheidende Rolle bei der Schaffung eines zusammenhängenden und benutzerorientierten Ladenetzwerks und stellen sicher, dass sich die Fahrer bei der Einführung der EV-Technologie 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 und Lademanagementsystemen. Der folgende Abschnitt beschreibt, wie OCPP die Kommunikation zwischen diesen beiden Gruppen innerhalb des Ladeökosystems ermöglicht und welche weiteren Funktionen es zusätzlich zur Kommunikation bietet.
1. Nachrichtenaustausch
OCPP ermöglicht der Ladestation und dem Managementsystem den Austausch von Nachrichten über den aktuellen Status der Ladestation.
Zu den Nachrichten können beispielsweise gehören:
·Ob das Ladegerät verfügbar, im Einsatz oder wartungsbedürftig ist
·Wenn ein Ladevorgang beginnt oder endet
·Der Stromverbrauchs- bzw. Verweilzeitzähler
·Diagnoseinformationen für Ladestationen
2. Fernüberwachung
Ladestationsbetreiber können ihre Ladestationen mithilfe von OCPP aus der Ferne überwachen.
3. Autorisierung
Ladestationsbetreiber können den Zugriff auf 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
Ladestationsbetreiber können mithilfe von OCPP verschiedene Zahlungs- und Abrechnungssysteme integrieren.
6. Intelligentes Laden
OCPP unterstützt intelligente Ladefunktionen wie Lastausgleich und die Verwendung von Ladeprofilen.
7. Demand-Response-Programme
OCPP ermöglicht Ladegeräten die Kommunikation mit Netz- oder Versorgungsprogrammen, was dazu beitragen kann, den Strombedarf 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 (2015) und OCPP 2.0.1 (2020). 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 Access Protocol (SOAP) ist ein nachrichtenbasiertes Protokoll, das XML zur Datendarstellung verwendet. SOAP ist ein Framework, das den Nachrichtenaustausch zwischen Komponenten über das Internet ermöglicht. Der Vorteil von SOAP besteht darin, dass die Funktionen zum Senden und Empfangen von Nachrichten durch den Standard abgedeckt sind. Dies ermöglicht eine schnelle Implementierung.
JSON:JavaScript Object Notation ist ein leichtgewichtiges Datenaustauschformat, das für Menschen leicht zu lesen und zu schreiben und für Maschinen leicht zu analysieren und zu generieren ist. Es ist einfacher zu lesen und zu schreiben als XML. Es basiert auf einer Teilmenge von JavaScript.
OCPP1.6
OCPP 1.6 baut auf den Grundlagen von OCPP 1.5 auf und vereint langjährige praktische Erfahrung und erfolgreiche globale Einführung. Seit seiner Einführung im Jahr 2012 wurde OCPP 1.5 weltweit von Anbietern und Versorgungsunternehmen implementiert. Aufbauend auf diesem Erfolg bietet OCPP 1.6 wesentliche Verbesserungen, darunter Smart Charging-Funktionen und Unterstützung für JSON über WebSockets zusätzlich zu SOAP.
Diese Version enthält außerdem verschiedene Verbesserungen, wie beispielsweise eine übersichtlichere Dokumentation und Updates zur Verbesserung der Interoperabilität zwischen Produkten verschiedener Hersteller. Zu den wichtigsten Neuerungen gehören erweiterte Diagnosefunktionen (z. B. Reason Codes), zusätzliche Ladepunktstatus und die TriggerMessage-Funktion, die alle auf die Marktanforderungen zugeschnitten sind.
OCPP 1.6 behält zwar den Kern seines Vorgängers bei, enthält jedoch wesentliche Aktualisierungen und behebt bekannte Unklarheiten, wodurch es mit OCPP 1.5 inkompatibel ist. Diese Weiterentwicklungen gewährleisten verbesserte Services für Ladestationsbetreiber (CPOs) und ein besseres Erlebnis für Elektrofahrzeugfahrer weltweit.
OCPP 1.6-Funktionen sind:
·OCPP 1.5
·Sowohl SOAP- als auch JSON-Versionen
·Smart Charging-Unterstützung für Lastausgleich und Nutzung von Ladeprofilen
·(Lokale) Listenverwaltungsunterstützung
·Zusätzlicher Status: Der Ladepunktstatus-Aufzählung werden zusätzliche Status hinzugefügt, wodurch der CPO und letztendlich die Endbenutzer mehr Informationen über den aktuellen Status eines Ladepunkts erhalten
·Nachrichtenversandanfragen wie CP-Zeit oder Status am 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 Funktionen und neue Features. Diese Neuerungen machen OCPP 2.0.1 jedoch inkompatibel mit früheren Versionen wie OCPP 1.6 und OCPP 1.5.
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 zum Überwachen einer Ladestation.
Die Geräteverwaltung (auch als Gerätemodell bekannt) ist eine lang erwartete Funktion, die insbesondere von CSOs begrüßt wird, die ein Netzwerk (komplexer) Ladestationen (verschiedener Anbieter) verwalten.
Es bietet die folgenden Funktionen:
• Bestandsberichte
• Verbesserte Fehler- und Statusberichterstattung
• Verbesserte Konfiguration
• Anpassbare Überwachung
Dies alles soll den CSOs dabei helfen, die Kosten für den Betrieb eines Ladestationsnetzes zu senken.
Ladestationshersteller können selbst entscheiden, wie viele Details über eine Ladestation sie veröffentlichen möchten.
Geräteverwaltung: Sie können beispielsweise entscheiden, was überwacht werden kann und was nicht.
2.Verbesserungen für eine bessere Handhabung großer Transaktionsmengen
• Eine Nachricht für alle transaktionsbezogenen Funktionen
• Datenreduktion
Mit der Einführung von JSON über WebSockets in OCPP 1.6 können die Kosten für mobile Daten deutlich gesenkt werden. Mit OCPP 2.0 wird die Unterstützung für WebSocket-Komprimierung eingeführt, wodurch die Datenmenge noch weiter reduziert wird.
3. Verbesserungen hinsichtlich der Cybersicherheit
Die folgenden Verbesserungen wurden hinzugefügt, um OCPP gegen Cyberangriffe zu härten:
• Sicherheitsprofile (3 Ebenen) für Ladestation 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) an eine Ladestation
• Verbessertes Smart Charging mit einem lokalen Controller
• Unterstützung für integriertes intelligentes Laden von CSMS, Ladestation und Elektrofahrzeug.
5. Unterstützung für ISO 15118
Der ISO 15118-Standard ist im Vergleich zu IEC 61851 ein neueres Protokoll für die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeugen (EVSE) und Elektrofahrzeugen (EV). ISO 15118 bietet zahlreiche neue Funktionen und eine sicherere Kommunikation zwischen EVSE und Elektrofahrzeugen. OCPP 2.0.1 unterstützt den ISO 15118-Standard. Die neu hinzugefügten Funktionen sind:
• Anschließen und Aufladen
• Intelligentes Laden einschließlich Eingabe vom Elektrofahrzeug
6. Verbesserungen für das Kundenerlebnis
• Mehr Autorisierungsoptionen
• Meldungen anzeigen
• Bevorzugte Sprachen des EV-Fahrers
• Tarif und Kosten
7. Transportprotokolle: OCPP-J-Verbesserungen
• Einfache Nachrichtenweiterleitung
• Keine SOAP-Unterstützung
(Injet Ampax – Level 3 DC-Ladestation)
OCPP 2.1 (demnächst)
OCPP 2.1 wird voraussichtlich im ersten Quartal 2025 erscheinen und Funktionen wie die DER-Steuerung (Distributed Energy Resource), bidirektionales Laden (Vehicle-to-Grid) sowie zusätzliche Verbesserungen für Smart Charging und ein besseres Kundenerlebnis einführen. Diese Version ist abwärtskompatibel mit OCPP 2.0.1.
OCPP 2.1 enthält im Vergleich zu OCPP 2.0.1 die folgenden verbesserten und zusätzlichen Funktionen:
• Neuer Funktionsblock zur DER-Steuerung
• Neuer Funktionsblock zum bidirektionalen Laden
• Neue Funktionalitäten für ISO 15118 Plug and Charge
• Verbessertes intelligentes Laden
• Unterstützung für Ad-hoc-Zahlungen
• Unterstützung bei 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 sowohl in Europa als auch in Teilen der Vereinigten Staaten zum De-facto-Standard für die offene Kommunikation zwischen Ladegeräten und Netzwerken geworden.
Da die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge weiter ausgebaut wird und eine entscheidende Rolle in unseren Energiesystemen spielt, werden Standardisierung und Interoperabilität immer wichtiger.
Im Einklang mit diesen Branchentrends hat Injet New Energy den Vollfunktionstest für die OCPP 1.6-Zertifizierung erfolgreich bestanden. Dieser Erfolg ermöglicht es uns, unseren Kunden umfassendere, sicherere und komfortablere Produkte und Lösungen anzubieten. Für die Zukunft planen wir, auf neuere OCPP-Versionen umzusteigen und noch erweiterte Funktionen einzuführen, um den sich entwickelnden Marktanforderungen gerecht zu werden.