Da Elektrofahrzeuge (EVs) die globale Verkehrslandschaft weiterhin grundlegend verändern, ist ein reibungsloses und intuitives Ladeerlebnis entscheidend, um mehr Menschen für die Elektromobilität zu gewinnen. Schwierigkeiten beim Zugang zu Ladestationen, der Navigation durch verschiedene Netzwerke und uneinheitlichen Zahlungssystemen können potenzielle EV-Besitzer abschrecken oder diejenigen frustrieren, die bereits auf Elektromobilität umgestiegen sind. Hier kommt das Open Charge Point Protocol (OCPP) ins Spiel – ein Meilenstein im Ökosystem des EV-Ladens. OCPP wurde entwickelt, um die Kommunikation zwischen EV-Ladestationen und Managementsystemen zu optimieren und gewährleistet Flexibilität, Interoperabilität und Effizienz. So fördert es 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 (auch Ladepunkte genannt) und Lademanagementsystemen für Elektrofahrzeuge, oft auch Ladesoftware genannt. OCPP fungiert im Wesentlichen als universelle „Sprache“ und Kommunikationskanal und ermöglicht so eine reibungslose Kommunikation zwischen diesen beiden zentralen Akteuren im Ökosystem des Ladens von Elektrofahrzeugen.
OCPP wurde ursprünglich 2009 entwickelt, um die Interaktion zwischen Ladestationen und Managementsystemen für Elektrofahrzeuge zu standardisieren. Obwohl proprietäre Protokolle existieren, zeichnet sich OCPP als vollständig offene Plattform aus. Diese Offenheit ermöglicht es Nutzern von Ladestationen, jedes Netzwerk mit jeder Ladestation zu verbinden und fördert so Innovation, Wettbewerb und Zugänglichkeit in der Ladeinfrastrukturbranche für Elektrofahrzeuge.
Die Vorteile von OCPP
1. Flexibilität und Sicherheit für Betreiber von Ladestationen
OCPP stellt sicher, dass Betreiber von Ladestationen bei Bedarf den Netzbetreiber wechseln können, wodurch ihre Investitionen geschützt und die Veralterung ihrer Anlagen verhindert wird. Sollte ein Hersteller von Ladestationen vom Markt verschwinden, können Betreiber ohne Funktionseinbußen zu einem anderen OCPP-konformen Netz wechseln. Diese freie Wahl fördert den Wettbewerb zwischen Herstellern und Netzbetreibern, senkt die Kosten, verbessert die Servicequalität und treibt Innovationen voran. Dadurch wächst die Infrastruktur für Fahrer von Elektrofahrzeugen rasant und bietet mehr Lademöglichkeiten.
2. Die gemeinsame Kommunikation zwischen Ladestation und Netzbetreiber soll auch für die kosteneffiziente Bereitstellung von Netzdienstleistungen (z. B. Lastmanagement) genutzt werden.
Der Übergang zu Netto-Null-Emissionen bis 2050 führt zu einem sprunghaften Anstieg des Strombedarfs, bedingt durch die Elektrifizierung des Verkehrs, der Hausheizung und anderer Sektoren. Gleichzeitig belastet der weitverbreitete Einsatz erneuerbarer Energien wie Solar- und Windenergie – deren Leistung wetter- und tageszeitabhängig schwanken kann – die Stromnetze zusätzlich. Diese Dynamik stellt die Netzstabilität und -zuverlässigkeit vor Herausforderungen und veranlasst Energieversorger, innovative Lösungen wie Lastmanagementprogramme zu suchen.
Was ist Lastmanagement?
Lastmanagement beinhaltet den Ausgleich der Netznachfrage, indem die Nutzer dazu angehalten werden, ihren Stromverbrauch in Zeiten geringerer Nachfrage zu verlagern, wenn mehr Energie verfügbar ist.
Dies wird üblicherweise durch Preisanreize oder andere finanzielle Anreize erreicht. Zusammen mit intelligenten Stromnetzen und Energiespeichersystemen spielt die Laststeuerung eine entscheidende Rolle, um die Netzflexibilität zu erhalten, die Auswirkungen schwankender erneuerbarer Energien abzumildern und die Netzstabilität in Zeiten hoher Auslastung zu gewährleisten.
Die Rolle von OCPP bei der Laststeuerung
Für den Erfolg von Lastmanagementprogrammen ist eine reibungslose Kommunikation zwischen Ladegeräten und Energieversorgern unerlässlich. Ladegeräte müssen ihren Stromverbrauch dynamisch an den Netzbedarf anpassen oder pausieren können. OCPP ermöglicht diese Kommunikation durch die Nutzung der bereits für die Interaktion zwischen Ladegerät und Managementsoftware etablierten Kanäle.
Vorteile der OCPP-gestützten Laststeuerung
·Kosteneffizienz: Durch die Nutzung der bestehenden Kommunikationsinfrastruktur minimiert OCPP die zusätzlichen Kosten, die mit der Integration von Ladegeräten in Demand-Response-Programme verbunden sind.
·Erhöhte Flexibilität: OCPP-konforme Ladegeräte ermöglichen es den Betreibern, sich effizient an Netzmanagementinitiativen zu beteiligen und so ein ausgeglichenes Stromangebot und eine ausgeglichene Stromnachfrage zu gewährleisten.
·Zukunftsfähige Infrastruktur: Durch die Einbindung von OCPP werden Ladeinfrastrukturen so positioniert, dass sie sich an die sich wandelnde Energielandschaft anpassen und umfassendere Bemühungen zur Modernisierung des Stromnetzes unterstützen.
Durch die Integration von Lastmanagementfunktionen mittels OCPP tragen die Betreiber nicht nur zur Netzstabilität bei, sondern steigern auch den Wert ihrer Ladenetze in einem nachhaltigen Energieökosystem.
3. Steigerung der Akzeptanz von Elektrofahrzeugen durch einheitlichen Zugang und vereinfachte Benutzererfahrung
Ein reibungsloses und intuitives Ladeerlebnis ist entscheidend, um mehr Menschen für Elektrofahrzeuge zu gewinnen. Schwierigkeiten beim Zugang zu Ladestationen, der Navigation durch verschiedene Ladenetzwerke und uneinheitlichen Zahlungssystemen können potenzielle Elektrofahrzeugbesitzer abschrecken oder diejenigen frustrieren, die bereits auf Elektromobilität umgestiegen sind.
Die OCPP-Zertifizierung begegnet diesen Herausforderungen durch die Festlegung standardisierter Protokolle, die die Konsistenz und Interoperabilität von Ladenetzwerken verbessern. Indem OCPP sicherstellt, dass Ladegeräte diese Standards einhalten, minimiert es Markteintrittsbarrieren und fördert ein einheitliches Nutzererlebnis, wodurch das Laden von Elektrofahrzeugen zugänglicher und komfortabler wird.
Zu den Elementen der Benutzererfahrung, die durch die OCPP-Zertifizierung vereinheitlicht werden, gehören unter anderem:
1. Wie Fahrer einen Ladevorgang starten
2. Wie Fahrer die Ladekosten bezahlen
3. Zugriff auf Ladegeräte verschiedener Netzwerke innerhalb einer einzigen App oder eines einzigen Zahlungsprofils
4. Standardisierte Abrechnung über verschiedene Ladenetzwerke hinweg
Das große Ganze: Unterstützung der Elektromobilität
Durch die Reduzierung von Reibungspunkten im Ladevorgang schafft OCPP ein fahrerfreundlicheres Ökosystem. Dies verbessert nicht nur das Erlebnis für bestehende Besitzer von Elektrofahrzeugen, sondern gibt auch potenziellen Käufern die Gewissheit, dass der Besitz eines Elektrofahrzeugs praktisch und komfortabel ist. Eine einheitliche Ladeinfrastruktur schafft Vertrauen und fördert die breitere Akzeptanz von Elektrofahrzeugen, was für die Beschleunigung des Übergangs zu nachhaltiger Mobilität unerlässlich ist.
Letztendlich spielen OCPP-zertifizierte Ladegeräte eine entscheidende Rolle bei der Schaffung eines zusammenhängenden und nutzerorientierten Ladenetzes und gewährleisten, dass sich die Fahrer bei der Nutzung der Elektromobilität sicher und unterstützt fühlen.
Wie funktioniert OCPP?
Im vorangegangenen Abschnitt haben wir gelernt, dass das Open Charge Point Protocol (OCPP) eine einheitliche Lösung für die Kommunikationsmethode zwischen Ladestationen und einem beliebigen zentralen System bietet, unabhängig vom Hersteller.
OCPP dient als Kommunikationsmedium zwischen Ladestationen und Lademanagementsystemen für Elektrofahrzeuge. Im Folgenden wird beschrieben, wie OCPP die Kommunikation zwischen diesen beiden Gruppen innerhalb des Ladeökosystems ermöglicht und welche weiteren Funktionen es darüber hinaus bietet.
1. Nachrichtenaustausch
OCPP ermöglicht es der Ladestation und dem Managementsystem, Nachrichten über den aktuellen Status der Ladestation auszutauschen.
Nachrichten können beispielsweise Folgendes enthalten:
·Ob das Ladegerät verfügbar, in Gebrauch oder wartungsbedürftig ist
·Wenn ein Ladevorgang beginnt oder endet
·Der aktuelle Verbrauchs- oder Verweilzeitzähler
·Diagnoseinformationen für Ladestationen
2. Fernüberwachung
Die Betreiber von Ladestationen können ihre Ladestationen mithilfe von OCPP fernüberwachen.
3. Autorisierung
Betreiber von Ladestationen können den Zugang zu Ladestationen mittels OCPP autorisieren.
4. Firmware-Updates
Das Managementsystem kann Firmware-Aktualisierungsanfragen an die Ladestation senden, die diese dann bestätigen und die Aktualisierung durchführen kann.
5. Zahlung und Rechnungsstellung
Betreiber von Ladestationen können mithilfe von OCPP verschiedene Zahlungs- und Abrechnungssysteme integrieren.
6. Intelligentes Laden
OCPP unterstützt intelligente Ladefunktionen wie Lastausgleich und die Verwendung von Ladeprofilen.
7. Lastmanagementprogramme
OCPP ermöglicht es Ladegeräten, mit Netz- oder Versorgungsprogrammen zu kommunizieren, was dazu beitragen kann, die Stromnachfrage im Zaum zu halten.
Einführung in die auf dem Markt befindlichen OCPP-Versionen
Im Jahr 2010 wurde das Open Charge Point Protocol 1.2 (OCPP) veröffentlicht, gefolgt von OCPP 1.5 im Jahr 2013. Diese älteren Versionen werden von der OCA nicht mehr aktiv weiterentwickelt. Daher kommen wir zu den neueren Versionen OCPP 1.6 (veröffentlicht 2015) und OCPP 2.0.1 (veröffentlicht 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 gewerbliche Nutzung)
Die zwei Arten von OCPP-Implementierungen
SEIFE:Das Simple Object Access Protocol (SOAP) ist ein nachrichtenbasiertes Protokoll, das Daten in XML darstellt. SOAP ist ein Framework, das den Nachrichtenaustausch zwischen Komponenten über das Internet ermöglicht. Der Vorteil von SOAP liegt darin, dass die Funktionen zum Senden und Empfangen von Nachrichten im Standard definiert sind. Dies ermöglicht eine schnelle Implementierung.
JSON:JavaScript Object Notation (JSON) ist ein leichtgewichtiges Datenaustauschformat, das sowohl für Menschen einfach zu lesen und zu schreiben als auch für Maschinen leicht zu verarbeiten und zu generieren ist. Es ist einfacher zu lesen und zu schreiben als XML. JSON basiert auf einer Teilmenge von JavaScript.
OCPP1.6
OCPP 1.6 baut auf OCPP 1.5 auf und integriert jahrelange praktische Erfahrung sowie eine erfolgreiche weltweite Anwendung. Seit seiner Einführung im Jahr 2012 wurde OCPP 1.5 von Anbietern und Energieversorgern weltweit umfassend implementiert. Aufbauend auf diesem Erfolg bietet OCPP 1.6 bedeutende Verbesserungen, darunter intelligentes Laden und die Unterstützung von JSON über WebSockets zusätzlich zu SOAP.
Diese Version enthält außerdem diverse Verbesserungen, darunter eine übersichtlichere Dokumentation und Aktualisierungen zur Optimierung der Interoperabilität zwischen Produkten verschiedener Hersteller. Zu den wichtigsten neuen Funktionen zählen erweiterte Diagnosefunktionen (z. B. Fehlercodes), zusätzliche Ladepunktstatus und die TriggerMessage-Funktion – allesamt entwickelt, um den Marktanforderungen besser gerecht zu werden.
OCPP 1.6 behält zwar den Kern seines Vorgängers bei, führt aber wesentliche Aktualisierungen und Korrekturen bekannter Unklarheiten ein, wodurch es mit OCPP 1.5 inkompatibel ist. Diese Verbesserungen gewährleisten optimierte Services für Ladepunktbetreiber und ein besseres Erlebnis für Fahrer von Elektrofahrzeugen weltweit.
Die Funktionen von OCPP 1.6 sind:
·OCPP 1.5
·Sowohl SOAP- als auch JSON-Versionen
·Intelligente Ladeunterstützung für Lastausgleich und die Verwendung von Ladeprofilen
·(Lokale) Listenverwaltungsunterstützung
·Zusätzlicher Status: Der Aufzählung der Ladepunktstatus werden zusätzliche Status hinzugefügt, wodurch der CPO und letztendlich die Endbenutzer mehr Informationen über den aktuellen Status eines Ladepunkts erhalten.
·Anfragen zum Senden von Nachrichten, wie z. B. CP-Zeit oder Status am CP
·Geringfügige 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 Funktionen. Aufgrund dieser Verbesserungen ist OCPP 2.0.1 jedoch nicht mit früheren Versionen wie OCPP 1.6 und OCPP 1.5 kompatibel.
Neue Funktionenin OCPP 2.0.1 im Vergleich zu OCPP 1.6
1. Geräteverwaltung (auch Gerätemodell genannt): Funktionen zum Abrufen und Festlegen von Konfigurationen sowie zur Überwachung einer Ladestation.
Gerätemanagement (auch bekannt als Gerätemodell) ist eine lang erwartete Funktion, die insbesondere von CSOs begrüßt wird, die ein Netzwerk von (komplexen) Ladestationen (von verschiedenen Herstellern) verwalten.
Es bietet folgende Funktionalität:
• Bestandsberichterstattung
• Verbesserte Fehler- und Statusberichterstattung
• Verbesserte Konfiguration
• Anpassbare Überwachung
All dies sollte den zivilgesellschaftlichen Organisationen helfen, die Betriebskosten eines Ladestationsnetzes zu senken.
Die Hersteller von Ladestationen können selbst entscheiden, wie viele Details über eine Ladestation sie veröffentlichen möchten.
Geräteverwaltung: Sie können beispielsweise festlegen, was überwacht werden kann und was nicht.
2. Verbesserungen für eine bessere Abwicklung großer Transaktionsmengen
• Eine Nachricht für alle transaktionsbezogenen Funktionen
• Datenreduktion
Mit der Einführung von JSON über WebSockets in OCPP 1.6 konnte der mobile Datenverbrauch deutlich reduziert werden. OCPP 2.0 bietet nun Unterstützung für die WebSocket-Komprimierung, wodurch die Datenmenge nochmals verringert wird.
3. Verbesserungen im Bereich Cybersicherheit
Folgende Verbesserungen wurden vorgenommen, um OCPP besser gegen Cyberangriffe zu schützen:
• Sicherheitsprofile (3 Stufen) für die Authentifizierung von Ladestationen und/oder CSMS sowie für die Kommunikationssicherheit
• Schlüsselverwaltung für clientseitige Zertifikate
• Sichere Firmware-Updates
• Sicherheitsereignisprotokoll
4. Erweiterte intelligente Ladefunktion
In OCPP 2.0.1 wurde die Funktionalität für intelligentes Laden (im Vergleich zu OCPP 1.6) erweitert und unterstützt nun Folgendes:
• Direkte intelligente Ladeeingänge von einem Energiemanagementsystem (EMS) an eine Ladestation
• Verbesserte intelligente Ladefunktion mit lokalem Controller
• Unterstützung für integriertes intelligentes Laden von CSMS, Ladestation und Elektrofahrzeug.
5. Unterstützung für ISO 15118
Der ISO-15118-Standard ist ein neueres Protokoll für die Kommunikation zwischen Ladestationen und Elektrofahrzeugen (EVSE/EV) im Vergleich zu IEC 61851. ISO 15118 ermöglicht zahlreiche neue Funktionen und eine sicherere Kommunikation zwischen EVSE und EV. OCPP 2.0.1 unterstützt den ISO-15118-Standard; die neu hinzugefügten Funktionen sind:
• Einstecken und aufladen
• Intelligentes Laden einschließlich der Eingabe vom Elektrofahrzeug
6. Verbesserungen des Kundenerlebnisses
• Weitere Autorisierungsoptionen
• Meldungen anzeigen
• Bevorzugte Sprachen für Elektroautofahrer
• Tarife und Kosten
7. Transportprotokolle: OCPP-J-Verbesserungen
• Einfaches Nachrichtenrouting
• Keine SOAP-Unterstützung
(Injet Ampax - DC-Ladestation der Stufe 3)
OCPP 2.1 (Demnächst verfügbar)
Die für das erste Quartal 2025 erwartete Version OCPP 2.1 wird Funktionen wie die Steuerung dezentraler Energieerzeugungsanlagen (DER), bidirektionales Laden (Vehicle-to-Grid) sowie weitere Verbesserungen für intelligentes Laden und ein optimiertes Kundenerlebnis einführen. Diese Version ist abwärtskompatibel zu OCPP 2.0.1.
OCPP 2.1 beinhaltet im Vergleich zu OCPP 2.0.1 die folgenden verbesserten und hinzugefügten Funktionalitäten:
• Neuer Funktionsblock zur DER-Steuerung
• Neuer Funktionsblock für bidirektionales Laden
• Neue Funktionen für ISO 15118 Plug and Charge
• Verbesserte intelligente Ladefunktion
• Unterstützung für Ad-hoc-Zahlungen
• Unterstützung bei der Berechnung der lokalen Kosten
• Sichere dynamische QR-Codes
• Viele weitere Verbesserungen wurden von der Ladeinfrastruktur-Community für Elektrofahrzeuge gewünscht.
Was kann Injet New Energy mit OCPP für Sie tun?
Mit mehr als 20.000 Installationen und Teilnehmern in 16 verschiedenen Ländern hat sich OCPP zum De-facto-Standard für die offene Kommunikation zwischen Ladegerät und Netzwerk in Europa und Teilen der Vereinigten Staaten entwickelt.
Da die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge immer weiter ausgebaut wird und eine entscheidende Rolle in unseren Energiesystemen spielt, werden Standardisierung und Interoperabilität zunehmend unerlässlich.
Im Einklang mit diesen Branchentrends hat Injet New Energy den vollständigen Funktionstest für die OCPP 1.6-Zertifizierung erfolgreich bestanden. Diese Errungenschaft ermöglicht es uns, unseren Kunden umfassendere, sicherere und komfortablere Produkte und Lösungen anzubieten. Wir sind bestrebt, zukünftig auf neuere OCPP-Versionen umzusteigen und noch fortschrittlichere Funktionen einzuführen, um den sich wandelnden Marktbedürfnissen gerecht zu werden.