In questo articolo voglio parlarti di OCPP 1.6, acronimo di Open Charge Point Protocol.
Si tratta di uno standard di comunicazione aperto e gratuito usato per facilitare la comunicazione tra le stazioni di ricarica per veicoli elettrici (EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment) e i sistemi di gestione centrale, noti come sistemi di gestione delle stazioni di ricarica (CPMS, Charge Point Management Systems).

E’ stato sviluppato per la prima volta dall'associazione olandese E-laad nel 2009. Nel 2014 E-laad e altre società fondano OCA (Open Charge Alliance) che prende la direzione del protocollo e ne pubblica le evoluzioni.

L’obiettivo di questo protocollo è standardizzare la comunicazione tra punto di ricarica e sistema di gestione. Con questo protocollo è possibile connettere qualsiasi sistema centrale con qualsiasi punto di ricarica, indipendentemente dal venditore.

La specifica definisce un protocollo applicativo e non definisce la tecnologia di comunicazione. Si può utilizzare con qualsiasi tecnologia che supporta TCP/IP. Lo scambio di messaggi avviene con il formato SOAP (simple object access protocol) o con il più semplice e compatto JSON (JavaScript Object Notation) dalla versione 1.6 in poi.

OCPP è un protocollo altamente affidabile poiché basato su transazioni. Ogni qualvolta l'EVSE invia un messaggio al CPMS, quest'ultimo invia un messaggio di conferma (e viceversa). Il messaggio di avvenuta ricezione ci dice che il messaggio è stato ricevuto, elaborato e specifica se l'azione richiesta è stata completata con successo o meno.

OCA ha rilasciato negli anni le specifiche di diverse evoluzioni dello standard ma in questo articolo vi parlerò della versione 1.6 che ha segnato un punto di svolta nel mercato della mobilità elettrica e che ad oggi è la più utilizzata.

Profili e funzionalità dell’ OCPP 1.6

In OCPP 1.6 le funzionalità e i messaggi associati sono raggruppati in profili. A seconda della funzionalità richiesta, si può scegliere di implementare uno o più profili:

• Core - E’ il profilo principale con tutte le funzionalità di base, è l’unico profilo che deve essere necessariamente implementato. Alcuni messaggi principali:
  • Authorize – Per poter avviare/stoppare una ricarica la stazione deve richiedere autorizzazione al centro
  • Boot Notification - All’accensione una stazione invia la propria configurazione al centro che può accettarla o meno
  • Change Availability / Change Configuration – Il centro può rendere non disponibile un punto di ricarica o modificarne alcuni parametri
  • DataTransfer - messaggio generico per inviare informazioni dalla stazione al centro per funzionalità non prevista dall'OCPP
  • Heartbeat- La stazione invia questo messaggio periodicamente per comunicare al CPMS che è ancora connessa
  • MeterValues - Con questo messaggio la stazione può comunicare al centro i valori del meter interno o esterno alla stazione stessa
  • StartTransaction / StopTransaction - La stazione invia al centro questo messaggio quando comincia o finisce la sessione di ricarica
• Firmware Management Support – serve a fare aggiornamenti firmware over-the-air (FOTA) della stazione di ricarica. In questo profilo ci sono anche dei messaggi che servono ad inviare informazioni diagnostiche sullo stato della stazione di ricarica
• Local Auth List Management – gestisce l’elenco locale delle autorizzazioni e permette di autorizzare una ricarica anche senza connessione al centro. In questo elenco ci sono tutti gli identificatori e lo stato di autorizzazione. Ogni identificatore viene contrassegnato come: Valido, Scaduto, Temporaneamente bloccato, in blacklist. Il CPMS può aggiornare questa lista inviando alla stazione tutta la lista aggiornata o inviando solo le modifiche.
• Reservation – questo profilo permette la prenotazione del punto di ricarica. La prenotazione viene rilasciata quando il connettore prenotato viene utilizzato oppure è scaduto il periodo di tempo definito
• Remote Trigger– permette al CPMS di richiedere uno specifico messaggio alla stazione
• Smart Charging – funzionalità avanzate di gestione della potenza di carica, te ne parlo nel dettaglio nel prossimo paragrafo

Smart Charging e casi d'uso

Le funzioni di smart charging sono la novità più importante dell'OCPP 1.6, si tratta di limitare via software la potenza massima erogabile dalla stazione di ricarica in funzione dell'impianto o di un gruppo di stazioni di ricarica o di specifiche fasce orarie.

Questi limiti vengono gestiti nei "Profili di ricarica" che non sono altro che pianificazioni di ricariche in cui viene definita la potenza massima negli intervalli di tempo. Ci sono tre tipi di profili di ricarica:

• ChargePointMaxProfile - negli scenari di bilanciamento del carico, il punto di ricarica dispone di uno o più profili di ricarica locali che limitano la potenza da condividere tra tutti i connettori del Punto di Ricarica
• TxDefaultProfile - le pianificazioni predefinite per le nuove transazioni possono essere utilizzate per imporre politiche di ricarica. Un esempio potrebbe essere una politica che impedisce la ricarica in determinate fasce orarie
• TxProfile - serve per avere un profilo di ricarica specifico per una transazione, ha la precedenza sul profilo di ricarica predefinito con TxDefaultProfile ma vale solo per la durata della transazione corrente e poi viene cancellato

Si possono impilare vari profili di ricarica, anche dello stesso tipo, per descrivere calendari complessi, un esempio preso direttamente dalla norma:

"E' possibile definire un profilo di ricarica con scopo TxDefaultProfile con una durata di una settimana che consente la ricarica a piena potenza nei giorni festivi mentre nei giorni feriali consente piena potenza dalle 23:00 alle 06:00 e potenza ridotta negli altri orari. Inoltre, si possono definire altri TxDefaultProfile che definiscono eccezioni a questa regola, ad esempio per le festività."

Ti mostro adesso dei casi d'uso della funzione Smart Charging:

1. Bilanciamento interno del carico - Ipotizziamo una stazione di ricarica con più connettori configurata con un limite fisso di potenza massima dovuto alla connessione alla rete. La stazione deve gestire il programma di ricarica per connettore senza superare la potenza massima disponibile. Per ottimizzare la distribuzione di potenza tra i connettori si può usare il parametro "minChargingRate", questo parametro indica che effettuare una ricarica sotto il minChargingRate è inefficiente, dando la possibilità di selezionare un'altra strategia di bilanciamento.
2. Smart charging centrale - Il Sistema Centrale di gestione controlla direttamente i limiti sui connettori dei Punti di Ricarica.
3. Smart charging locale - I punti di ricarica abilitati allo smart charging hanno limiti di ricarica controllati da un controllore locale. In alcuni casi il controllore potrebbe essere una stazione di ricarica (master) che da i target ad altre stazioni (slave). Un utilizzo tipico è rappresentato da un numero di punti di ricarica in un garage in cui la potenza massima data dall'impianto elettrico è inferiore alla somma dei consumi dei Punti di Ricarica.