OCPP

Das Open Charge Point Protocol (OCPP) ist ein Anwendungsprotokoll für die Kommunikation zwischen Ladepunkten für Elektrofahrzeuge und ergänzenden zentralen Managementsystemen (CMS). Das Protokoll wurde ursprünglich von Joury de Reuver und Franc Buve entwickelt und wird nun von der Open Charge Alliance – einer gemeinnützigen Organisation mit Sitz in den Niederlanden – verwaltet.

Mit OCPP können Betreiber E-Ladepunkte überwachen, steuern, konfigurieren und aktualisieren und auch Zahlungen und Abrechnungen abwickeln. Das Protokoll ist offen, patent- und lizenzgebührenfrei. Im April 2023 führt die Open Charge Alliance 266 Organisationen aus 45 verschiedenen Ländern, die den OCPP-Standard fördern.

Benefits

Aufgrund seiner weiten Verbreitung bringt OCPP eine Reihe von Vorteilen für die einzelnen Beteiligten sowie für das gesamte Ökosystem mit sich. Das Protokoll gewährleistet die Interoperabilität zwischen verschiedenen Ladepunkten, Betreibern und Managementsystemen, unabhängig von deren Hersteller oder Softwareanbieter.

OCPP umfasst Sicherheitsfunktionen wie Verschlüsselung, Authentifizierung und Autorisierung, um die Zuverlässigkeit von Ladevorgängen zu gewährleisten.

Das Protokoll ist ein offener und nicht-proprietärer Standard, der die Zusammenarbeit und Innovation in der Ladeindustrie fördert und es Entwicklern und Herstellern erleichtert, neue Produkte und Dienstleistungen hervorzubringen, die mit bestehenden Systemen funktionieren.

Geschichte

Im Jahr 2009 wurde ElaadNL von niederländischen Netzbetreibern gegründet, die ein Ladenetz aufbauen wollten. Um die Abhängigkeit von einem einzigen Anbieter zu vermeiden, begannen die Netzbetreiber mit der Entwicklung eines offenen Kommunikationsstandards für Ladepunkte für Elektroautos und nannten es OCPP. Die erste Version, OCPP 1.0, wurde 2010 veröffentlicht. Im Jahr 2013 gründeten die niederländische E-load Foundation, die amerikanischen Greenlots und die irische ESB die Open Charge Alliance, um die Entwicklung von OCPP zu steuern und das Protokoll weltweit zu fördern.

OCPP 1.2

OCPP wurde entwickelt, um die Kommunikation zwischen einem Ladepunkt (CP) und einem zentralen Management-System zu erleichtern. Seit der Veröffentlichung von OCPP 1.2 im Jahr 2012 unterstützt OCPP die folgenden Vorgänge zwischen dem CP und dem zentralen Management-System (CMS):

• Autorisieren: Das CMS sendet eine Nachricht an den CP, um bestimmte Nutzer:innen für die Nutzung des CPs zu autorisieren.
• Boot Notification: Der CP sendet eine Nachricht an das CMS, um zu melden, dass er online ist, seine Konfiguration zu teilen und zu signalisieren, dass er bereit ist, Nachrichten zu empfangen.
• Statusbenachrichtungen zur Diagnose: Der CP sendet eine Nachricht an das CMS, um es über seinen Diagnosestatus zu informieren.
• Statusbenachrichtigungen zur Firmware: Der CP sendet eine Nachricht an das CMS, um es über seinen Firmware-Status zu informieren.
• Heartbeat: Der CP sendet regelmäßig Nachrichten an das CMS, um es darüber zu informieren, dass es noch online und funktionsfähig ist.
• Zählerstände: Der CP sendet eine Nachricht an das CMS, um die aktuellen Messwerte der Zähler zu melden, z. B. die verbrauchte Energie und die verstrichene Zeit.
• Zurücksetzen: Mit diesem Vorgang kann der CP zurückgesetzt werden.
• Transaktion starten/stoppen: Das CMS sendet eine Nachricht an den CP, um einen Ladevorgang für ein bestimmtes Fahrzeug zu starten.
• Status-Benachrichtigungen: Der CP sendet eine Nachricht an das CMS, um es über seinen aktuellen Status zu informieren, z. B. ob er verfügbar, beschäftigt oder nicht verfügbar ist.

OCPP 1.5

OCPP 1.5 wurde später im Jahr 2012 veröffentlicht und führte weitere Funktionen ein, darunter:

• Datenübertragung: Ermöglicht die Übertragung von Daten, die nicht durch den OCPP-Standard geregelt ist.
• Lokale Listen: Der CP unterhält eine Liste von autorisierten IDs. Das CMS kann diese Liste bearbeiten.
  
• Reservierungen: Das CMS kann einen bestimmten CP für eine bestimmte Zeit reservieren.

OCPP 1.6

2016 veröffentlichte die Open Charge Alliance OCPP 1.6, die bis heute noch am häufigsten verwendete Version von OCPP. Mit dieser Version wurde die Palette der Statusmeldungen erweitert. Außerdem wurden neue Funktionen hinzugefügt, vor allem im Bereich des intelligenten Ladens:

• Ladeprofile: Das CMS kann ein Profil für eine bestimmten Ladevorgang bereitstellen, das die zu einem bestimmten Zeitpunkt für das Laden verfügbare Kapazität definiert.
• Lastausgleich: Das CMS kann die für das Laden verfügbare Kapazität kontrollieren und eine fixe Grenze festlegen.

OCPP 2.0

2018 veröffentlichte die Open Charge Alliance die Version OCPP 2.0. Mit dieser Version rückte der Kommunikationsstandard erstmals von der Grundlage der vorherigen OCPP-Versionen ab und nimmt seither die bidirektionale Kommunikation zwischen CP und CMS in den Fokus. Das Update garantiert keine Abwärtskompatibilität, sodass viele Ladepunkte, die OCPP 1.6 unterstützen, nicht mit der Version 2.0 arbeiten können. Außerdem wurde mit OCPP 2.0 eingeführt:

• Geräteverwaltung: Flexible Konfiguration der für die Überwachung gesammelten Daten, die eine erhebliche Verringerung des Datenverkehrs ermöglicht.
• Unterstützung von Anzeigen und Meldungen: Ermöglicht es dem CMS, Meldungen wie Preisinformationen auf dem Display des E-Autos anzuzeigen und den Nutzer:innen zusätzliche Informationen zur Verfügung zu stellen.
• Plug and Charge: Der ISO 15118-Standard definiert die Kommunikation zwischen E-Auto und CP und erleichtert die Autorisierung von Ladevorgängen.
• Transaktionsabwicklung: Ein Nachrichtentyp für alle transaktionsbezogenen Vorgänge anstelle von mehr als zehn verschiedenen Typen.

Setup

OCPP regelt hauptsächlich die bidirektionale Kommunikation zwischen einem zentralen Management-System und den Ladepunkten. Die Version 2.0 unterstützt jedoch darüber hinaus auch die Kommunikation mit einem angeschlossenen Fahrzeug.

Implementierung

OCPP kann auf zwei Arten implementiert werden:

• SOAP: Simple Object Access Protocol (SOAP) ist ein Netzwerkprotokoll, das die Kommunikation zwischen den verteilten Elementen einer Anwendung ermöglicht. Das Protokoll stützt sich auf XML, um Daten auszutauschen. Dies kann zu großen Dateien führen, daher ist das Protokoll für die Verwaltung von Ladestationen nur suboptimal geeignet. Außerdem erfordert das Protokoll, dass sowohl das CMS als auch der Ladepunkt als Server fungieren, und jedem Ladepunkt muss eine eindeutige IP-Adresse zugewiesen werden – daher können sie nicht hinter demselben Router lokalisiert sein.
• JSON: JavaScript Object Notation (JSON) ist ein Datenformat. Die Kommunikation stützt sich auf HTTP-Anfragen und Websockets für die Kommunikation. Der Ladepunkt fungiert als Client und das CMS als Server.

Zertifizierung

Die Open Charge Alliance betreibt ein OCPP-Zertifizierungsprogramm für CPs und CMS. Die Allianz stellt drei verschiedene Arten von Zertifikaten aus:

• Vollständiges Zertifikat (Full Certificate): Es deckt alle OCPP-Funktionen ab, einschließlich der Firmware-Verwaltung, der intelligenten Abrechnung, der Reservierung, der Listenverwaltung und der Fernauslöser.
• Teilzertifikat (Subset Certificate): Es schreibt nur die Kernfunktionen vor – andere OCPP-Operationen sind optional.
• Sicherheitszertifikat (Security Certificate):Konzentriert sich nur auf die sichere Implementierung von OCPP.

Der Zertifizierungsprozess ist in zwei Teile gegliedert:

• Konformitätstests: Das zu prüfende Gerät/System wird mit dem OCPP Compliance Testing Tool getestet. Das Tool prüft, ob das OCPP-Protokoll korrekt implementiert wurde.
• Leistungsmessung: Der Test misst, wie sich das Gerät/System in einem Laboraufbau verhält. Die Ergebnisse werden in der Konformitätserklärung zur Protokollimplementierung zusammengefasst.

OSCP

2015 führte die Open Charge Alliance das Open Smart Charging Protocol (OSCP) ein.  Das OSCP wurde entwickelt, um Vorhersagen über die lokal verfügbare Kapazität zu übermitteln und Gebührenmanagement-Systeme in die Lage zu versetzen, Gebührenprofile an diese vorhergesagten Verfügbarkeiten anzupassen. Das Protokoll wurde speziell für Verteilernetzbetreiber entwickelt, um Kapazitäten zu kommunizieren.

Mit der Veröffentlichung von OSCP 2.0 im Jahr 2020 wurde der Schwerpunkt von den E-Autos weg verlagert und stattdessen allgemeinere Begriffe verwendet, um auch andere dezentrale Energieressourcen (DERs) wie PV-Anlagen, Batterien und Wärmepumpen einzubeziehen. Außerdem unterstützt das OSCP nun auch Prognosen für Erzeugung und Verbrauch.

OCPI

Das Open Charge Point Interface (OCPI) ist ein offenes Protokoll, das von der EVRoaming Foundation gepflegt wird. Das Protokoll zielt darauf ab, die Kommunikation zwischen Betreibern von Ladestationen und Dienstleistern zu standardisieren. Dadurch vereinfacht es das Roaming für E-Auto-Fahrer:innen, indem es den Zugang zu Ladestationen verschiedener Betreiber vereinheitlicht. Es unterstützt die Kommunikation von Ladepunkten, Erreichbarkeit und Preisgestaltung.

Trivia

OCPP ist in Südkorea und Kalifornien vorgeschrieben, damit Betreiber Förderungen für Ladeinfrastruktur erhalten (ElaadNL).