مع استمرار السيارات الكهربائية في تغيير مشهد النقل العالمي، تُعدّ تجربة الشحن السلسة والبديهية أمرًا بالغ الأهمية لتشجيع المزيد من الناس على تبنيها. قد تُشكّل صعوبة الوصول إلى محطات الشحن، والتنقل بين شبكات الشحن المتعددة، وأنظمة الدفع غير المتناسقة، عائقًا أمام مُلاك السيارات الكهربائية المحتملين، أو مصدر إحباط لمن انتقلوا بالفعل إلى استخدام السيارات الكهربائية. يأتي بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) ليُحدث ثورة في منظومة شحن السيارات الكهربائية. صُمّم OCPP لتبسيط التواصل بين محطات شحن السيارات الكهربائية وأنظمة الإدارة، مما يضمن المرونة والتوافق والكفاءة لشبكة شحن قوية وسهلة الاستخدام.
ما هو بروتوكول OCPP - بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة؟
بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) هو بروتوكول تطبيقات للتواصل بين محطات شحن المركبات الكهربائية (المعروفة أيضًا بنقاط شحن المركبات الكهربائية) وأنظمة إدارة شحن المركبات الكهربائية (المعروفة اختصارًا بـ CMS). ويعمل OCPP بشكل أساسي كلغة مشتركة وقناة اتصال تُمكّن من التواصل السلس بين هذين العنصرين الأساسيين في منظومة شحن المركبات الكهربائية.
تم إنشاء بروتوكول OCPP في الأصل عام 2009 لتوحيد معايير التفاعل بين شواحن السيارات الكهربائية وأنظمة الإدارة. وعلى الرغم من وجود بروتوكولات خاصة، يتميز OCPP بكونه منصة مفتوحة بالكامل. تمنح هذه الانفتاحية مستخدمي محطات الشحن مرونة ربط أي شبكة بأي محطة شحن، مما يعزز الابتكار والمنافسة وسهولة الوصول في قطاع شحن السيارات الكهربائية.
مزايا نظام OCPP
1. توفير المرونة والأمان لأصحاب محطات الشحن
يضمن برنامج OCPP لأصحاب محطات الشحن إمكانية تغيير مشغلي الشبكة حسب الحاجة، مما يحمي استثماراتهم ويمنع تقادم أصولهم. في حال انسحاب شركة مصنعة لمحطات الشحن من السوق، يمكن لأصحاب المحطات الانتقال إلى شبكة أخرى متوافقة مع برنامج OCPP دون فقدان أي وظائف. يشجع هذا الخيار المفتوح المنافسة بين الشركات المصنعة ومزودي الشبكات، مما يقلل التكاليف ويحسن الخدمة ويعزز الابتكار. ونتيجة لذلك،شحن السيارات الكهربائية توسعت البنية التحتية بسرعة، مما وفر لسائقي السيارات الكهربائية المزيد من خيارات الشحن.
2. يسمح بالاتصال العالمي بين محطات الشحن ومقدمي خدمات الشبكة لتوفير خدمات الشبكة بشكل فعال من حيث التكلفة (مثل الاستجابة للطلب).
سيؤدي التحول إلى سيناريو صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050 إلى زيادة كبيرة في الطلب على الكهرباء، مدفوعةً بشكل أساسي بكهربة النقل والتدفئة المنزلية وغيرها من الصناعات. في الوقت نفسه، أدى الانتشار الواسع لمصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، والتي يتفاوت إنتاجها تبعًا للطقس ووقت اليوم، إلى زيادة الضغط على شبكة الكهرباء. تشكل هذه التغيرات الديناميكية تحديات لاستقرار الشبكة وموثوقيتها، مما يدفع شركات الكهرباء إلى البحث عن حلول مبتكرة، مثل برامج الاستجابة للطلب.
ما هي استجابة الطلب؟
تتضمن الاستجابة للطلب موازنة الطلب على الشبكة من خلال تشجيع المستخدمين على تحويل استخدامهم للكهرباء إلى ساعات خارج الذروة عندما تكون الطاقة أكثر وفرة أو يكون الطلب أقل.
يتحقق ذلك عادةً من خلال حوافز الأسعار أو المكافآت المالية الأخرى. وتلعب استجابة الطلب، إلى جانب الشبكات الذكية وأنظمة تخزين الطاقة، دورًا حيويًا في الحفاظ على مرونة الشبكة، والحد من تأثير الطاقة المتجددة المتغيرة، وضمان استقرار الشبكة خلال ساعات ذروة الاستهلاك.
دور OCPP في الاستجابة للطلب
لضمان نجاح برامج الاستجابة للطلب، يُعدّ التواصل السلس بين أجهزة الشحن وشركات الكهرباء أمرًا بالغ الأهمية. يجب أن تكون أجهزة الشحن قادرة على تعديل أو تعليق استخدامها للكهرباء بشكل ديناميكي بناءً على طلب الشبكة. يستفيد برنامج OCPP من قنوات التفاعل القائمة بين أجهزة الشحن وبرامج الإدارة لتسهيل هذا التواصل.
مزايا استجابة الطلب في برنامج OCPP
• فعالية التكلفة: من خلال الاستفادة من البنية التحتية للاتصالات الحالية، يقلل برنامج OCPP من التكاليف الإضافية المرتبطة بدمج أجهزة الشحن في برامج الاستجابة للطلب.
• مرونة معززة: تتيح أجهزة الشحن المتوافقة مع OCPP للمشغلين المشاركة الفعالة في مبادرات إدارة الشبكة وضمان توازن العرض والطلب على الكهرباء.
• بنية تحتية مقاومة للمستقبل: بالاقتران مع OCPP، يمكن لشبكات الشحن أن تتكيف مع المشهد المتغير للطاقة وتدعم جهود تحديث الشبكة الأوسع.
من خلال دمج قدرات الاستجابة للطلب عبر OCPP، لا يمكن للمشغلين المساهمة في استقرار الشبكة فحسب، بل يمكنهم أيضًا تعزيز قيمة شبكات الشحن الخاصة بهم في نظام بيئي مستدام للطاقة.
3. زيادة استخدام السيارات الكهربائية من خلال الوصول الموحد وتجربة المستخدم المبسطة
تُعدّ تجربة الشحن السلسة والبديهية أمراً بالغ الأهمية لتشجيع المزيد من الناس على استخدام السيارات الكهربائية. فقد يؤدي تعقيد الوصول إلى أجهزة الشحن، والتنقل بين شبكات الشحن المتعددة، وأنظمة الدفع غير المتسقة إلى تثبيط عزيمة مالكي السيارات الكهربائية المحتملين أو إحباط أولئك الذين انتقلوا بالفعل إلى استخدام السيارات الكهربائية.
تعالج شهادة OCPP هذه التحديات من خلال وضع مجموعة من البروتوكولات الموحدة التي تعزز الاتساق وقابلية التشغيل البيني عبر شبكات الشحن. وذلك من خلال ضمان أنشواحن إذا استوفيت هذه المعايير، يمكن لـ OCPP تقليل الحواجز أمام الدخول وتعزيز تجربة مستخدم موحدة، مما يجعل شحن المركبات الكهربائية أكثر ملاءمة.
تتضمن بعض عناصر تجربة المستخدم المتسقة التي تحافظ عليها شهادة OCPP ما يلي:
1. كيف يبدأ السائقون في تحصيل الرسوم؟
2. كيف يدفع السائقون مقابل الشحن
3. إمكانية الوصول إلى أجهزة الشحن من شبكات متنوعة من خلال تطبيق واحد أو ملف تعريف دفع واحد
4. توحيد نظام الفوترة عبر شبكات الشحن المختلفة
الصورة الأوسع: دعم تبني السيارات الكهربائية
من خلال تقليل نقاط التعثر في عملية الشحن، تُنشئ مبادرة OCPP منظومة تجعل القيادة أكثر سهولة وراحة. وهذا لا يُحسّن تجربة مالكي السيارات الكهربائية الحاليين فحسب، بل يُطمئن المشترين المحتملين أيضًا بأن امتلاك سيارة كهربائية أمر عملي ومريح. كما أن البنية التحتية الموحدة للشحن تُعزز الثقة وتُشجع على تبني السيارات الكهربائية على نطاق أوسع، وهو أمر بالغ الأهمية لتسريع الانتقال إلى وسائل النقل المستدامة.
في نهاية المطاف، تلعب أجهزة الشحن المعتمدة من قبل OCPP دورًا رئيسيًا في إنشاء شبكة شحن متماسكة ومتمحورة حول المستخدم، مما يضمن شعور السائقين بالثقة والدعم أثناء تبنيهم لتكنولوجيا السيارات الكهربائية.
كيف يعمل بروتوكول OCPP؟
في القسم السابق، تعلمنا أن بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) يوفر حلاً موحدًا لطريقة الاتصال بين محطات الشحن وأي نظام مركزي، بغض النظر عن البائع.
بروتوكول OCPP هو وسيلة الاتصال بينمحطات شحن السيارات الكهربائيةوأنظمة إدارة شحن المركبات الكهربائية. يصف القسم التالي كيف يساعد بروتوكول OCPP هاتين المجموعتين المختلفتين في منظومة شحن المركبات الكهربائية على التواصل مع بعضهما البعض، وما هي الوظائف الأخرى التي يمتلكها بالإضافة إلى التواصل.
1. تبادل الرسائل
يسمح بروتوكول OCPP لمحطات الشحن وأنظمة الإدارة بتبادل الرسائل حول الحالة الحالية لمحطة الشحن.
على سبيل المثال، يمكن أن تتضمن الرسائل ما يلي:
• ما إذا كان الشاحن متاحًا أو قيد الاستخدام أو يتطلب صيانة
• عند بدء عملية الشحن أو توقفها
• عداد استهلاك التيار أو عداد وقت التوقف
معلومات تشخيص محطة الشحن
2. المراقبة عن بعد
يمكن لمشغلي نقاط الشحن استخدام بروتوكول OCPP لمراقبة محطات الشحن الخاصة بهم عن بعد.
3. التفويض
يمكن لمشغلي نقاط الشحن استخدام بروتوكول OCPP لمنح الإذن بالوصول إلى محطات الشحن.
4. تحديث البرامج الثابتة
يمكن لنظام الإدارة إرسال طلب تحديث البرامج الثابتة إلى محطة الشحن، والتي يمكنها بعد ذلك تأكيد التحديث وتنفيذه.
5. الدفع والفواتير
يمكن لمشغلي نقاط الشحن استخدام OCPP لدمج أنظمة الدفع والفواتير المختلفة.
6. الشحن الذكي
يدعم بروتوكول OCPP ميزات الشحن الذكي مثل موازنة الأحمال واستخدام ملفات تعريف الشحن.
7. برنامج الاستجابة للطلب
يسمح برنامج OCPP لأجهزة الشحن بالتواصل مع الشبكة أو برامج المرافق، مما يساعد في التحكم في الطلب على الكهرباء.
مقدمة عن إصدارات OCPP الحالية المتوفرة في السوق
في عام 2010، تم إصدار بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة 1.2، ثم الإصدار 1.5 في عام 2013. لم تعد هذه الإصدارات المبكرة تحظى بدعم فعّال من منظمة نقاط الشحن المفتوحة، لذا قمنا بإصدار نسخ لاحقة، وهي OCPP 1.6 في عام 2015 وOCPP 2.0.1 في عام 2020. يُعدّ كل من OCPP 2.1 وOCPP 2.0.1 متوافقين مع الإصدارات السابقة. من المتوقع إصدار OCPP 2.1 في الربع الأول من عام 2025.
نوعان من تطبيقات OCPP
بروتوكول SOAP: بروتوكول الوصول البسيط للكائنات (SOAP) هو بروتوكول قائم على الرسائل يستخدم لغة XML لتمثيل البيانات. يُعد SOAP إطار عمل يسمح بإرسال الرسائل بين مكونات الإنترنت. وتكمن ميزة SOAP في أن المعيار يغطي وظائف إرسال واستقبال الرسائل، مما يُسهّل عملية التنفيذ السريع.
JSON: تدوين كائنات جافا سكريبت هو تنسيق خفيف الوزن لتبادل البيانات، سهل القراءة والكتابة للبشر، وسهل التحليل والإنشاء للآلات. وهو أسهل قراءةً وكتابةً من XML. ويعتمد على مجموعة فرعية من جافا سكريبت.
OCPP1.6
يعتمد بروتوكول OCPP 1.6 على بروتوكول OCPP 1.5، مستفيدًا من سنوات من الخبرة العملية والتطبيقات الناجحة حول العالم. ومنذ إطلاقه عام 2012، تم تطبيق بروتوكول OCPP 1.5 على نطاق واسع من قبل الموردين وشركات المرافق في جميع أنحاء العالم. وعلى هذا الأساس،OCPP 1.6 يقدم العديد من التحسينات الرئيسية، بما في ذلك إمكانيات الشحن الذكي ودعم JSON و SOAP عبر WebSocket.
يتضمن هذا الإصدار أيضًا العديد من التحسينات، مثل توثيق أكثر وضوحًا وتحديثات لتعزيز التوافق بين منتجات مختلف الموردين. تشمل الميزات الجديدة الرئيسية إمكانيات تشخيص موسعة (مثل رموز الأعطال)، وحالة نقاط الشحن الإضافية، وإمكانيات TriggerMessage، وكلها مصممة لتلبية احتياجات السوق بشكل أفضل.
يحتفظ برنامج OCPP 1.6 بالوظائف الأساسية للإصدار السابق، ويقدم عددًا من التحديثات والإصلاحات للمشاكل الغامضة المعروفة التي تجعله غير متوافق مع OCPP 1.5. تهدف هذه التحسينات إلى توفير خدمات أفضل لمشغلي محطات الشحن (CPOs) وتجربة أفضل لسائقي المركبات الكهربائية في جميع أنحاء العالم.
تشمل ميزات OCPP 1.6 ما يلي:
· OCPP 1.5
· إصدارات SOAP و JSON
يدعم الشحن الذكي موازنة الأحمال واستخدام ملفات تعريف الشحن
· دعم إدارة القوائم (المحلية)
• حالات إضافية: يضيف حالات إضافية إلى تعداد حالات نقطة الشحن لتزويد مشغلي نقاط الشحن والمستخدمين النهائيين بمعلومات أكثر حول الحالة الحالية لنقطة الشحن
· طلبات إرسال الرسائل، مثل وقت نقطة الاتصال أو حالة نقطة الاتصال
· تحسينات طفيفة في المواصفات (مقارنة بـ OCPP 1.5)
OCPP 2.0.1
بالمقارنة مع OCPP 1.6، يقدم OCPP 2.0.1 ميزات محسّنة وقدرات جديدة. مع ذلك، تجعل هذه التحسينات OCPP 2.0.1 غير متوافق مع الإصدارات السابقة (مثل OCPP 1.6 و OCPP 1.5).
الميزات الجديدة في OCPP 2.0.1 مقارنةً بـ OCPP 1.6
1. تُستخدم ميزة إدارة الأجهزة (المعروفة أيضًا باسم طراز الجهاز) للحصول على التكوينات وتعيينها ومراقبة محطات الشحن.
تُعد إدارة الأجهزة (المعروفة أيضًا باسم نموذج الجهاز) ميزة طال انتظارها، وقد رحب بها بشكل خاص كبار مسؤولي أمن المعلومات الذين يديرون شبكات (معقدة) من محطات الشحن (من موردين مختلفين).
يوفر الميزات التالية:
• إعداد تقارير المخزون
• تحسين الإبلاغ عن الأخطاء والحالة
• تحسينات في التكوين
• مراقبة قابلة للتخصيص
كل هذا يساعد منظمات المجتمع المدني على تقليل تكاليف تشغيل شبكة محطات الشحن.
مصنعي محطات الشحنلهم الحرية في تحديد مقدار المعلومات التفصيلية التي يرغبون في نشرها حول محطات الشحن الخاصة بهم من خلال
إدارة الأجهزة: على سبيل المثال، يمكنهم تحديد ما يمكن مراقبته وما لا يمكن مراقبته.
2. تحسينات لمعالجة المعاملات الكبيرة بشكل أفضل
• رسالة واحدة تغطي جميع الوظائف المتعلقة بالمعاملات
• تقليل البيانات
قدّمت OCPP 1.6 نقل بيانات JSON عبر تقنية WebSockets، مما يُقلّل بشكل ملحوظ من حجم بيانات الهاتف المحمول. كما قدّمت OCPP 2.0 دعمًا لضغط البيانات عبر WebSockets، مما ساهم في تقليل حجم البيانات بشكل أكبر.
3. تحسينات في الأمن السيبراني
تمت إضافة التحسينات التالية لتعزيز قدرة برنامج حماية الخصوصية على الإنترنت (OCPP) على مقاومة الهجمات الإلكترونية:
• ملفات تعريف الأمان (3 مستويات) لمصادقة محطة الشحن و/أو نظام إدارة محطات الشحن (CSMS) وأمان الاتصالات
• إدارة مفاتيح شهادات العملاء
• تحديثات البرامج الثابتة الآمنة
• سجلات أحداث الأمان
4. الشحن الذكي الممتد
في بروتوكول OCPP 2.0.1، تم توسيع وظيفة الشحن الذكي (مقارنةً ببروتوكول OCPP 1.6) لدعم ما يلي:
• إدخال بيانات الشحن الذكي المباشر من نظام إدارة الطاقة (EMS) إلى محطة الشحن
• تحسين الشحن الذكي باستخدام وحدات تحكم محلية
• دعم الشحن الذكي المتكامل لنظام إدارة المحتوى،محطات الشحنوالمركبات الكهربائية.
5. دعم معيار ISO 15118
بالمقارنة مع معيار IEC 61851، يُعدّ معيار ISO 15118 بروتوكولًا أحدث للتواصل بين محطات شحن المركبات الكهربائية والمركبات الكهربائية. يتيح معيار ISO 15118 العديد من الميزات الجديدة وتواصلًا أكثر أمانًا بين محطات الشحن والمركبات الكهربائية. يدعم بروتوكول OCPP 2.0.1 معيار ISO 15118، وتشمل الميزات الجديدة ما يلي:
• قم بالتوصيل والشحن
• الشحن الذكي، بما في ذلك مدخلات من السيارة الكهربائية
6. تحسين تجربة العملاء
• المزيد من خيارات التفويض
• عرض الرسائل
• اللغة المفضلة لسائقي السيارات الكهربائية
• الرسوم والتعريفات
7. بروتوكول النقل: تحسينات OCPP-J
• توجيه الرسائل البسيط
• لا يوجد دعم لبروتوكول SOAP
تاريخ النشر: 21 مايو 2025