Protokol vozila naspram backend protokola: Dva odvojena sloja

Punjač se nalazi između dva razgovora koja se ne dodiruju. S jedne strane komunicira s vozilom o tome koliko struje treba uzeti i tko plaća. S druge strane, komunicira s backendom o sesijama, brojilima i udaljenim naredbama. Oba pristupa koriste različite protokole, različite modele podataka i različite režime certificiranja.

Kupci ih stalno miješaju, a ta zamjena proizvodi neke od najskupljih nesporazuma u nabavi: specifikaciju koja zahtijeva moderan backend protokol u uvjerenju da pruža plug and charge, ili nadogradnju vozila koja se očekuje da riješi problem s naplatom. Razdvajanje slojeva čini svaki zahtjev samostalno provjerljivim.

Dva stoga, dva posla

Donji sloj prolazi preko kabela za punjenje. On upravlja fizičkom vezom, sigurnosnim provjerama prije dovođenja napajanja, pregovaranjem o parametrima punjenja i — u kasnijim verzijama — identitetom vozila i razmjenom certifikata koja omogućuje automatsku autorizaciju.

Gornji sloj radi preko mrežne veze, obično mobilne mreže ili LAN mreže. Prenosi ono što operateru treba: naredbe za pokretanje i zaustavljanje, zapise transakcija, vrijednosti brojila, dijagnostiku, upravljanje firmwareom i konfiguraciju. Nema izravan pogled na vozilo. Sve što zna o sesiji, naučio je iz punjača.

Ta asimetrija je ključ cijelog subjekta. Punjač je prevoditelj sa svojim mišljenjima, a ne prozirna cijev. Ono što backend bilježi je ono što je punjač odlučio prijaviti, u formatu koji definira gornji protokol.

Između vozila i punjača

Stariji raspored je jednostavan i još uvijek univerzalan kao rezerva. Signal moduliran širinom impulsa na upravljačkom pilotu prenosi maksimalnu struju, vozilo reagira promjenom razine napona, a punjač zatvara kontaktor kad to sekvenca dopušta. Ne postoji podatkovni kanal u modernom smislu niti razmjena identiteta. Autorizacija se odvija izvan protokola, putem čitača kartica, aplikacije ili ručnog izdavanja.

Protokoli visoke razine dodaju podatkovni kanal. ISO 15118 i njegov prethodnik DIN 70121 vode strukturirani razgovor putem powerline komunikacije: vozilo se identificira, dvije strane razmjenjuju mogućnosti, vozilo navodi što želi, a punjač izvještava što može isporučiti. Razmjena se nastavlja tijekom cijele sesije, zbog čega punjač može vidjeti zahtjev vozila, a ne samo nastalu struju.

Kasnija izdanja ISO 15118 proširuju ovo na identitet temeljen na certifikatima, što omogućuje automatsku autorizaciju, te na dvosmjerni prijenos energije. Obje ekstenzije zahtijevaju hardver i softver koji punjač izrađen samo prema ranijoj verziji nema.

Ovaj sloj je mjesto gdje karakteristike vozila ulaze u sustav. Također, u dokumentaciji punjača obično piše dvije odvojene stvari: koji visokorazinski protokol prenosi vozilu i koji backend protokol prenosi prema gore.

Između Chargera i Backenda

Dominantni protokol ovdje je OCPP, otvoreni standard koji održava industrijska udruga i implementiraju proizvođači punjača i backend platforme neovisno. Definira poruke za autorizaciju, početak i zaustavljanje transakcija, vrijednosti brojila, obavijesti o statusu, udaljene naredbe, ažuriranja firmvera i konfiguraciju.

Kasnije verzije OCPP-a dodaju upravljanje uređajima, poboljšane pametne profile punjenja i strukturiraniji pristup složenim rasporedima. Praktična razlika za operatera je koliko kontrole backend ima nad time kada i koliko brzo svaki konektor puni, a koliko se toga može promijeniti bez posjeta lokaciji.

Ono što OCPP ne radi je da komunicira s vozilom. Backend koji podržava najnoviju verziju i dalje uči o vozilu iz druge ruke. Ako punjač ne prijavi vrijednost, backend je ne može prikazati, a nijedna razina sofisticiranosti platforme je ne može povratiti.

Usklađenost dodaje dodatni sloj zbunjenosti. OCPP usklađenost se certificira za punjač prema definiranoj verziji, a certifikacija pripada tom proizvodu i toj verziji. Ne govori ništa o protokolu na strani vozila, niti o tome koliko dobro određeni backend implementira istu verziju. Dva usklađena proizvoda i dalje mogu ne surađivati na opcionalnim dijelovima specifikacije, zbog čega integracijsko testiranje postoji kao zasebna aktivnost.

Zašto plug and charge treba obje strane

Automatska autorizacija, obično opisana kao plug and charge, je lanac, a ne značajka. Vozilo pokazuje ugovornu potvrdu o visokom protokolu. Punjač ga provjerava prema lancu certifikata kojem vjeruje, te ili lokalno autorizira ili prosljeđuje identitet prema gore radi odluke. Backend potvrđuje da je ugovor valjan i može se naplatiti.

Svaka poveznica mora biti prisutna. Vozilo bez ugovorne potvrde ne može je predočiti. Punjač bez visokorazinskog protokola i trust store to ne može očitati. Backend bez odgovarajuće obrade certifikata ne može to riješiti. Kad nedostaje bilo koja poveznica, sesija se vraća na karticu, aplikaciju ili QR kod — što je upravo ono što vozači doživljavaju na mrežama koje reklamiraju automatsko punjenje i nude ga samo za neke kombinacije vozila i operatera.

Zato je značajka u praksi neujednačeno dostupna. Ovisi o presjeku triju neovisno ažuriranih sustava, a presjek je manji od bilo kojeg od njih.

nadogradnja jednog ne nadograđuje drugi

Četiri uobičajene pretpostavke ne vrijede iz istog razloga.

Da noviji backend protokol automatski odobrava autorizaciju. Ne događa se, jer autorizacija putuje na donjem stupcu. Punjač može koristiti najnoviju pozadinsku verziju i još uvijek zahtijevati karticu.

Da vozilo koje podržava automatsko punjenje radi na bilo kojoj mreži. Radi tako da su punjač i backend konfigurirani za njega, a operater ima roaming ili ugovorni odnos s pružateljem usluge vozila.

Da ažuriranje firmvera punjača dodaje mogućnost na strani vozila. Strana razgovora o punjaču može se ažurirati. Vozilo ne može, s punjača.

I ta jedna certifikacija pokriva oba. Certifikati se izdaju po proizvodu, protokolu i verziji, a certifikat koji imenuje jedan sloj ne govori ništa o drugom.

Dobro definiran punjač specificira dva sloja odvojeno, a proizvodi u ovom rasponu obično navode verziju backend protokola uz protokole na strani vozila koje podržavaju. Stil 120 i 180 kW specifikacija postaje to omogućuje, a razdvajanje čini ta dva zahtjeva pojedinačno testabilnima.

Kako ovo upisati u zahtjev

Zahtjev koji se ne može testirati nije uvjet. Četiri linije omogućuju testiranje.

Navedi protokol na strani vozila i izdanje koje punjač mora podržati, te je li na tom sučelju potrebna automatska autorizacija. Navedite backend protokol i verziju, te treba li usklađenost biti certificirana ili samo deklarirana. Navedite ponašanje rezerve kada bilo koji od pregovora ne uspije, jer stranica koja tiho prelazi u neautentificirani način rada predstavlja problem prihoda. I navedite koji su dokazi prihvaćeni: broj certifikata, izvještaj o testiranju ili zajednički test s platformom koju operater namjerava koristiti.

Posljednji od tih je onaj koji hvata većinu projekata. Testiranje usklađenosti dokazuje da proizvod odgovara specifikaciji. Integracijsko testiranje dokazuje da dva proizvoda rade zajedno. Dokumenti za nabavu često traže prvi, a drugi zahtijevaju, a praznina postaje vidljiva tek nakon isporuke hardvera.

Odnos između ovih protokola i upravljanja opterećenjem dovoljno je blizak da izazove vlastitu zabunu: pametni profil punjenja isporučen preko pozadinskog protokola je instrukcija punjaču, koji je zatim mora poštovati unutar onoga što vozilo prihvaća. Ta je interakcija obrađena u bilješci o upravljanje opterećenjem, koje opisuje gdje instrukcija završava, a počinju vlastita ograničenja vozila.

Za većinu operatera praktična posljedica je kontrolni popis, a ne redizajn. Napišite dva zahtjeva protokola zasebno, imenujte verziju za svaki, pitajte što se događa kada pregovori ne uspiju i testirajte kombinaciju prije otvaranja stranice, a ne nakon prve pritužbe.