Un caricabatterie si trova tra due conversazioni che non si incontrano. Da un lato parla al veicolo di quanto tempo di corrente prendere e chi paga. Dall'altro parla con un backend riguardo a sessioni, indicatori e comandi remoti. I due utilizzano protocolli diversi, modelli dati differenti e regimi di certificazione differenti.
Gli acquirenti li confondono costantemente, e la confusione genera alcuni dei fraintendimenti più costosi nell'approvvigionamento: una specifica che richiede un protocollo backend moderno nella convinzione che fornisca plug and charge, oppure un aggiornamento del veicolo che dovrebbe risolvere un problema di fatturazione. Separare i livelli rende ogni requisito verificabile da solo.
Due stack, due Jobs
La pila inferiore passa sopra il cavo di ricarica. Si occupa della connessione fisica, dei controlli di sicurezza prima dell'applicazione dell'alimentazione, della negoziazione dei parametri di ricarica e — nelle versioni successive — dell'identità del veicolo e dello scambio certificati che consente l'autorizzazione automatica.
Lo stack superiore funziona su una connessione di rete, solitamente dati mobili o una LAN di sito. Trasporta ciò di cui l'operatore ha bisogno: comandi di avvio e arresto, registrazioni delle transazioni, valori del contatore, diagnostica, gestione e configurazione del firmware. Non ha una visuale diretta sul veicolo. Tutto ciò che sa di una sessione, lo ha imparato dal caricatore.
Che l'asimmetria è la chiave dell'intero soggetto. Il caricatore è un traduttore con opinioni proprie, non un tubo trasparente. Quello che il backend registra è ciò che il caricatore ha scelto di riportare, nel formato definito dal protocollo superiore.
Tra veicolo e caricatore
La configurazione più vecchia è semplice e comunque universale come soluzione di riserva. Un segnale modulato in larghezza d'impulso sul pilota di controllo trasmette una corrente massima, il veicolo risponde cambiando un livello di tensione e il caricatore chiude il contattore quando la sequenza lo consente. Non esiste un canale dati nel senso moderno e nessuno scambio di identità. L'autorizzazione avviene al di fuori del protocollo, tramite un lettore di schede, un'app o un rilascio manuale.
I protocolli di alto livello aggiungono un canale dati. ISO 15118 e il suo predecessore DIN 70121 portano avanti una conversazione strutturata tramite comunicazione powerline: il veicolo si identifica, le due parti scambiano le capacità, il veicolo dichiara ciò che vuole e il caricabatterie riporta ciò che può fornire. Lo scambio continua per tutta la sessione, motivo per cui il caricabatterie può vedere la richiesta del veicolo e non solo la corrente risultante.
Le edizioni successive della ISO 15118 estendono questo all'identità basata su certificato, che rende possibile l'autorizzazione automatica, e al trasferimento di energia bidirezionale. Entrambe le estensioni richiedono hardware e software che un caricatore costruito solo per l'edizione precedente non possiede.
Questo livello è dove entrano in funzione le caratteristiche del veicolo. È anche dove la documentazione del caricatore di solito indica due cose distinte: quale protocollo di alto livello comunica al veicolo e quale protocollo backend ripone.
Tra Charger e Backend
Il protocollo dominante qui è OCPP, uno standard aperto mantenuto da un'associazione industriale e implementato indipendentemente dai produttori di caricabatterie e dalle piattaforme backend. Definisce messaggi per autorizzazione, inizio e fine delle transazioni, valori del contatore, notifiche di stato, comandi remoti, aggiornamenti firmware e configurazione.
Le versioni successive di OCPP aggiungono gestione dei dispositivi, profili di ricarica smart migliorati e un approccio più strutturato ai programmi compositi. La differenza pratica per un operatore è quanto controllo ha il backend su quando e quanto velocemente ogni connettore si carica, e quanto di questo può essere modificato senza una visita sul sito.
Quello che OCPP non fa è parlare con il veicolo. Un backend che supporta la versione più recente viene comunque a conoscenza del veicolo di seconda mano. Se il caricabatterie non riporta un valore, il backend non può visualizzarlo e nessuna sofisticazione della piattaforma lo recupera.
La conformità aggiunge un ulteriore livello di confusione. La conformità OCPP è certificata per un caricabatterie secondo una versione definita, e la certificazione appartiene a quel prodotto e a quella versione. Non dice nulla sul protocollo lato veicolo, né su quanto bene un particolare backend implementi la stessa versione. Due prodotti conformi possono comunque non interoperare sulle parti opzionali della specifica, motivo per cui il test di integrazione esiste come attività separata.
Perché plug and charge necessita di entrambi i lati
L'autorizzazione automatica, solitamente descritta come plug and charge, è una catena piuttosto che una caratteristica. Il veicolo presenta un certificato contrattuale rispetto al protocollo di alto livello. Il caricatore lo convalida contro una catena di certificati di cui si fida e autorizza localmente o inoltra l'identità verso l'alto per una decisione. Il backend conferma che il contratto è valido e può essere fatturato.
Ogni link deve essere presente. Un veicolo senza certificato contrattuale non può presentarne uno. Un caricatore senza il protocollo di alto livello e il trust store non può leggerlo. Un backend senza la gestione dei certificati corrispondente non può risolvere la questione. Quando manca un link, la sessione torna a una carta, un'app o un codice QR — che è esattamente ciò che sperimentano i conducenti nelle reti che pubblicizzano la ricarica automatica e la distribuiscono solo per alcune combinazioni di veicolo e operatore.
Questo è anche il motivo per cui la funzione è disponibile in modo disomogeneo nella pratica. Dipende dall'intersezione di tre sistemi aggiornati indipendentemente, e l'intersezione è più piccola di ciascuno di essi.
Aggiornare uno non aggiorna l'altro
Quattro assunzioni comuni falliscono per lo stesso motivo.
Che un protocollo backend più recente fornisce un'autorizzazione automatica. Non lo fa, perché l'autorizzazione viaggia sulla pila inferiore. Un caricatore può parlare della versione più recente del backend e comunque richiedere una scheda.
Che un veicolo che supporta la ricarica automatica funziona su qualsiasi rete. Funziona quando il caricatore e il backend sono configurati per esso e l'operatore ha un rapporto di roaming o contrattuale con il fornitore del veicolo.
Che un aggiornamento firmware del caricabatterie aggiunga una capacità lato veicolo. La parte del caricabatterie della conversazione può essere aggiornata. Il veicolo non può, dal caricabatterie.
E quella certificazione copre entrambe. Le certificazioni vengono rilasciate per prodotto, protocollo e versione, e un certificato che nomina un livello non dice nulla sull'altro.
Un caricatore ben specificato indica separatamente i due livelli, e i prodotti in questa gamma tipicamente elencano una versione del protocollo backend insieme ai protocolli lato veicolo che supportano. La specifica 120 e 180 kW fa questo, e la separazione è ciò che rende i due requisiti individualmente testabili.
Come scriverlo come requisito
Un requisito che non può essere testato non è un requisito. Quattro righe lo rendono testabile.
Indica il protocollo lato veicolo e l'edizione che il caricabatterie deve supportare, e se è richiesta l'autorizzazione automatica su quell'interfaccia. Indichi il protocollo e la versione backend, e se la conformità deve essere certificata o semplicemente dichiarata. Dichiara il comportamento di riserva quando una delle negoziazioni fallisce, perché un sito che passa silenziosamente in modalità non autenticata è un problema di ricavi. E dichiarare quali prove sono accettate: un numero di certificato, un rapporto di prova o un test congiunto con la piattaforma che l'operatore intende utilizzare.
Quest'ultimo è quello che cattura la maggior parte dei progetti. I test di conformità dimostrano che un prodotto corrisponde a una specifica. I test di integrazione dimostrano che due prodotti funzionano insieme. I documenti di approvvigionamento spesso richiedono la prima e richiedono la seconda, e il vuoto diventa visibile solo dopo la consegna dell'hardware.
La relazione tra questi protocolli e la gestione del carico è abbastanza stretta da causare confusione a sua volta: un profilo di ricarica intelligente fornito tramite il protocollo backend è un'istruzione al caricabatterie, che deve poi rispettarla all'interno di ciò che il veicolo accetta. Questa interazione è trattata nella nota su load management, che descrive dove termina l'istruzione e iniziano i limiti del veicolo.
Una stack è rivolta verso il veicolo, una verso la piattaforma e nessuna delle due può sostituire l'altra. Quando manca una funzionalità, la prima domanda è su quale stack doveva arrivare.
Per la maggior parte degli operatori la conseguenza pratica è una checklist piuttosto che un redesign. Scrivi i due requisiti del protocollo su linee separate, nomina la versione per ciascuno, chiedi cosa succede quando la negoziazione fallisce e testa la combinazione prima che il sito apra invece che dopo il primo reclamo.
Controllo di cosa supporta effettivamente un caricabatterie?
Chiedi il protocollo lato veicolo e il protocollo backend come due righe separate, ciascuna con la propria versione. Un certificato non copre entrambi.
Fai una domanda sulla specifica