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EV充電器の通信プロトコルOCPPの基本を理解する

2025-04-19
EV充電インフラの標準通信規格OCPPの仕組みと進化を解説。充電器とバックエンド間の「共通語」として機能し、相互運用性とスマート充電を実現する技術基盤。

以下では AMPECO の “Complete OCPP Guide” の内容を中心に、最新情報も補いながら OCPP (Open Charge Point Protocol)を初心者でも理解できるよう網羅的に整理する。
要点だけ先にまとめると、OCPP は充電器(Charge Point)とバックエンド(CSMS)間をつなぐ “共通語” で、バージョンごとに機能とセキュリティが強化され、2025年春時点では OCPP 2.1 が最新版となる。JSON/WebSocket実装が主流で、スマート充電・遠隔監視・課金・V2Gなどの高度なユースケースを規定している。

1. そもそも OCPP とは

OCPP は充電器 (Charge Point) と中央システム (Central System/CSMS) の双方向通信を標準化したオープンプロトコルである。メーカー混在でも相互運用できるため、充電ネットワークの拡張・保守コストを大幅に削減する。OCPP 自体はオープンソース仕様で、ライセンス料が不要 な点も普及を後押ししている。

1.1 役割モデル

役割 概要 代表的なメッセージ例
Charge Point (CP) 物理充電器またはコネクタ単位の論理ポート BootNotification, StartTransaction, MeterValues
CSMS (Central System) バックエンド管理プラットフォーム ChangeConfiguration, RemoteStartTransaction, GetDiagnostics

メッセージは JSON 版 (OCPP‑J) が主流で、WebSocket 上で交換される。SOAP/XML 版も存在するが、帯域効率や NAT 越えの課題から新規実装では推奨されない。

2. 歴史とバージョン比較

バージョン 主な特徴
2010 1.0 / 1.2 基本的な取引開始・終了のみ
2015 1.6 JSON 版を導入、スマート充電 Profile が追加
2018 2.0 メッセージ構造を刷新、安全機能強化、V2G 下準備
2020 2.0.1 デバイス管理・統合トランザクション・TLS/Security Profile 2 を正式化
2024 IEC 63584 2.0.1 が国際規格化
2025 2.1 ISO 15118‑20/V2X 対応、DER 制御ブロック、ローカルコスト計算などを追加。2.0.1 との後方互換を維持

初心者へのポイント

  1. 実運用では 1.6 JSON2.0.1 が混在。
  2. 2025年以降の新規導入や補助金 (NEVI など) 条件では 2.0.1 以上 が求められるケースが増加。
  3. 2.1 は 2.0.1 実装を基に段階的アップグレードできる設計。

3. OCPP の仕組みをもう少し詳しく

3.1 コネクション確立とハートビート

  1. BootNotification で充電器が起動を報告。
  2. CSMS が受理すると心拍周期 (Heartbeat) を通知。
  3. 以降、充電器は設定間隔で Heartbeat を送信し接続維持。

3.2 典型的な充電セッションフロー

  1. ユーザーがケーブルを挿す → StatusNotification=Preparing
  2. RFID タグ等で認証 → Authorize
  3. StartTransaction 送信、メータ初期値保存。
  4. 充電中は MeterValues を定期送信
  5. 停止操作または SOC100% → StopTransaction で終了、課金確定。

3.3 プロファイル & 機能ブロック

  • SmartCharging: 充電プロファイルを送信し電流を制御。
  • Firmware Management: ファーム更新パッケージURLを通知し、進捗を報告。
  • Security: TLS + 相互認証(Security Profile 2/3)を規定。

2.0.1 ではブロック構成で要件を整理し、Device Management 等が追加。

4. 用語集(最低限おさえたい5つ)

用語 説明
Profile 機能グループ。1.6 では Core / SmartCharging 等
Message WebSocket 上で交換する JSON 配列 (〈MessageTypeId, UniqueId, Action, Payload〉)
ConfigurationKey 充電器の設定項目。GetConfiguration / ChangeConfiguration で操作
Use Case 仕様書に記載された業務シナリオ例 (RemoteStart, Reservation など)
Security Profile 通信保護レベル。0=平文, 1=TLS/WSS, 2=相互TLS + 証明書検証

5. OCPP がもたらす主なメリット

  1. 相互運用性 – マルチベンダー環境でも接続可。
  2. 遠隔運用 – 障害解析やリモート再起動で稼働率向上。
  3. コスト最適化 – スマート充電でピーク抑制・動的課金。
  4. 将来性 – 新バージョン・V2G 対応へ段階アップグレード可能。

6. 代表的ユースケース

カテゴリ ユースケース例 説明
運用 RemoteStart / Stop CSMS から充電開始・停止を遠隔実行
ビジネス Smart Tariff Display 料金を事前提示・リアルタイム表示。
グリッド Dynamic Load Management 建物・サイト単位で負荷上限を守る。
V2X Plug & Charge + 双方向給電 2.0.1 で ISO 15118 と連携。

7. セキュリティの考え方

  • TLS 1.2+ による暗号化 (wss://)
  • 証明書階層を使ったクライアント認証(Security Profile 2)。
  • 2.0.1 以降は セキュリティイベントログ を標準化し不正アクセスを検知。

8. OCPP と他プロトコル連携

プロトコル 連携目的 補足
ISO 15118 Plug & Charge、V2G 2.0.1 以降でネイティブ統合。
OpenADR 需要応答 (DR) 電力系統からのシグナルで充電出力を制御。

9. はじめかたガイド

  1. 要求整理:必要な機能ブロックをリストアップ(例:SmartCharging, Firmware)。
  2. ハード選定:OCPP 1.6/2.0.1 認証済チャージャーを確認。
  3. CSMS/プラットフォーム:自社開発か SaaS (AMPECO など) を比較。
  4. 試験:OCTT2 (公式テストツール) や Plugfest で相互接続性を検証。
  5. 運用とアップデート:定期的に証明書更新とファーム更新計画を立案。

10. 最新動向 (2025年4月時点)

  • OCPP 2.1 公開 – ISO 15118‑20対応/V2Xブロック追加。
  • IEC 63584 発行 – 2.0.1 が国際標準となり各国補助金の要件に。
  • NEVI (米国) – 2024年以降の補助金で 2.0.1 準拠が必須。
  • セキュリティ強化議論 – TLS 1.3・Security Profile 3 (Elliptic Curve) の草案が進行。

まとめ

OCPP は 「充電器 × バックエンド」通信を標準化し、相互運用性・遠隔管理・スマート充電・将来拡張 を実現する鍵となるプロトコル。初心者の方はまず 1.6 JSON の基本メッセージフローを理解し、2.0.1/2.1 が追加した デバイス管理・セキュリティ・V2X の強化点を押さえると全体像がつかめます。実装や機器選定では OCPP 認証Security Profile の有無を必ず確認し、公式テストツールで相互接続を検証するのが失敗しない第一歩となる。

参考文献