PnC即插即充技術是提升電動出行生態系統使用者體驗的核心技術。本文將基於技術流程圖,詳細解析PnC即插即充技術的三大核心機制。
1、車輛與充電站之間的信任建立階段
身份驗證:充電站透過SECC(供電設備通訊控制器)證書驗證其身份,而車輛則使用出廠預設的V2G根證書(信任錨)進行交叉驗證。為防止憑證偽造攻擊,系統引入了OCSP(線上憑證狀態協定)。最新的ISO15118-20標準強制要求所有憑證(包括子CA和葉節點憑證)進行即時吊銷驗證,以確保每個通訊鏈路都受到嚴格的合規性監控。
在此階段,車輛(EV)和充電站(EVSE)基於ISO 15118協定進行握手。完成槍插操作並建立數位通訊鏈路後,雙方將協商確定傳輸層安全協定(TLS)的應用版本:
- TLS 1.2在 ISO 15118-2 標準中使用;
- 使用時ISO 15118-20標準,TLS 1.3被採納;
需要注意的是:
ISO 15118-2 是第一代應用層協議,主要用於安全通訊、PnC(點對點)和智慧充電過程。在協定層面,它可以支援某些 V2G 訊息交換,但該標準本身並未提供完整的 V2G 功能的詳細規範。
ISO 15118-20 全面定義了 V2G/BPT 場景,並在 PnC 和其他智慧服務層面進一步增強了這些場景。
- 充電站向電動車出示其證書鏈,包括供電設備通訊控制器 (SECC) 證書和充電運營商 (CPO) 中間證書頒發機構 (Sub CA) 證書,以完成車輛的可信身份驗證。
- 電動車使用預先安裝的信任錨(即在車輛交付給使用者之前預先設定的 V2G 根證書)來驗證充電站提交的完整證書鏈。
- 電動車將進行證書撤銷狀態驗證:根據 ISO 15118-2 標準,SECC 證書的有效期較短(2-3 個月),CPO 子 CA 證書的撤銷狀態透過線上證書狀態協議 (OCSP) 進行驗證;ISO 15118-20 標準要求所有證書均透過 OCSP 進行撤銷狀態驗證。
- 所有驗證步驟完成後,電動車即可確認充電站的可信身份,後續的完整通訊資料將採用加密方式傳輸。
2、識別方法協商階段
EIM 和 PnC 之間的互斥邏輯:該協定嚴格禁止對使用者進行「雙重身分識別」。如果偵測到使用者已透過 RFID 或 App 手動啟動充電(EIM 模式),充電站必須自動終止 PnC 觸發過程,以避免重複計費帶來的業務風險。
ISO 15118 標準定義了兩種充電會話識別機制:
- 1. 外部識別手段(EIM):涵蓋無線射頻識別(RFID)卡、信用卡、行動應用程式、二維碼等;
- 2. 即插即用:基於憑證的全自動身份驗證機制。
核心約束:充電站不得對使用者進行雙重身分識別。若使用者在連接充電槍前已透過RFID卡等外部方式完成身分驗證,充電站應終止即插即用功能;否則,可能導致車輛透過合約證書重複認證,造成重複計費的風險。
3.車輛身份驗證階段
系統選擇即插即用充電模式後,電動車向充電站提交合約證書和相應的行動服務供應商(MSP)子證書。上述憑證整合為完整的憑證鏈,核心身分驗證流程正式啟動。後端將同步執行多項安全檢查,全面保障充電會話的合法性、計費帳戶的有效性,並防範車輛身分偽造風險。
為防止重播攻擊(即駭客攔截授權訊息並重複發送),系統會產生一個 128 位元隨機挑戰碼。車輛必須使用私鑰對挑戰碼進行簽名,充電站則使用合約憑證的公鑰在本地端執行毫秒簽名驗證。這種非對稱加密確保了即時授權的唯一性和不可否認性。
1. 對憑證鏈上荷載堆的有效性進行驗證
充電站或CPO後端系統需要完成以下兩個核心驗證:
- 有效性驗證:確認憑證鏈中的所有憑證均在有效期限內;
- 真偽驗證:驗證從合約憑證到根憑證的完整數位簽章鏈的有效性。
實施本地驗證的前提是充電站已預先設定相應的根證書——通常是 PKI 運營商提供的 V2G 根 CA 證書,在某些情況下,也可能是 MSP 自己的根 CA 證書(應用比例相對較低)。
2. 線上驗證證書吊銷狀態
驗證過程的一部分依賴於線上交互,證書吊銷狀態驗證是核心流程之一。充電站將向憑證中預設的OCSP回應程式發起查詢,以確認以下兩種類型的憑證尚未被撤銷:
- CPO 子 CA 證書(適用於 ISO 15118-2 和 ISO 15118-20 標準);
- 合約證書(僅適用於 ISO 15118-20 標準);
3. 帳單帳戶狀態驗證
充電完成後,系統會自動完成從資料交換到資金到帳的整個流程:CPO在驗證證書有效性後,會確認使用者計費合約的有效狀態。系統會從車輛聯網帳號識別碼(EMAID)擷取服務提供者ID,CPMS會將對應的MSP與該ID關聯,以驗證帳號是否處於暫停或登出狀態。
4. 充電過程開始
在確認電動車的身份後,車輛和充電站將按照 ISO 15118 標準進行訊息交換,協商充電參數和時間,並正式開始充電服務。
為了完成 PnC(即插即用)即插即用功能,需要預先設定、儲存和驗證合約證書,並確認車輛端(EV)和樁端(EVSE)內部部署的加密材料系統。
如上所述,在TLS協定係統中:TLS 1.2:符合 ISO 15118-2 標準;TLS 1.3:符合 ISO 15118-20 標準;通訊雙方需要具備兩種類型的核心資料:身份證明資料和信託資料其中,金鑰庫儲存裝置的私鑰和相應的葉子證書,用於證明「身分合法性」;信任清單儲存受信任的 CA 憑證(信任錨),用於驗證對方憑證的有效性並回答「信任邊界」問題。
發佈時間:2026年9月20日
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