PnC即插即充充电服务的技术工作原理详解 -1

1、车辆与充电站之间的信任建立阶段

身份验证：充电站通过SECC（供电设备通信控制器）证书验证其身份，而车辆则使用出厂预设的V2G根证书（信任锚）进行交叉验证。为防止证书伪造攻击，系统引入了OCSP（在线证书状态协议）。最新的ISO15118-20标准强制要求所有证书（包括子CA和叶节点证书）进行实时吊销验证，以确保每个通信链路都受到严格的合规性监控。

在此阶段，车辆（EV）和充电站（EVSE）基于ISO 15118协议进行握手。完成枪插操作并建立数字通信链路后，双方将协商确定传输层安全协议（TLS）的应用版本：

• TLS 1.2在 ISO 15118-2 标准中使用；
• 使用时ISO 15118-20标准，TLS 1.3被采纳；

1. 充电站向电动汽车出示其证书链，包括供电设备通信控制器 (SECC) 证书和充电运营商 (CPO) 中间证书颁发机构 (Sub CA) 证书，以完成车辆的可信身份验证。
2. 电动汽车使用预装的信任锚（即在车辆交付给用户之前预先设置的 V2G 根证书）来验证充电站提交的完整证书链。
3. 电动汽车将进行证书撤销状态验证：根据 ISO 15118-2 标准，SECC 证书的有效期较短（2-3 个月），CPO 子 CA 证书的撤销状态通过在线证书状态协议 (OCSP) 进行验证；ISO 15118-20 标准要求所有证书均通过 OCSP 进行撤销状态验证。
4. 所有验证步骤完成后，电动汽车即可确认充电站的可信身份，后续的完整通信数据将采用加密方式传输。

2、身份识别方法协商阶段

EIM 和 PnC 之间的互斥逻辑：该协议严格禁止对用户进行“双重身份识别”。如果检测到用户已通过 RFID 或 App 手动启动充电（EIM 模式），充电站必须自动终止 PnC 触发过程，以避免重复计费带来的业务风险。

ISO 15118 标准定义了两种充电会话身份识别机制：

• 1. 外部识别手段（EIM）：涵盖射频识别（RFID）卡、信用卡、移动应用程序、二维码等；
• 2. 即插即用：基于证书的全自动身份验证机制。

核心约束：充电站不得对用户进行双重身份识别。如果用户在连接充电枪前已通过RFID卡等外部方式完成身份验证，充电站应终止即插即用功能；否则，可能导致车辆通过合同证书重复认证，造成重复计费的风险。

3、车辆身份验证阶段

系统选择即插即用充电模式后，电动汽车向充电站提交合约证书和相应的移动服务提供商（MSP）子证书。上述证书整合为完整的证书链，核心身份验证流程正式启动。后端将同步执行多项安全检查，全面保障充电会话的合法性、计费账户的有效性，并防范车辆身份伪造风险。

为防止重放攻击（即黑客拦截授权消息并重复发送），系统会生成一个 128 位随机挑战码。车辆必须使用私钥对挑战码进行签名，充电站则使用合约证书的公钥在本地执行毫秒级签名验证。这种非对称加密确保了即时授权的唯一性和不可否认性。

1. 对证书链上荷载堆的有效性进行验证

充电站或CPO后端系统需要完成以下两个核心验证：

• 有效性验证：确认证书链中的所有证书均在有效期内；
• 真伪验证：验证从合约证书到根证书的完整数字签名链的有效性。

实施本地验证的前提是充电站已预先设置相应的根证书——通常是 PKI 运营商提供的 V2G 根 CA 证书，在某些情况下，也可能是 MSP 自己的根 CA 证书（应用比例相对较低）。

2. 在线验证证书吊销状态

验证过程的一部分依赖于在线交互，证书吊销状态验证是核心流程之一。充电站将向证书中预设的OCSP响应程序发起查询，以确认以下两种类型的证书尚未被吊销：

• CPO 子 CA 证书（适用于 ISO 15118-2 和 ISO 15118-20 标准）；
• 合同证书（仅适用于 ISO 15118-20 标准）；

3. 账单账户状态验证

充电完成后，系统会自动完成从数据交换到资金到账的整个流程：CPO在验证证书有效性后，会确认用户计费合同的有效状态。系统会从车辆联网账号标识符（EMAID）中提取服务提供商ID，CPMS会将相应的MSP与该ID关联，以验证账号是否处于暂停或注销状态。

4. 充电过程开始

在确认电动汽车的身份后，车辆和充电站将按照 ISO 15118 标准进行消息交换，协商充电参数和时间，并正式开始充电服务。

为了完成 PnC（即插即用）即插即用功能，需要预先设置、存储和验证合同证书，并确认车辆端（EV）和桩端（EVSE）内部部署的加密材料系统。

如上所述，在TLS协议系统中：TLS 1.2：符合 ISO 15118-2 标准；TLS 1.3：符合 ISO 15118-20 标准；通信双方需要具备两种类型的核心数据：身份证明材料和信托材料其中，密钥库存储设备的私钥和相应的叶子证书，用于证明“身份合法性”；信任清单存储受信任的 CA 证书（信任锚），用于验证对方证书的有效性并回答“信任边界”问题。