電動車V2G雙向充電樁｜ISO15118充電樁充電模式及認證流程｜充電樁證書交換流程

V2G雙向充電是指，電動車及電網具有雙向充放電的功能，電力系統往往都是單向性，由電網輸電力給終端使用者，但在智慧電網的應用場景中，透過有V2G技術的電動車及充電樁，電動車內的電池能反向將電力回饋給電網，作為電力調度使用。
例如：在用電尖峰時段，若區域A的電力不足，可將位於區域B的電動車內的電能調度至電網，再轉給區域A的電動車使用。

知識小補帖

PLC ：programmable logic controller（可程式化邏輯控制器），在自動化控制系統中，不同的設備中若有PLC，設備之間即可進行資訊傳輸和交換。
TLS ：Transport Layer Security（傳輸層安全性）：保護兩個實體之間通信的加密協定。
EVCC：Electric Vehicle Communication Controller（電動車通訊控制器），電動車端的通訊控制器。
SECC：Supply Equipment Communication Controller（充電通訊控制器），充電樁端的通訊控制器。
V2G ：Vehicle-to-Grid（車對網），雙向充電形式，車輛可從電網充電，也可將電能回饋到電網。
Plug：充電槍。
PnC ：plug and charge（插槍即充）
EIM ：External Identification Means（外部識別方式）
VAS ：Value Added Services（增值服務）

充電模式

• EIM

1. 透過外部方式進行身份識別及付費，如：RFID卡、APP
2. 電動車及充電樁皆不需要PLC支援就可實現

• PnC

1. 即插即充，無需使用者做任何付費的動作
2. 需要充電樁，運營商，電動汽車三方同時支援
3. 電動車及充電樁皆須配有PLC（EVCC及SECC），才能通過PLC進行資訊交換
4. 需要OCPP 2.0版本支援，實現充電樁與後端的連線，才能達成PnC功能

電動車與充電樁的認證過程

步驟1~3：使用UDP封包

1. 插上充電槍時，建立TLS連線會話

• SECCDiscoveryReq()：EVCC向SECC發起建立通訊會話（communication session）的第一個封包，開好TCP和TCP+TLS server socket，等待連線。
• SECCDiscoveryRes()：SECC回傳此會話要用到的IP address, port number以及安全等級。安全等級是指連線過程是使用TCP或TLS，在PnC模式中，必須要使用TLS來建立連線，因此SECC要回傳的是同意使用TLS連線。

2. 決定雙方使用的ISO15118版本

• supportedAppProtocolReq()：EVCC傳送自身支援的ISO15118版本。
• supportedAppProtocolRes()：SECC回傳自身支援的ISO15118版本，最後由EVCC決定雙方使用的版本。

3. 建立充電會話的session ID，當不明因素導致連線被暫停時，可以使用這個ID恢復會話。

• SessionSetupReq()：EVCC向SECC傳送MAC address相關的資訊。
• SessionSetupRes()：SECC回傳session ID。

步驟4開始：使用TCP封包

4. 確認要使用的服務項目

• ServiceDiscoveryReq()：EVCC向SECC詢問能提供的服務項目。
• ServiceDiscoveryReq()：SECC回傳服務清單，每個充電樁能支援的服務都不同，主要分為智能充電服務及增值服務(VAS)兩大項。充電服務包含能量傳輸方式，例如：交流電(AC)或直流電(DC)。而增值服務包含軟體更新及電網輔助服務(媒體傳輸或檔案下載)，EVCC只能選一種。

5. [非必要]若選擇增值服務，EVCC必須向SECC詢問指定的service ID的詳細服務內容，選擇充電服務則會略過此步驟

• ServiceDetailReq()：EVCC向SECC傳送需要的service ID。
• ServiceDetailRes()：SECC回傳此service ID的詳細服務內容以及回傳可用的增值服務供EVCC透過PaymentServiceSelectionReq()選擇。

步驟6~10：TLS傳輸

6. EVCC決定要使用EIM或PnC來進行身分驗證，選擇PnC模式時，EVCC需要告知SECC自己是否已安裝過合約證書

• PaymentServiceSelectionReq()：EVCC向SECC告知驗證身分的方式及是否需要安裝合約證書。
• PaymentServiceSelectionRes()：SECC回傳所選擇的方式是否被接受。

7. [非必要]EVCC自行決定是否需要安裝合約證書

• CertificateInstallationReq()：EVCC將OEM預先安裝在EVCC裡的OEM證書傳送給SECC。
• CertificateInstallationRes()：SECC需要拿著OEM證書與後端及發配證書的機構進行認證，取得一個有一段時效性的有效的合約證書後，回傳此合約證書給EVCC安裝。

8. [非必要]若已有合約證書，但效期已過，EVCC需要先透過前面提到的ServiceDiscoveryReq()向SECC發起更新合約證書的需求，才能來到這一步

• CertificateUpdateReq()：EVCC傳送合約證書給SECC。
• CertificateUpdateRes()：SECC收到合約證書後，與後端及發配合約證書的機構連線取得新的合約證書，再回傳給EVCC。

9. 需要充電時，且EVCC已有合約證書後，須將合約證書傳給SECC驗證，若驗證成功，EVCC會獲得一個GenChallenge

• PaymentDetailsReq()：EVCC傳送合約證書給SECC。
• PaymentDetailsRes()：SECC向後端及發配合約證書的機構驗證此合約證書是否可用，若確定可用，將是否接受PaymentDetailsReq()的通知，以及一個GenChallenge回傳給EVCC。

10. EVCC向SECC驗證GenChallenge的真實性

• AuthorizationReq()：EVCC將GenChallenge傳送給SECC。
• AuthorizationRes()：SECC回傳驗證結果。

11. 上述流程驗證完都沒問題後，正式開始充電，直到充電結束，終止整個連線會話，這就是整個PnC模式的協商過程。