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充電通訊

ISO 15118-2：電動車與充電樁通訊協定 (V2G PnC + AC/DC)

ISO 15118-2 是電動車與充電樁之間的 V2G 應用層通訊標準，定義 AC/DC 充電流程、Plug & Charge (PnC) 身份驗證、TLS 安全層與 EXI 訊息編碼。本文整理 KopherBit 在 EVCC 端對 ISO 15118-2 的實作範圍與整合方式。

Summary

ISO 15118-2 是電動車 (EV) 與充電樁 (EVSE) 之間的應用層通訊標準，定義交流 (AC) 與直流 (DC) 充電流程的訊息序列、訊息結構、TLS 安全層與 EXI (Efficient XML Interchange) 編碼方式。其核心特色是 Plug & Charge (PnC)，透過 X.509 憑證鏈讓使用者「插槍即充」，無需 RFID 卡或 App 認證。KopherBit 在 EVCC 中提供完整 ISO 15118-2 EV 端堆疊，支援 AC、DC、EIM、PnC 模式。

Technical Role

ISO 15118-2 規範車與樁之間的應用層協定，位於 PLC 物理層 (HomePlug Green PHY) 與 IPv6/TCP/TLS 傳輸層之上。一次完整充電會話包含以下狀態機階段：

  1. SLAC (ISO 15118-3) — 訊號衰減配對。
  2. SDP — SECC Discovery Protocol，取得 SECC IPv6 端點。
  3. TCP 連線（PnC 必須 TLS 1.2/1.3，EIM 可選 TLS）。
  4. SessionSetup → ServiceDiscovery → ServiceDetail。
  5. 身份驗證：PaymentServiceSelection → PaymentDetails (PnC) 或 Authorization (EIM)。
  6. ChargeParameterDiscovery — 雙方協商最大電壓/電流/時序。
  7. (DC) CableCheck → PreCharge → PowerDelivery → CurrentDemand 迴圈 → WeldingDetection。
  8. (AC) ChargingStatus 迴圈。
  9. SessionStop。

ISO 15118-2 PnC 仰賴一條完整的憑證鏈：OEM Provisioning Certificate → Contract Certificate，由各自的 Sub-CA 簽發，並透過 OCSP / CRL 撤銷檢查。

Architecture

子系統角色
HomePlug Green PHYPLC 物理層，由 ISO 15118-3 規範。
IPv6 / DHCP / SDP取得 SECC IPv6 鏈接與通訊端點。
TCP / TLS加密通道；PnC 強制 TLS。
V2G Transfer Protocol (V2G TP)應用層訊息封包與序列化。
EXI CodecXML 訊息以 EXI 二進位高效編解碼。
State MachineISO 15118-2 充電會話狀態機。
PKI / CryptoX.509 憑證、ECDSA、TLS 握手、Contract Certificate 安裝/更新。

Key Capabilities

  • 同時支援 AC 充電 (例如住家壁掛式 wallbox) 與 DC 快充 (CCS1 / CCS2 高壓直流樁)。
  • PnC (Plug & Charge)：使用者插槍即可完成身份驗證，無需 RFID/App。
  • EIM (External Identification Means)：相容於既有的 RFID、App、QR 碼支付流程。
  • TLS 1.2 / 1.3 加密與雙向認證（PnC 模式）。
  • EXI 編碼：相較於原始 XML 大幅降低訊息大小與編解碼成本。
  • 標準化錯誤碼：DC 充電過程中可回報電池過熱、電壓超出範圍、充電器連接器鎖故障、EVRESS 故障等。

Engineering Inputs Required

輸入用途
充電模式AC、DC、PnC、EIM 的支援組合。
BMS 訊號矩陣SoC、目標電壓/電流、最大允許電壓/電流、溫度、誤差碼。
PKI 設定OEM Provisioning CA、Contract CA、Trust Anchors、OCSP 端點。
充電硬體CCS1 / CCS2 / GB/T 對應的物理連接器與 PLC 模組。
整車網路EVCC 與 BMS、VCU 之間的 CAN/CAN FD 訊號定義。
互通性測試需求預計支援的 EVSE 廠牌、市場法規 (歐洲、北美、中國、日本)。

How KopherBit Supports This

  • EVCC 軟體堆疊：KopherV2G 提供 ISO 15118-2 完整堆疊：SLAC、SDP、TLS、V2G TP、EXI、狀態機。
  • PnC 整合：協助客戶導入 OEM CA、Contract CA、SubCA、OCSP 與 Contract Certificate 安裝流程。
  • AUTOSAR 整合：透過 KopherSAR 與 KopherConfig 將 ISO15118 流程包裝為 BSW 可配置 SWC，與整車 BMS、VCU 介接。
  • 驗證：KCU Gen2 Testbench 提供互通性測試與訊息追蹤。

FAQ

ISO 15118-2 與 DIN 70121 的差異？

DIN 70121 是 ISO 15118-2 之前的德國 DIN 標準，僅涵蓋 DC 充電基本流程，不支援 PnC、不強制 TLS。ISO 15118-2 是 ISO 國際標準，涵蓋 AC + DC、增加 PnC、加密與更完整的訊息集。多數現代 CCS 充電樁同時支援兩者並依車端能力選擇。

PnC 與 EIM 的差異？

PnC 透過 X.509 憑證鏈完成身份驗證與計費識別，使用者插槍即可開始充電；EIM 仍需外部 (RFID / App) 認證後才允許充電。

是否支援雙向充電 (V2G / V2H / V2L)？

ISO 15118-2 為單向充電。雙向充電需採用 ISO 15118-20。

TLS 是否強制？

PnC 模式必須使用 TLS（1.2 或 1.3）；EIM 模式可選擇是否使用 TLS。

Contract Certificate 如何取得與更新？

EV 透過 PnC 流程與後端 Mobility Operator 簽發中心 (CPS) 互動，於充電樁上完成 Contract Certificate 的安裝或更新。KopherBit EVCC 支援 CertificateInstallation 與 CertificateUpdate 服務。

JSON-LD

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