CN114008973A - Ev用户认证方法和系统 - Google Patents

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Abstract

公开了用于为电动车辆EV充电的EV用户认证方法，该方法由作为EV用户认证的中介的设备与移动运营商(MO)、充电点运营商(CPO)联合执行，该移动运营商与EV用户签订合约并将充电服务提供给对应的EV，而该充电点运营商将电力供应给请求充电的EV。该EV用户认证方法可以包括以下步骤：从移动运营商接收EV与充电服务账户之间的关联信息；存储EV与充电服务账户之间的该关联信息；从充电点运营商接收对待充电的EV的关联信息标识请求；并且将待充电的EV与充电服务账户之间的关联信息提供给充电点运营商。

Description

EV用户认证方法和系统
技术领域
本公开涉及电动车辆(EV)用户认证方法和系统，更具体地，涉及用于EV充电的EV用户认证方法、EV用户认证系统、以及用于作为EV用户认证的中介的装置。
背景技术
电动车辆(EV)由电动机通过电池中存储的电力驱动，与传统汽油发动机车辆相比，产生的废气和噪音等污染更少、故障更少、寿命更长，并且有利地简化了EV的操作。
通常，电动车辆根据驱动源分为混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)和电动车辆(EV)。HEV以发动机作为主电源，以电动机作为辅助电源。PHEV具有主电力电动机和在电池放电时使用的发动机。EV具有电动机，但EV没有发动机。
电动车辆充电系统可以定义为是一种使用从商业电网获得的电力或存储在储能设备中的电力为安装在电动车辆中的电池进行充电的系统。根据电动车辆的类型，这种电动车辆充电系统可以具有各种形式。例如，电动车辆充电系统可以包括使用电缆的导电充电系统或非接触式无线电力传输系统。
在这方面，电动交通(eMobility)服务是业务部门，它向拥有或驾驶EV的EV用户或拥有和运营EV的组织提供供电服务，以实现其自身业务，诸如运输、物流或租赁服务。典型的电动交通服务提供商与EV用户(包括上述机构)签订合约，并根据用于充电的电量或其他充电标准收取电费。从业务角度来看，在EV充电时对EV用户进行认证是非常重要的，因为如果没有适当的方式对EV用户进行认证，电动交通服务提供商的收入将面临风险。此外，整个充电基础设施和位于充电基础设施后面的电网容易受到未经认证的团体出于政治或财务或满足感的动机而利用安全漏洞的恶意企图的攻击。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，提供了一种用于为电动车辆充电的电动车辆用户认证方法。
提供了一种用于为电动车辆充电的EV用户认证系统。
提供了一种用于作为EV用户认证的中介的装置。
问题的解决方案
根据示例性实施方式的一个方面，提供了一种为EV充电的电动车辆(EV)用户认证方法，该方法由EV用户认证中介设备与移动运营商(MO)、以及充电点运营商(CPO)联合执行，移动运营商与EV用户具有合约以将充电服务提供给EV，而该充电点运营商将电力供应给EV。该EV用户认证方法包括：从MO接收EV与充电服务账户之间的关联信息；存储EV与充电服务账户之间的关联信息；从CPO接收待充电的EV的关联信息的请求；并且将待充电的EV与充电服务账户之间的关联信息提供给CPO。
EV用户认证方法还可以包括：从MO接收充电服务账户发生变更的通知；并且更新发生变更的充电服务账户。
EV用户认证中介设备可以是由车辆到电网(V2G)根认证机构(CA)认证的清算所服务(CHS)设备。
EV可以使用EV证书和对应的私钥从CPO请求认证。
EV证书可以由EV的原始装置制造商(OEM)发布，并且包括EV的唯一标识符和对应的私钥。
EV与充电服务账户之间的关联信息可以包括下列项中的至少一者：EV标识符、用于充电服务的电动交通账户标识符(eMAID)或截止日期。
根据示例性实施方式的另一方面，提供了一种电动车辆(EV)用户认证中介设备，用于作为EV用户认证的中介，以便与移动运营商(MO)、充电点运营商(CPO)联合用于EV充电，该移动运营商与EV用户具有合约以将充电服务提供给EV，而充电点运营商将电力供应给EV。EV用户认证装置包括：处理器；以及存储至少一条要由处理器执行的指令的存储器。
当由处理器执行时，该至少一条指令使处理器：从MO接收EV与充电服务账户之间的关联信息；存储EV与充电服务账户之间的关联信息；从CPO接收待充电的EV的关联信息的请求；并且将待充电的EV与充电服务账户之间的关联信息提供给CPO。
至少一条指令还包括当由处理器执行时，可使处理器执行以下过程的指令：从MO接收充电服务账户发生变更的通知；并且更新发生变更的充电服务账户。
EV用户认证中介设备可以是由车辆到电网(V2G)根认证机构(CA)认证的清算所服务(CHS)设备。
EV可以使用EV证书和对应的私钥从CPO请求认证。
EV证书可由EV的原始装置制造商(OEM)发布，并包括EV的唯一标识符和对应的私钥。
EV与充电服务账户之间的关联信息可以包括下列项中的至少一者：EV标识符、用于充电服务的电动交通账户标识符(eMAID)、以及截止日期。
根据示例性实施方式的又一方面，提供了一种用于为EV充电的EV用户认证系统。EV用户认证系统包括：移动运营商(MO)公钥基础设施(PKI)服务器，被配置为根据EV用户的请求将EV与充电服务账户相关联，以生成EV与充电服务账户之间的关联信息，并且将相关联的信息通知给清算所服务设备；清算所服务(CHS)设备，被配置为从MO接收并存储EV与充电服务账户之间的关联信息，并响应于请求提供EV与充电服务账户之间的关联信息；以及充电站运营商(CPO)，被配置为通过向所述CHS设备查询与请求充电的所述EV的标识符绑定的充电服务账户信息来对请求充电的所述EV进行认证。
EV用户认证系统还可以包括：原始装置制造商(OEM)PKI服务器，被配置为向EV分配唯一标识符，并向EV发布包括唯一标识符和对应的私钥的EV证书。
CHS设备可以由车辆到电网(V2G)根认证机构(CA)进行认证。
EV可以使用EV证书和对应的私钥从CPO请求认证。
CHS设备可以从MO接收充电服务账户发生变更的通知，并更新发生变更的充电服务账户。
EV与充电服务账户之间的关联信息可以包括下列项中的至少一者：EV标识符、充电服务的移动账户标识符(eMAID)、以及截止日期。
发明的有利效果
通过使用EV标识符执行EV用户认证的本公开，可以防止隐私侵犯和一般数据保护条例(GDPR)侵犯。
此外，本公开的方法使得不再需要MO PKI系统。
此外，本公开的方法不需要诸如证书提供服务(CPS)、合约证书池(CCP)、以及目录服务之类的信用委托系统。
此外，本公开的方法可以支持有助于用户便利、用户隐私、以及合约灵活性并且提供各种业务机会的车辆共享服务。
附图说明
图1是示出可以应用本公开示例性实施方式的EV导电充电系统的概念图；
图2是示出可以应用本公开的示例性实施方式的无线电力传输(WPT)系统的概念图；
图3示出了用于建立用于电动车辆电力传输服务的信任关系的一般过程；
图4是根据本公开的示例性实施方式的使用清算所(clearing house)服务的EV用户认证系统的概念图；
图5是示出使用一般PnC方案的EV用户认证方法的时序图；
图6是示出根据本公开的示例性实施方式的使用EVPnC方案的EV用户认证方法的时序图；
图7是示出根据本公开的示例性实施方式的用于EV充电的EV用户认证方法的流程图；以及
图8是根据本公开的示例性实施方式的作为EV用户认证的中介的清算所服务设备的框图。
具体实施方式
为了更清楚地理解本公开的特征和优点，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式。然而，应当理解，本公开不限于特定实施方式，并且包括属于本公开的思想和范围内的所有变型例、等价物和备选方案。在描述每张图时，相似的参考号用于相似的部件。
本说明书中用于解释各种部件的术语，包括序号，诸如“第一”和“第二”，用于区分部件与其他部件，但不限于特定部件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第二部件可以被称为第一部件，并且类似地，第一部件也可以被称为第二部件。
当部件被称为“连接”或“耦合”到另一部件时，该部件可以直接连接或逻辑或物理地耦合到另一部件，或者通过其间的对象间接连接或耦合到另一部件。相反地，当部件被称为与另一部件“直接连接”或“直接耦合”时，应理解部件之间不存在中间对象。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式，并不旨在限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“这个”也旨在包括复数形式。应进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，规定了特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和部件的存在或添加，和/或其组。
除非另有定义，否则本文使用的所有术语，包括技术或科学术语，具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。诸如在常用词典中定义的术语应被解释为具有与相关技术上下文中的含义一致的含义，并且除非在本申请中明确定义，否则不应被解释为具有理想的或过于正式的含义。
本公开中使用的术语定义如下。
“电动车辆(EV)”：49CFR 523.3中定义的用于公路的汽车，由电动机供电，该电动机从车载储能设备(如电池)中汲取电流，该车载储能设备可以从车外电源(诸如住宅或公共电力服务或车载燃油发电机)充电。EV可以是制造用于主要在公共街道或道路上使用的四轮或四轮以上车辆。
EV可以包括：电动车辆、电动汽车、电动道路车辆(ERV)、插电式车辆(PV)、插电式车辆(xEV)等，且xEV可以分为插电式全电动车辆(BEV)、电池电动车辆、插电式电动车辆(PEV)、混合动力电动车辆(HEV)、混合插电式动力电动车辆(HPEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)等。
“插电式电动车辆(PEV)”：通过连接到电网为车载主电池充电的电动车辆。
“插电式车辆(PV)”：通过电动车辆供电设备(EVSE)进行无线充电的电动车辆，无需使用物理插头或物理插座。
“重型车辆(H.D.车辆)”：用49CFR 523.6或49CFR 37.3定义的任何四轮或四轮以上车辆(公交车)。
“轻型插电式电动车辆”：由电动机驱动的三轮或四轮汽车，从可充电电池或其他能源设备中汲取电流，主要用于公共街道、道路和高速公路，额定车辆总重小于4545kg。
“无线电源充电系统(WCS)”：用于无线电源传输和控制包括接地组件(GA)和车辆组件(VA)之间的对准和通信操作的交互的系统。
“无线电力传输(WPT)”：通过非接触式通道(诸如电磁感应和共振)在电源(诸如公共设施、电网、储能设备、燃料电池发电机)和EV之间传输电力。
“公共设施”：提供电能的一套系统，包括：客户信息系统(CIS)、高级计量基础设施(AMI)、费率和收入系统等。公共设施可以通过费率表和离散事件向EV提供电能。此外，公共设施还可以提供与EV认证、耗电量测量区间和电价相关的信息。
“智能充电”：EVSE和/或PEV与电网通信的系统，通过反映电网容量或使用费用来优化EV的充电率或放电率。
“自动充电”：当车辆位于与能够传输电力的主充电器组件相相应的适当位置后，自动进行感应充电的程序。可以在获得必要的认证和访问后自动执行充电。
“互操作性”：系统的部件与系统的相应部件相互作用以执行系统所针对的操作的状态。此外，信息互操作性可以指两个或多个网络、系统、设备、应用程序或部件在不给用户带来不便的情况下有效共享和轻松使用信息的能力。
“感应充电系统”：通过两部分有间隙的铁芯变压器将能量从电源传输至EV的系统，在该系统中变压器的两部分，即初级线圈和次级线圈，在物理上彼此分离。在本公开中，感应充电系统可以对应于EV电力传输系统。
“感应耦合器”：由接地组件(GA)线圈中的线圈和车辆组件(VA)线圈中的线圈组成的变压器，允许通过电流隔离传输电力。
“感应耦合”：两个线圈之间的磁耦合。两个线圈中的一个可以指接地组件(GA)线圈，并且另一个可以指车辆组件(VA)线圈。
“接地组件(GA)”：地面或基础设施侧的组件，包括作为无线充电系统的电源所必须的GA线圈、电源/频率转换设备和GA控制器、以及电网和每个设备之间的接线、滤波电路、外壳等。GA可以包括：适于控制阻抗和谐振频率的部件，包括用于增强磁通路径的铁氧体和电磁屏蔽材料。
“车辆组件(VA)”：车辆内的组件，包括：VA线圈、整流器/电力转换单元和VA控制器、以及车辆电池和各个单元之间的接线、滤波电路、外壳等，这些都是作为无线充电系统的车辆部件所必需的。VA可以包括适于控制阻抗和谐振频率的部件，包括用于增强磁通路径的铁氧体和电磁屏蔽材料。
GA可以被称为供电设备、主设备等，并且VA可以被称为EV设备、辅助设备等。
“主设备”：为辅助设备提供非接触式耦合的装置。换言之，主设备可以是与EV无关的装置。当EV接收电力时，主设备可以作为传输电力的来源。主设备可以包括外壳和所有盖。
“辅助设备”：安装在EV内部的一种装置，可以向主设备提供非接触式耦合。换言之，辅助设备可以安装在EV内。当EV接收电力时，辅助设备可以将电力从主设备传输至EV。辅助设备可以包括外壳和所有盖。
“GA控制器”：GA的一部分，根据来自车辆的信息调节GA线圈的输出电力水平。
“VA控制器”：VA的一部分，在充电过程中监控某些车内参数，并启动与GA的通信以调整输出电力水平。
GA控制器可以称为主设备通信控制器(PDCC)、以及VA控制器可以称为电动车辆通信控制器(EVCC)。
“磁隙”：在对齐时GA线圈中的利兹线顶部和磁性材料顶部中的较高平面与VA线圈中的利兹线底部和磁性材料底部中的较低平面之间的垂直距离。
“环境温度”：在考虑中的子系统处测量而不是在阳光直射下的地面空气温度。
“车辆离地间隙”：地面与车辆底板最低部分之间的垂直距离。
“车辆磁性离地间隙”：安装在车辆内的VA线圈中的利兹线和磁性材料的底部中的较低平面与地面之间的垂直距离。
“VA线圈磁表面距离”：安装时，最近的磁性或导电部件表面的平面与VA线圈的下外表面之间的距离。该距离包括：可以封装在VA线圈外壳中的任何保护层和附加项。
VA线圈可以称为：次级线圈、车辆线圈或接收线圈。类似地，GA线圈可以被称为初级线圈或发射线圈。
“外露导电部件”：电气设备(例如电动车辆)的导电部件，其是可接触的，通常不会通电，但在发生故障时可能会通电。
“危险带电部件”：带电部件，在特定条件可能会输出有害电击。
“带电部件”：任何在正常使用中要通电的导体或导电部件。
“直接接触”：人员与带电部件的接触。(见IEC 61440)
“间接接触”：人员与因绝缘故障而带电的外露、导电、以及带电部件的接触。(见IEC 61140)
“校准”：检测主设备与辅助设备的相对位置和/或检测辅助设备与主设备的相对位置以用于规定的有效电力传输的过程。在本公开中，对准可指向无线电力传输系统的精细定位。
“配对”：车辆与独特的专用主设备相关联的过程，车辆位于该主设备处，并从该主设备传输电力。配对可以包括将充电点的VA控制器和GA控制器相互关联的过程。相关/关联过程可以包括在两个对等通信实体之间建立关系的过程。
“高级通信(HLC)”：一种特殊类型的数字通信。HLC是命令和控制通信未涵盖的其他服务所必需的。HLC的数据链路可以使用电力线通信(PLC)，但不限于此。
“低电力励磁(LPE)”：一种激活主设备以进行精细定位和配对以允许EV检测主设备的技术，反之亦然。
“服务集标识符(SSID)”：由32个字符组成的唯一标识符，附加在无线LAN上传输的数据包的报头上。SSID标识无线设备尝试连接的基本服务集(BSS)。SSID区分多个无线LAN。因此，想要使用特定无线LAN的所有接入点(AP)和所有终端/站设备都可以使用相同的SSID。不使用唯一SSID的设备无法加入BSS。由于SSID显示为纯文本，因此其可能不会为网络提供任何安全功能。
“扩展服务集标识符(ESSID)”：希望连接到的网络的名称。它类似于SSID，但可以是更广泛的概念。
“基本服务集标识符(BSSID)”：BSSID通常由48位组成，用于区分特定的BSS。在基础设施BSS网络的情况下，BSSID可以是AP设备的媒体访问控制(MAC)。对于独立的BSS或adhoc网络，可以使用任何值生成BSSID。
充电站可以包括至少一个GA和被配置为管理至少一个GA的至少一个GA控制器。GA可以包括：至少一个无线通信设备。充电站可以指安装在家庭、办公室、公共场所、道路、停车场等具有至少一个GA的位置处。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式。
图1是示出可应用本公开示例性实施方式的EV导电充电系统的概念图。
如图1所示，可以基于安装在现有建筑物或充电站中的EV充电电缆30、EV 10、以及电源插座40的相互作用来执行EV导电充电。
EV 10通常可以定义为从可充电能量存储设备(诸如安装在EV 10上的电池)提供电流作为电动机的能源的汽车。
EV 10可以是具有电动机和内燃机的混合动力电动车辆(HEV)。此外，EV 10不仅可以是汽车，还可以是摩托车、手推车、滑板车或电动自行车。
此外，根据本公开的EV 10可以包括用于其电池的导电充电的插口。这里，电池可导电充电的EV 10可以被称为上文定义的插电式电动车辆(PEV)。
根据本公开，EV 10中设置的插口可支持慢速充电或快速充电。这里，EV 10可以包括：通过单个插头连接而支持慢速充电和快速充电两者的单个插口，或分别支持慢速充电和快速充电的插口。
此外，根据本公开的EV 10还可以包括：车载充电器(OBC)，以支持通过从一般电力系统提供的交流(AC)电力的慢速充电。在慢速充电过程中，OBC可以提高从一般电力系统提供的AC电力的电平，并且将其转换为直流(DC)电力，以将DC电力供应给EV 10的电池。因此，在向EV 10的插口提供用于慢速充电的AC电力的情况下，可以通过OBC执行慢速充电。相反地，如果向EV 10的插口提供用于快速充电的直流电力，则可以在没有OBC干预的情况下执行快速充电。
EV充电电缆30可以包括：连接至EV 10插口的充电插头31、连接至插座40的出口插头33或缆上控制盒(ICCB)32中的至少一者。
充电插头11可以是能够电连接到EV 10插口的连接部件。ICCB 12可以与EV 10通信以接收EV的状态信息或控制对EV 10的电力充电。
尽管ICCB 12被示为包括在EV10的充电电缆中，但ICCB 12可以安装在EV10的充电电缆之外的位置，或可以与下文所述的SECC组合，或由SECC替换。
适于连接到充电座的插座以接收电力的插座插头13可以是诸如通用插头或跳线组的电连接构件。
电源插座30可以指安装在各种位置的插座，诸如，连接到EV 10的所有者的房屋的停车场、用于在加油站为EV充电的停车场、或购物中心或办公楼的停车场。
此外，称为供电设备通信控制器(SECC)的设备可以安装在安装了插座30的建筑物或场所(例如，充电台)中，以通过与ICCB 12或EV 10中的一个部件(例如，电动车辆通信控制器(EVCC))进行通信来控制充电过程。
SECC可以通过有线或无线通信与电网、管理电网的基础设施管理系统、安装插座30的建筑物的管理服务器(下文称为“服务器”)或基础设施服务器进行通信。
电源插座40可以按原样为电源系统提供AC电力。例如，电源插座40可以提供对应于单相双线(1P2W)系统或三相四线(3P4W)系统中的至少一者的AC电力。
EV充电电缆30可以支持慢速充电，并且向EV 10提供用于慢速充电的电力。供应给EV 10用于慢速充电的电力可以在3.3kWh至7.7kWh的范围内。
EV充电电缆30可以支持快速充电，并且向EV 10提供用于快速充电的电力。供应给EV 10用于快速充电的电力可以在50kWh至100kWh的范围内。
图2是示出可以应用本公开的示例性实施方式的无线电力传输(WPT)概念的概念图。
如图2所示，WPT可以由电动车辆(EV)10和充电站20中的至少一个部件执行，并且可以用于在没有任何电线的情况下，向EV 10传输电力。
具体地，EV 10通常可以被定义为将存储在包括电池12的可充电储能器中的电力供应给EV 10的动力传动系统中的电动机的车辆。
根据本公开示例性实施方式的EV 10可以包括具有电动机和内燃机的混合动力电动车辆(HEV)，并且不仅可以包括汽车，还可以包括摩托车、手推车、滑板车和电动自行车。
EV 10可以包括电力接收焊盘11，该电力接收焊盘具有适于接收用于无线充电电池12的电力的接收线圈，或可以包括适于接收用于导电充电电池12的电力的插座。具体而言，EV 10被配置用于对电池12进行导电充电，EV 10可以被称为插电式电动车辆(PEV)。
充电站20可以连接到电网50或电力主干，并且可以通过电力链路向具有发送线圈的电力发送焊盘21提供AC电力。
充电站20可以与电网50或管理电网的基础设施管理系统或基础设施服务器进行通信，并且可以被配置为与EV 10执行无线通信。
可以通过蓝牙、Zigbee、蜂窝、无线局域网(WLAN)等执行无线通信。
此外，充电站20可以位于各种位置，包括附接到EV 10的所有者住宅的停车区、用于在加油站等处为EV充电的停车区、购物中心或工作场所的停车区，但不限于此。
向EV 10的电池12的无线电力传输可以如下执行。首先，EV 10的电力接收焊盘11被布置在由电力发送焊盘21生成的能量场中。然后，电力接收焊盘21中的接收线圈和电力发送焊盘11中的发送线圈彼此耦合并且相互作用。作为耦合或相互作用的结果，可以在电力接收焊盘11中感应电动势，并且可以通过感应电动势对电池12进行充电。
充电站20和电力发送焊盘21作为整体或部分可以称为接地组件(GA)，其含义和功能已在上文中定义。
此外，EV10的所有或部分电力接收焊盘11和其他内部部件可以称为车辆组件(VA)，其含义和功能已在上文中定义。
电力发送焊盘或电力接收焊盘可以被配置为非极化的或极化的。
若焊盘为非极化的，则在焊盘中心有一个极，且在焊盘外周有一个相反的极。磁通量可以形成为从焊盘的中心离开并返回到焊盘的外部边界。
若焊盘是极化的，在焊盘的相对端部焊盘可以具有各自的极。可以根据焊盘的方向来形成磁通量。
图3示出了用于建立用于电动车辆电力传输服务的信任关系的一般过程。
图3所示的建立信任关系的程序符合ISO 15118标准，该标准是电动车辆(EV)和电动车辆供电设备(EVSE)之间通信的国际标准。该标准定义了支持电动交通服务所需的许多功能的通信技术和应用协议。这些功能包括：定时充电、安全检查、充电、进度控制、放电、无线电力传输和其他增值服务。特别地，最新版本的ISO 15118标准定义了用户身份验证、以及通信保护和端到端安全的安全要求。
即插即用(PnC)是ISO 15118标准中定义的用户身份验证的主要功能之一，并且是基于合约的身份验证机制。当EV用户将充电电缆“插入”EVSE并离开EV时，PnC系统可以自动认证EV用户并开始充电。在无线充电的情况下，用户可以简单地停放并离开EV，其余的充电过程可以在EV和EVSE之间自动处理。
PnC机制依赖于安全技术，诸如公钥加密、数字证书、以及公钥基础设施(PKI)。
根据图3所示ISO 15118标准的信任关系，制造EV的原始装置制造商(OEM)可以向EV发布OEM证书(OEM证书)(S31)。车辆到电网(V2G)PKI发布证书提供服务(CPS)证书和充电点运营商(CPO)证书(S32、S33)。移动运营商(MO)PKI基于合约数据发布合约证书(S34)，并且证书提供服务(CPS)可以促进基于合约数据发布的合约证书的安装(S35)。结果，EV信任V2G根证书发布机构(CA)(S36)，并且CPO信任MO根证书发布机构(S37)。
现在将参考图3描述典型的PnC过程。
首先，EV用户可以与移动运营商(MO)签订合约，移动运营商(MO)也被称为“电动交通服务提供商”，为用户有权使用的特定EV提供充电服务。合约可以与电动交通账户标识符(eMAID)相关联。移动运营商(MO)可以发布eMAID作为账户凭证，并且可以生成绑定到eMAID的合约证书和对应的私钥。
在PnC的第二阶段，合约证书和私钥安装在EV中。证书的安装需要许多实体的交互，而且复杂且昂贵。具体而言，EV制造商(OEM)发布OEM供应证书以安装在EV中，并且V2G运营商执行信任委托。负责管理和运营充电基础设施的CPO可以帮助MO将合约证书和密钥安全地交付给EV，而除了EVSE外，这些证书和密钥很可能无法进行通信。
EV和MO之间的端到端安全性可能需要复杂的核心加密技术，例如单方面短暂的Diffie-Hellman密钥交换协议、EV和MO之间信任委托的证书提供服务、以及实时证书验证服务，称为“在线证书状态协议(OCSP)”，用于安全、经济地传递敏感信息。
合约证书和私钥安装在EV中，用于在每次充电会话中对EV用户进行身份验证和身份验证。在认证阶段，EV使用私钥签署消息，以证明合约证书的所有权，并且使用证书指示会话账单将指向的eMAID。同时，在认证阶段，CPO的后端系统可以检查合约证书的吊销状态、与合约证书相应的证书、以及账户的有效性。
ISO 15118标准中定义的并如上所述的当前PnC机制存在以下一些限制。
首先，合约证书和私钥的安装非常复杂。此外，还有诸如证书提供服务(CPS)、合约证书池(CCP)、以及目录服务的众多参与者，由于存在信任委托，使得系统的实现和测试变得更加困难，并且增加了系统结构的复杂性。
其次，需要在EV内部安装个人和敏感信息的配置可能会导致安全风险和隐私侵权。根据地区或国家的不同，这种架构可能违反与个人数据(如GDPR)相关的地方法规。
第三，由于每个MO都必须设立和运营自己的PKI来发布合约证书，因此，MO要承担大量财政负担和运营成本。
最后，PnC体系结构的继承性使得其无法支持汽车共享服务，该服务要求人们可以为多个EV使用同一个合约，而一个EV可以支持多个合约。换句话说，包括EV租赁服务、多个驾驶员共享EV、所有权变更、EV终端等用例需要将合约与EV分开。
使用合约证书的典型PnC机制有三个与认证相关的问题：(1)EV如何信任CPO/SECC；(2)EV如何信任合约数据；以及(3)CPO如何信任合约。
在典型的PnC机制中，解决了第一个信任问题，因为EV信任V2G根CA、以及V2G根CA向CPO发布证书。此外，第二个信任问题得到解决，因为EV信任V2G根CA，V2G根CA向CPS发布证书，CPS签署合约包。最后，解决了第三个信任问题，因为CPO信任MO，MO发布了合约证书，以便CPO可以信任合约。
本公开提供了一种变型的PnC机制，其可以被称为“EVPnC”，以克服传统PnC机制的限制。根据本公开的PnC机制从系统中移除合约证书并且简化架构以增强EV用户认证过程的灵活性和成本效益。
本公开提供的EVPnC方案使用与传统PnC方案类似的技术，但具有简化的架构以克服传统PnC方案的限制，具有以下特征以克服PnC的限制。
首先，合约证书没有发布给用户。
其次，使用EV自己的证书执行EV用户的认证。
第三，EV和特定合约的关联在后端系统中完成。
第四，多种方法可以用于将EV映射到相应契约的后端机制，以提高可伸缩性、效率和灵活性。
更具体地说，根据本公开的EVPnC可以如下操作。
可以使用与传统PnC相同的先决条件来启动根据本公开的EVPnC。
OEM PKI在EV制造过程中为每个EV发布EV证书，并且将证书和私钥安全存储在EV中。EVPnC可以调用EV证书，而不是用于其他目的的OEM供应证书。此外，类似于传统的PnC，CPO PKI可以为EVSE发布其自己的证书。
EVPnC与传统PnC之间的主要区别之一是，EVPnC需要一种后端机制来维护关于哪个合约账户(诸如，电动交通账户标识符(eMAID))链接到每个EV的信息。
用于执行该功能的后端机制可以包括：目录服务、清算所服务等。根据示例性实施方式，清算所服务(CHS)被用作后端机制。
与传统PnC系统中的CPS类似，CHS需要是可靠的服务，并且需要通过V2G根CA的认证。然而，用于CHS的类型或实际实现技术不限于此。CHS可以通过云服务实现，例如，可以由所有MO和CPO访问。可替代地，出于业务原因，可能会有多个CHS服务和多个不同的MO和CPO。
在本公开的示例性实施方式中，假设V2G运营商操作CHS云服务。
图4是根据本公开的示例性实施方式的使用清算所服务的EV用户认证系统的概念图。
根据本公开的示例性实施方式的EV用户认证系统，其可以被称为“EVPnC”，并且图4示出了使用清算所服务的EV用户认证系统的示例。
如图4所示，根据本公开的示例性实施方式的EV用户认证系统可以包括：充电点运营商(CPO)200、清算所服务(CHS)设备300、OEM PKI 400、V2G PKI 500、以及MO PKI 600。
MO 600可以检查EV用户的请求，将EV与充电服务账户相关联，并且监控EV和账户中的变更。MO 600可以通知CHS有关EV用户之间的合约关系、合约截止日期、以及合约任何变更的信息。
CHS 300可以从MO 600安全地接收包括作为EV的唯一标识符的EV标识符(EVID)和eMAID的关系信息，并且存储这类信息。CHS 300可以根据来自CPO的请求向CPO提供诸如EVID和eMAID的关系信息、以及截止日期信息。
CPO 200通过验证EV对绑定到EVID的EV证书的所有权来认证EV。CPO还通过向CHS查询绑定到EVID的截止日期来认证EV充电。
OEM PKI 400可以向每个EV分配唯一的EVID，并且发布包含EVID和对应私钥的EV证书。EV可以安全地存储OEM PKI系统发布的EV证书。
此外，V2G PKI 500可以发布CPS证书和CPO证书。
参考图4，当向MO注册EV时，EV用户可以将他或她的eMAID与由EVID表示的特定EV100相关联。EVID可以包括在EV证书中。例如，MO 600以(EVID、eMAID、到期日)的形式向CHS提交关于电动交通账户和EV之间关系的信息。在接收到关系信息时，CHS可以将关系信息和有效期存储在存储器中。当EV到达充电站并且请求启动充电会话时，EV可以使用EV证书和私钥向充电站进行自我认证。
在认证EV 100之后，CPO 200或SECC可以联系CHS 300以验证EV的eMAID和有效期。CHS 300对EV的肯定响应可确认向EV提供的充电服务可记账到与合约相关的eMAID指示、并且由CHS响应的账户。eMAID可以代表有效的账户，该账户可以有效地用于充电服务，直到关系到期。在EV用户的认证完成后，充电会话可以继续。
每当与充电服务相关的合约账户改变时，MO 600都可以通过更新与该账户相关联的EVID、改变有效期或移除与结束或暂停的会话相关的eMAID的关系记录来将该改变通知给CHS 300。在将EVID与eMAID相关联之前，MO 600必须通过验证EV用户同时拥有该账户和EV或EV的实际所有者已认证该过程来验证请求是由认证人员进行的。MO 600可以为关系设置适当的到期时间。
图5是示出使用一般PnC的EV用户认证方法的时序图。
如图5所示，基于合约证书的传统PnC包括在EV中安装合约证书的操作(S510)，以及验证合约证书和认证合约的操作(S520)。
图6是示出根据本公开的示例性实施方式的使用EVPnC方案的EV用户认证方法的时序图
与图5所示的传统方法相比，根据图6所示的示例性实施方式的EV用户认证方法不包括在EV中安装合约证书的操作。
此外，CHS 300用作实施图6的实施方式中所示的EV用户认证方法的主要参与者。因此，根据图6所示的本实施方式的EV用户认证方法可以包括检查OEM证书(即，用户证书)的有效性的操作(S610)和由CPO 200从CHS 300获取EV和合约之间的关系信息的操作，而不是检查合约证书的有效性和认证合约的操作(S520)。
图7是示出根据本公开的示例性实施方式的用于EV充电的EV用户认证方法的流程图。
图7中所示的EV用户认证方法可以由EV用户认证中介设备执行，例如，上述清算所服务(CHS)设备。
EV用户认证中介设备可以与移动运营商(MO)和充电点运营商(CPO)接口以执行根据本公开的EV用户认证方法。
参考图7，EV用户认证中介设备可以从与EV用户有合约的MO接收EV与充电服务账户之间的关联信息而向EV提供充电服务(S710)。EV用户认证中介设备可以将关联信息安全地存储在该设备自己的存储器或连接到该设备的单独存储器中(S720)。
随后，EV用户认证中介设备可以从与要为EV充电的充电站相关的CPO接收针对待充电的EV的关联信息的请求(S730)。EV用户认证中介设备可以向CPO提供待充电的EV与充电服务账户之间的关联信息(S740)。
图8是根据本公开的示例性实施方式的作为EV用户认证的中介的清算所服务设备的框图。
清算所服务(CHS)设备300作为EV用户认证的中介用于为EV充电，可以与与EV用户具有合约关系的MO和向请求充电服务的EV提供电力的CPO连接。
CHS设备300可以包括：至少一个处理器310；存储器320，用于存储将由处理器310执行的至少一个程序指令；以及数据收发器330，被配置为通过网络执行通信。
处理器310可以执行存储在存储器320中的程序指令。处理器310可以包括中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU)，或者可以由适合于执行本公开方法的另一种专用处理器来实现。例如，存储器320可以包括：诸如只读存储器(ROM)之类的易失性存储器和诸如随机存取存储器(RAM)的非易失性存储器。
至少一条指令可以包括：被配置为从MO接收EV与充电服务账户之间的关联信息的指令，被配置为存储EV与充电服务账户之间的关联信息的指令；被配置为从CPO接收针对待充电的EV的关联信息的请求的指令；以及被配置为向CPO提供待充电的EV与充电服务账户之间的关联信息的指令。
CHS设备300还可以通过数据收发器330与移动性运营商MO、充电点运营商(CPO)、以及V2G根CA接口进行交互。
至少一条指令可以包括：被配置为从MO接收充电服务账户中发生变更的通知的指令；以及被配置为更新发生变更的充电服务账户的指令。
EV用户认证中介设备可以由V2G根CA进行认证。
EV可以使用EV证书和对应的私钥从CPO请求认证。
EV证书可以由EV的OEM发布，并且包括EV的唯一标识符和对应的私钥。
根据本公开的另一示例性实施方式，EV可以支持基于一般合约的PnC和基于EV的PnC。在这种情况下，合约证书、EV证书或OEM供应证书可用作标识证书。标识证书是EVCC根据基于合约的PnC或基于EV的PnC认证方案向SECC认证自身的证书。在此，EV证书是发给EVCC的证书，用于在基于EV的即插即用(PnC)方案中进行标识。
为了在实现基于合约的PnC方案的系统中实现EVPnC，可以选择EVPnC用于标识服务，并且可以使用OEM供应证书或EV证书来进行认证请求和响应。此外，该证书可以用于签署计量收据，并且V2G根证书可以用于认证账单。
根据本公开的EV用户认证机制具有以下优点：
-防止侵犯隐私和违反一般数据保护条例(GDPR)。
-不再需要MO PKI系统。
-不需要信用认证系统，诸如CPS、CCP、以及目录服务。
-有助于车辆共享服务，该服务有助于用户便利、用户隐私和合约灵活性，并且提供各种业务机会。
根据本公开的示例性实施方式的装置和方法可以通过存储在非暂时性计算机可读记录介质上的计算机可读程序代码或指令来实现。非暂时性计算机可读记录介质包括存储由非暂时性计算机系统可读的数据的所有类型的记录介质。计算机可读记录介质可以分布在通过网络连接的计算机系统上，以便可以以分布式方式存储和执行计算机可读程序或代码。
非暂时性计算机可读记录介质可以包括：硬件设备，该硬件设备专门被配置为存储和执行诸如ROM、RAM和闪存之类的程序命令。程序命令不仅可以包括诸如由编译器产生的机器语言代码，还可以包括可由使用解释器等的计算机执行的高级语言代码。
本公开的一些方面已在上述设备的上下文中描述，但可使用与其相应的方法来描述。具体地，模块或设备对应于该方法的操作或该方法的操作的特征。类似地，上文在方法的上下文中描述的本公开的方面可以使用与其相应的模块或项或与其对应的设备的特性来描述。该方法的部分地或全部地操作可例如通过(或使用)诸如微处理器、可编程计算机或电子电路的硬件设备来执行。在一些示例性实施方式中，该方法的最重要操作中的至少一者可以由该设备执行。
在一些示例性实施方式中，诸如现场可编程门阵列的可编程逻辑器件可用于执行本文所述方法的一些或所有功能。在一些示例性实施方式中，可使用微处理器操作现场可编程门阵列以执行本文所述的方法之一。一般而言，本公开的方法优选地由特定硬件设备执行。
本公开的描述仅在性质上是示例性的，因此，不偏离本公开实质内容的变更旨在在本公开的范围内。此类变更不应被视为背离本公开的精神和范围。因此，本领域的普通技术人员将理解，可以在不脱离以下权利要求所定义的精神和范围的情况下对形式和细节进行各种改变。

Claims (18)

1.一种用于为电动车辆EV充电的EV用户认证方法，所述EV用户认证方法由EV用户认证中介设备与移动运营商MO、以及充电点运营商CPO联合执行，所述MO与EV用户具有合约以向所述EV提供充电服务，并且所述CPO将电力供应给所述EV，所述EV用户认证方法包括：
从所述MO接收所述EV与充电服务账户之间的关联信息；
存储所述EV与所述充电服务账户之间的所述关联信息；
从所述CPO接收对待充电的EV的关联信息的请求；并且
将待充电的所述EV与所述充电服务账户之间的所述关联信息提供给所述CPO。
2.根据权利要求1所述的EV用户认证方法，还包括：
从所述MO接收所述充电服务账户发生变更的通知；并且
更新发生了变更的所述充电服务账户。
3.根据权利要求1所述的EV用户认证方法，其中，所述EV用户认证中介设备是由车辆到电网V2G根认证机构CA认证的清算所服务CHS设备。
4.根据权利要求1所述的EV用户认证方法，其中，所述EV使用EV证书和对应的私钥从所述CPO请求认证。
5.根据权利要求4所述的EV用户认证方法，其中，所述EV证书由所述EV的原始装置制造商OEM发布，并且所述EV证书包括所述EV的唯一标识符和所述对应的私钥。
6.根据权利要求1所述的EV用户认证方法，其中，所述EV与所述充电服务账户之间的所述关联信息包括下列项中的至少一者：EV标识符、所述充电服务的电动交通账户标识符eMAID、以及截止日期。
7.一种电动车辆EV用户认证中介设备，用于与移动运营商MO、充电点运营商CPO联合用于EV充电，所述MO与EV用户具有合约以向所述EV提供充电服务，并且所述CPO将电力供应给所述EV，所述EV用户认证中介设备包括：
处理器；以及
存储器，存储待由所述处理器执行的至少一条指令，
其中，当由所述处理器执行所述至少一条指令时，所述至少一条指令使所述处理器：
从所述MO接收所述EV与充电服务账户之间的关联信息；
存储所述EV与所述充电服务账户之间的所述关联信息；
从所述CPO接收对待充电的EV的关联信息的请求；并且
将待充电的所述EV与所述充电服务账户之间的所述关联信息提供给所述CPO。
8.根据权利要求7所述的EV用户认证中介设备，其中，所述至少一条指令还包括当被所述处理器执行时使所述处理器执行以下步骤的指令：
从所述MO接收所述充电服务账户发生变更的通知；并且
更新发生了变更的所述充电服务账户。
9.根据权利要求7所述的EV用户认证中介设备，其中，所述EV用户认证中介设备是由车辆到电网V2G根认证机构CA认证的清算所服务CHS设备。
10.根据权利要求7所述的EV用户认证中介设备，其中，所述EV使用EV证书和对应的私钥从所述CPO请求认证。
11.根据权利要求10所述的EV用户认证中介设备，其中，所述EV证书由所述EV的原始装置制造商OEM发布，并且所述EV证书包括所述EV的唯一标识符和所述对应的私钥。
12.根据权利要求7所述的EV用户认证中介设备，其中，所述EV与所述充电服务账户之间的所述关联信息包括下列项中的至少一者：EV标识符、所述充电服务的电动交通账户标识符eMAID、以及截止日期。
13.一种用于为电动车辆EV充电的EV用户认证系统，所述EV用户认证系统包括：
移动运营商MO公钥基础设施PKI服务器，被配置为根据EV用户的请求将所述EV与充电服务账户相关联，以生成所述EV与所述充电服务账户之间的关联信息，并且将所述关联信息通知给清算所服务设备；
清算所服务CHS设备，被配置为从所述MO接收并存储所述EV与所述充电服务账户之间的所述关联信息，并且响应于请求而提供所述EV与所述充电服务账户之间的所述关联信息；以及
充电站运营商CPO，被配置为通过向所述CHS设备查询与请求充电的所述EV的标识符绑定的充电服务账户信息来对请求充电的所述EV进行认证。
14.根据权利要求13所述的EV用户认证系统，还包括：
原始装置制造商OEM PKI服务器，被配置为向所述EV分配唯一标识符，并且向所述EV发布包含所述唯一标识符和对应的私钥的EV证书。
15.根据权利要求13所述的EV用户认证系统，其中，所述CHS设备由车辆到电网V2G根认证机构CA进行认证。
16.根据权利要求14所述的EV用户认证系统，其中，所述EV使用所述EV证书和所述对应的私钥从所述CPO请求认证。
17.根据权利要求13所述的EV用户认证系统，其中，所述CHS设备从所述MO接收所述充电服务账户发生变更的通知，并且更新发生了变更的所述充电服务账户。
18.根据权利要求13所述的EV用户认证系统，其中，所述EV与所述充电服务账户之间的所述关联信息包括下列项中的至少一者：EV标识符、所述充电服务的电动交通账户标识符eMAID、以及截止日期。
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