国标充电系统及其车桩认证方法和系统与流程

本发明涉及电动车辆充电系统，具体涉及一种国标充电系统的车桩认证方法、国标充电系统的车桩认证系统和国标充电系统。

背景技术：

1、随着能源危机日益严重，人类环境保护意识增强，碳排放标准的提高，大大推动了新能源汽车的发展，充电设施和充电标准不断完善，各种智能充电场景日益丰富，充电安全要求越来越高。若实现充电无人化、充电自动化的pnc（plug and charge，即插即充）充电场景，需要实现充电车辆与充电桩运营商之间的双向认证。目前欧美推广的ccs（combinedcharging system，复合充电系统）系统对于车桩之间的数字认证有标准要求和实际的执行操作方案，但国标充电系统因为车桩之间通信链路的限制，无论是国标直流充电系统的can（controller area network，控制器局域网）线，还是国标交流充电系统的cp（controlpilot，控制导引）线，均无法满足整个数字认证过程的带宽要求，因此也无法实现自动数字认证。

2、目前国内有些厂家也提出了一些自动认证的方案，但这些方案往往只是采用车辆识别码等简单信息来进行自动鉴权操作，这无疑存在很大的安全风险。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提供了一种国标充电系统及其车桩认证方法和系统，能够在不改变国标充电系统原有电路和硬件的情况下，实现安全的车桩数字认证，从而便于实现国标充电系统的即插即充功能。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种国标充电系统的车桩认证方法，包括以下步骤：车辆通过常规通信链路向充电桩发送所述车辆的数字认证请求id（identity document，身份标识），以实现车桩匹配；在车桩匹配成功后，所述车辆与所述充电桩建立虚拟连接；通过所述虚拟连接进行车辆充电鉴权。

4、所述国标充电系统为国标直流充电系统，所述充电桩为国标直流桩，所述常规通信链路为can线，所述车辆通过can线与所述充电桩进行数字通信，以实现所述车辆的数字认证请求id的发送。

5、所述国标充电系统为国标交流充电系统，所述充电桩为国标交流桩，所述常规通信链路为cp信号线，所述车辆通过cp信号线与所述充电桩进行数字通信，以实现所述车辆的数字认证请求id的发送。

6、所述国标交流充电系统包括控制导引电路，所述控制导引电路包括所述cp信号线、第一开关和第二开关，所述第一开关设置于所述cp信号线与充电桩的供电控制装置之间，所述第一开关受控制地接通所述cp信号线与所述供电控制装置的信号端，或者接通所述cp信号线与所述供电控制装置的电源端，所述第二开关设置于所述cp信号线与车辆的车载充电机之间，所述车辆通过cp信号线与所述充电桩进行数字通信的具体步骤包括：在检测到所述第一开关接通所述cp信号线与所述供电控制装置的信号端时，控制所述第二开关以第一预设方式动作，以向所述充电桩发起进入数字通信模式请求；在所述充电桩接收到所述进入数字通信模式请求后，通过所述供电控制装置的信号端向所述车辆发送第一预设信号，以完成所述车辆与所述充电桩的握手，进入数字通信模式；在所述数字通信模式下，所述车辆通过所述第二开关的开闭状态向所述充电桩发送二进制数，所述充电桩通过所述供电控制装置的信号端输出大小不同的两种信号以向所述车辆发送二进制数，以实现车桩间的数字通信。

7、所述第一预设信号为第一占空比的pwm（pulse width modulation，脉宽调制）信号，所述大小不同的两种信号分别为第二占空比和第三占空比的pwm信号，其中，所述第二占空比与所述第三占空比不同。

8、实现车桩匹配的具体步骤包括：在所述充电桩的充电枪插入所述车辆后，所述车辆向车桩匹配中心发送车端数字认证请求，所述充电桩向所述车桩匹配中心发送桩端数字认证请求，其中，所述车端数字认证请求包含代表所述车辆身份的数字证书，所述桩端数字认证请求包含代表所述充电桩身份的数字证书；所述车桩匹配中心在收到所述车端数字认证请求和所述桩端数字认证请求后，对所述车端数字认证请求和所述桩端数字认证请求中的数字证书的有效性进行鉴权，若有效则生成对应的所述车辆的数字认证请求id和所述充电桩的数字认证请求id，并建立起所述车辆的数字认证请求id与所述车端数字认证请求的车端源ip（internet protocol，互联网协议）地址和车端端口号的绑定关系，以及建立起所述充电桩的数字认证请求id与所述桩端数字认证请求的桩端源ip地址和桩端端口号的绑定关系；所述车桩匹配中心生成车端数字认证响应并发送至所述车辆，其中，所述车端数字认证响应包含所述车辆的数字认证请求id；所述车辆在接收到所述车端数字认证响应后解析出所述车辆的数字认证请求id，并通过常规通信链路向所述充电桩发送所述车辆的数字认证请求id；所述充电桩在接收到所述车辆的数字认证请求id后生成车桩匹配请求，并发送至所述车桩匹配中心，其中，所述车桩匹配请求包含接收到的所述车辆的数字认证请求id；所述车桩匹配中心在接收到所述车桩匹配请求后，解析出其中的所述车辆的数字认证请求id，并在确定所述车辆的数字认证请求id有效后查询所述车辆的数字认证请求id绑定的车端源ip地址和车端端口号、所述充电桩的数字认证请求id绑定的桩端源ip地址和桩端端口号，以及生成车桩匹配响应并发送至所述车辆和所述充电桩，其中，所述车桩匹配响应包含所述车端源ip地址和车端端口号、所述桩端源ip地址和桩端端口号；所述车辆在接收到所述车桩匹配响应后解析出其中的车端源ip地址和车端端口号、桩端源ip地址和桩端端口号，所述充电桩在接收到所述车桩匹配响应后解析出其中的车端源ip地址和车端端口号、桩端源ip地址和桩端端口号；所述车桩匹配中心在所述车辆和所述充电桩均收到所述车桩匹配响应后，主动断开与所述车辆和所述充电桩的连接。

9、建立虚拟连接的具体步骤包括：所述车辆在断开与所述车桩匹配中心的连接后，通过与解析出的车端端口号相同的端口号向解析出的桩端端口号发起连接请求；所述充电桩在断开与所述车桩匹配中心的连接后，通过与解析出的桩端端口号相同的端口号监听连接请求，并在接收到所述车辆发起的连接请求后，判断该连接请求的源ip地址和端口号是否与解析出的车端源ip地址和车端端口号一致，若一致，则同意建立连接，从而建立起所述车辆与所述充电桩之间的虚拟连接。

10、车辆充电鉴权的具体步骤包括：所述车辆通过所述虚拟连接将与能源供应商或充电桩运营商签订的合约证书发送至所述充电桩；在所述充电桩接收到所述合约证书后，通过桩联云平台对所述合约证书的有效性进行判断，若有效，则向所述充电桩发送鉴权通过消息；所述充电桩在接收到所述鉴权通过消息后，通过随机数挑战进行车辆鉴权；若车辆鉴权成功，则所述充电桩将最终鉴权成功的结果发送至所述桩联云平台，以建立充电订单开始正常充电和计费；若车辆鉴权失败，则所述充电桩将最终鉴权失败的结果发送至所述桩联云平台，结束充电流程。

11、一种国标充电系统的车桩认证系统，包括车辆和充电桩，其中，所述车辆通过常规通信链路向所述充电桩发送所述车辆的数字认证请求id，以实现车桩匹配；在车桩匹配成功后，所述车辆与所述充电桩建立虚拟连接，通过所述虚拟连接进行车辆充电鉴权。

12、一种国标充电系统，包括上述国标充电系统的车桩认证系统。

13、本发明的有益效果：

14、本发明通过车桩已有的常规小带宽通信链路进行数字认证请求id的发送，以实现车桩匹配，在车桩匹配成功后，车辆与充电桩建立虚拟连接，以通过虚拟连接进行车辆充电鉴权，由此，能够在不改变国标充电系统原有电路和硬件的情况下，实现安全的车桩数字认证，从而便于实现国标充电系统的即插即充功能。