電動汽車“國充2024” 鑒權階段測試方法研究

中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）10-0127-03

【Abstract】This paper investigates the testing of the \"National Charge 2O24\"authentication module for electric vehicles，analyzing its critical rolein DCcharging andits differences from European standards.Theresults show that the national standardauthentication isoptional，with significantvariations from the European standard intermsof initiator，timeout mechanism，and startup proces，though itoffersa moreunified startupapproach.Bydesigning multiscenario test cases and employing a virtual test system with CANoe forreal-timedata collection，issues such as abnormal message interactionandtimeoutfailures wereidentified，afectingchargingsafety.Currently，thismoduleisstillinthe earlydevelopment stage and lacks sufficient attention fromautomakers，yetitssecurityand convenienceare crucial for enhancing market competitiveness.

【Key words 】electric vehicles; national charge 2O24; authentication testing

0 引言

隨著中國電動汽車產業快速發展，2024年電動汽車銷量達1286.6萬輛（同比增長 35.5% ，占新車銷量 40.9% ），保有量突破3140萬輛[。麥肯錫調研顯示，超 90% 消費者將充電速度、續航里程列為購車首要考量，二者已成為行業發展關鍵痛點。為此，2024年國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會發布GB/T18487.5—2024與GB/T27930.2—2024（簡稱“國充2024”），分別規范直流充電系統架構與數字通信協議，標志著中國直流充電標準從2015版實現跨越式升級。該標準針對原版本在接口強度、安全隱患、大功率快充等方面支持不足的問題，通過優化硬件接口、控制導引電路及通信協議，適配大功率充電、智能充電等新型需求，對提升充電安全性、效率及用戶體驗具有重要支撐作用。

1 國內外標準鑒權階段對比

1.1國充2024鑒權基本功能

“國充2024”直流充電流程由不同的模塊組合而成，功能模塊類型如圖1所示。當電動汽車與充電樁之間完成版本號為“2.0.0”的版本協商后，直接進行“國充2024”充電流程。鑒權功能模塊（ FC=0x30 ）是“國充2024”直流充電流程的可重載的可選項功能模塊，是“國充2024”直流充電流程的關鍵環節，可根據充電業務的不同需求，定義不同的應用實例，其作用在于通過身份驗證和信息交互，確保充電設備與車輛之間的安全連接和通信，防止未經授權的充電行為，以此來保障充電過程的合規性和安全性。

圖1功能模塊類型

“國充2024”鑒權階段在充電過程中發揮著重要作用，主要體現在以下幾個方面：一是確保用戶合規性，通過驗證用戶身份，防止未經授權的用戶使用充電服務；二是確保設備安全性，驗證充電設備和車輛的身份，防止假冒設備接入，同時對設備進行初步檢測，避免因設備故障導致的安全問題；三是提供計費依據，獲取的用戶和設備信息可作為計費的準確依據，支持多種計費方式。

1.2 歐標鑒權標準對比

在歐標充電標準ISO15118和DINSPEC 70121^[2-3] 中，歐標直流充電通信原理基于電力線載波通信（PowerLineCommunication，PLC），通過充電接口中的控制導引信號線CP傳輸高頻通信信號。充電物理連接建立后，車輛和充電樁首先通過信號電平衰減特性（Signal Level Attenuation Characterization，SLAC）協議完成信道匹配，隨后在定義階段（SystemDefinitionPhase，SDP）基于UDP廣播發現IPv6地址并建立TCP通信連接進行車輛到電網（Vehicle-toGrid，V2G）通信。歐標直流充電通信流程如圖2所示。

1車輛插入充電槍 會話建立： SesonstrRes 絕： Cabl ChedkRsponseCC信號有效 CCSLAC階段 服務發現： SeviceDiscovere 預充： Cabl heckspose建立PLC數據鏈路SDP階段 支： 功率輸出： PowDDeliery Repose協商版本匹配完成建立V2G通信會話 證 ContratAuthenicaterRe 電流輸出： PowdyReqes中握手： SpprteAppPrtoe 數Casore 結束： Sso spReoes歐標充電標準中的合同認證階段即為“國充2024”的鑒權階段，其包括ContractAuthenticationReq和ContractAuthenticationRes消息，主要用于驗證用戶身份、確認充電權限并啟動計費。在歐標充電標準中，鑒權階段的主要目標包括以下四點：一是驗證用戶身份，包括RFID卡、APP賬號、Plug＆Charge自動認證三種方式；二是確認充電權限，用于檢查用戶是否有權使用該充電樁；三是綁定充電會話與支付合同，確保充電計費可以追溯；四是防止未授權充電，用于避免盜充或能源欺詐。

基于兩種不同標準的通信原理，“國充2024”鑒權與歐標鑒權有以下三點區別。

1）鑒權階段流程差異?！皣?024”標準中，鑒權階段為可選項，測試過程中，車樁可不進行鑒權直接進入正常充電流程；而歐標將鑒權作為V2G通信的必要流程，該階段不可跳過，若未完成鑒權，車輛將無法啟動充電。

2）鑒權發起方與超時機制差異?！皣?024”鑒權由公共報文觸發進入鑒權階段，由樁端率先發送鑒權狀態信息，其鑒權超時時間設定為 20s ；歐標則由車端主動發送ContractAuthenticationReq消息發起鑒權，樁端需在2s內回復ContractAuthenticationRes消息，并將EVSEProcessing狀態從Ongoing更新為Finished，其規定的超時時間為 60s 。

3）充電啟動流程差異。以國外常見的刷卡支付場景為例，車樁啟動充電前，不同品牌樁端存在兩種典型流程：一是先刷卡后開啟SLAC階段，即先完成身份認證再建立通信連接；二是先正常進行SLAC階段，即先建立TCP連接并完成車樁報文交互，再進行刷卡。而“國充2024”直流樁的充電流程統一規范為插槍后，通過樁端、車端或手機端APP點擊啟動按鈕發起充電。

2 國充2024鑒權測試方法

“國充2024”鑒權階段測試方法基于GB/T18487.5—2024《電動汽車傳導充電系統第5部分：用于GB/T20234.3的直流充電系統》和GB/T27930.2—2024《非車載傳導式充電機與電動汽車之間的數字通信協議第2部分：用于GB/T20234.3的通信協議》兩項標準展開。

當車輛與樁端均支持“國充2024”充電協議時，車樁通信進人“國充2024”直流充電流程，車樁在版本協商、功能協商及參數配置階段均正常完成通信后，進入鑒權階段。車輛在鑒權階段的常見鑒權方式包括FDC1（掃碼/刷卡）、FDC2（VIN碼）和FDC3（云端鑒權）3種，為實現充電功能，車輛需至少支持FDC14]。

2.1測試用例

依據GB/T18487.5—2024《電動汽車傳導充電系統第5部分：用于GB/T20234.3的直流充電系統》和GB/T27930.2—2024《非車載傳導式充電機與電動汽車之間的數字通信協議第2部分：用于GB/T20234.3的通信協議》兩項標準要求[4-5]。參數配置成功后，由充電機發起 FDC=1/2/3 方式的鑒權過程，車輛在充電機聲明時間內等待鑒權結果。基于上述兩個標準，鑒權階段測試用例開發如下。

1）被測車輛與測試系統在完成參數配置階段后，經鑒權階段的確認成功進入鑒權流程，車輛在選擇鑒權 FDC=1/2/3 方式后，功能模塊中的報文內容和格式滿足標準要求，通信狀態正常。

2）功能協商中，充電機支持鑒權 FDC=1/2/3 ，車輛選擇鑒權FDC2或3，充電機鑒權失敗后，車輛發送重新鑒權請求，充電機發送階段請求，進人新的FDC，車輛支持多個FDC時，執行階段內跳轉，檢查車輛的通信狀態。

3）上一功能模塊后，經階段確認進入鑒權階段，控制測試系統不發送任何報文，收到車端中止報文后，測試系統恢復正常通信。車輛應在鑒權階段故障觸發后，發送中止原因為 0x020300 的中止報文，充電流程停止，通信狀態正常。

4）上一功能模塊后，經階段確認進入鑒權階段，控制測試系統發送充許重連的中止報文，車輛應對重連的請求進行響應，檢查車輛的通信狀態。

5）上一功能模塊后，經階段確認進入鑒權階段，控制測試系統持續發送充電機鑒權狀態未完成的報文，車輛應在規定時間內持續發送車輛鑒權報文，等待鑒權階段超時后發送鑒權失敗報文。

2.2測試系統搭建

測試系統為虛擬充電安全測試系統，由測試柜、直流電氣柜、液冷終端、雙向源載組成，通過雙向源載一體設計，實現電動汽車和充電設施的充放電功能、性能測試。測試系統運用國內首創的“四維檢測”技術，提供標準充放電測試、典型案例庫測試、自定義測試和車充場景重建測試功能。測試系統主要針對開發驗證不充分、充電異常案例少、測試開源編輯性差、充電問題無法快速定位復現、標準迭代升級快等問題，提供一套開放性強、集成度高的充放電檢測平臺及技術服務。虛擬充電安全測試系統架構如圖3所示，測試系統與CANoe結合后，可實現在充電過程中實時采集記錄電能數據、CAN通信數據、電壓電流數據等，便于開展充電控制策略分析優化。

圖3虛擬充電安全測試系統架構圖

2.3 常見問題分析

當車輛在鑒權階段存在充電失敗、兼容性欠佳等問題時，會導致未通過上述測試用例，進而對消費者的使用體驗造成負面影響，其中，導致車輛在鑒權階段出現充電失敗的常見情況主要有以下幾種。

1）鑒權進入結束階段，鑒權結果報文（0x33）鑒權成功后，測試系統不等待接收被測車輛發送RMACK（000101）報文直接進入輸出回路檢測階段，由于車端程序僅按照傳輸層標準開發程序，未考慮應用層邏輯，標準中并未直接規定需要回復ACK之后再發送下一階段報文，車輛未能識別到測試系統已經發送進人輸出回路檢測功能模塊，導致被測系統報車輛確認結果報文超時（ 0x040201 ）中止充電。

2）進人鑒權階段后，測試系統不發送進入鑒權階段的公共報文（013001），車端在等待20s超時后，未按照標準的要求發送鑒權階段超時（ 0x02 03 00 ）報文，車端故障邏輯開發不完整，未按照標準開發程序。3）進入鑒權階段報文交互后，被測車輛未按照標準要求設置等待時間，導致未達到鑒權階段的超時請求，車端提前發送中止報文-鑒權失敗（ 0x03 0301）報文。4）進入鑒權階段后，被測系統設置允許重連的故障，導致本次充電失敗，測試系統填充請求重連充電（OxAA）的中止報文，被測車輛進入結束階段（0x80）后不進行請求重連充電的通信流程響應。5）支持兩種鑒權方式的車輛，優先選擇鑒權FDC2鑒權，測試系統鑒權失敗后，車輛未能發送重新鑒權請求，執行鑒權跳轉，停止報文交互。

3 結束語

本文研究了電動汽車“國充2024”鑒權功能模塊，對比發現其與歐標在必要性、發起方和超時機制等方面存在差異。通過搭建虛擬測試系統并設計多場景測試用例，驗證發現鑒權階段普遍存在報文異常、兼容性差等問題，影響充電體驗。未來將推進鑒權階段成為必選流程，縮短鑒權時間，實現用戶無感認證，插槍即充，推動車樁產業協調升級，驗證車樁合法身份，防止非法設備接入。

參考文獻

[1]新華社.2024年我國新能源汽車產銷量均超1200萬輛[EB/OL].[2025-07-20].https：//www.gov.cn/yaowen/liebiao/202501/content_6998270.htm.

[2]DIN.70121：2014-12，Electric mobility-Communication betweenchargingstation and electricvehicle.Berlin：Beuth Verlag[S].2014.

[3]ISO.15118-2：2014，Road vehicles-Vehicle to grid communicationinterface-Part 2：Network and application protocol requirements[S]. 2014.

[4]GB/T27930.2—2024，非車載傳導式充電機與電動汽車之間的數字通信協議第2部分：用于GB/T20234.3的通信協議[S]. 2024.

[5]GB/T18487.5—2024，電動汽車傳導充電系統第5部分：用于GB/T20234.3的直流充電系統[S].2024.

（編輯 楊景）