ISO 15118-2:2014
(Main)Road vehicles — Vehicle-to-Grid Communication Interface — Part 2: Network and application protocol requirements
Road vehicles — Vehicle-to-Grid Communication Interface — Part 2: Network and application protocol requirements
ISO 15118-2:2014 specifies the communication between battery electric vehicles (BEV) or plug-in hybrid electric vehicles (PHEV) and the Electric Vehicle Supply Equipment. The application layer message set defined in ISO 15118-2:2014 is designed to support the energy transfer from an EVSE to an EV. ISO 15118-1 contains additional use case elements describing the bidirectional energy transfer. The implementation of these use cases requires enhancements of the application layer message set defined herein. The purpose of ISO 15118-2:2014 is to detail the communication between an EV (BEV or a PHEV) and an EVSE. Aspects are specified to detect a vehicle in a communication network and enable an Internet Protocol (IP) based communication between EVCC and SECC. ISO 15118-2:2014 defines messages, data model, XML/EXI based data representation format, usage of V2GTP, TLS, TCP and IPv6. In addition, it describes how data link layer services can be accessed from a layer 3 perspective. The Data Link Layer and Physical Layer functionality is described in ISO 15118-3.
Véhicules routiers — Interface de communication entre véhicule et réseau électrique — Partie 2: Exigences du protocole d'application et du réseau
Le présent document spécifie la communication entre les véhicules électriques à batterie (VEB) ou les véhicules électriques hybrides rechargeables (VEHR) et l'infrastructure de recharge pour véhicules électriques. L'ensemble de messages de la couche application défini dans le présent document est conçu pour prendre en charge le transfert d'énergie entre une IRVE et un VE. L'ISO 15118-1 contient des éléments de cas d'utilisation supplémentaires (ID des éléments de cas d'utilisation de la Partie 1 : F4 et F5) décrivant le transfert d'énergie bidirectionnel. L'implémentation de ces cas d'utilisation nécessite des améliorations de l'ensemble de messages de la couche application défini dans le présent document. Les définitions de ces exigences supplémentaires feront l'objet de la prochaine révision du présent document. Le présent document a pour but de décrire de manière détaillée la communication entre un VE (VEB ou VEHR) et une IRVE. Les aspects spécifiés permettent de détecter un véhicule dans un réseau de communication, et de permettre une communication basée sur le protocole Internet (IP) entre le contrôleur de communication du véhicule électrique (EVCC) et le contrôleur de communication de l'infrastructure de recharge (SECC). Le présent document définit les messages, le modèle de données, le format de représentation de données basé sur XML/EXI, l'utilisation de V2GTP, TLS, TCP et IPv6. De plus, il décrit comment accéder aux services de la couche liaison de données à partir de la couche 3. La fonctionnalité de la couche liaison de données et de la couche physique est décrite dans l'ISO 15118-3.
General Information
Buy Standard
Related Packages
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15118-2
First edition
2014-04-01
Road vehicles — Vehicle-to-Grid
Communication Interface —
Part 2:
Network and application protocol
requirements
Véhicules routiers — Interface de communication entre véhicule et
réseau électrique —
Partie 2: Exigences du protocole d'application et du réseau
Reference number
ISO 15118-2:2014(E)
©
ISO 2014
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2014
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form or by any
means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior written permission.
Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
Contents Page
Foreword . v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 3
4 Symbols and abbreviated terms . 7
5 Conventions . 8
5.1 Definition of OSI based services . 8
5.2 Requirement structure . 8
5.3 Usage of RFC references . 8
5.4 Notation used for XML schema diagrams . 9
6 Document overview . 9
7 Basic requirements for V2G communication . 11
7.1 General information . 11
7.2 Service primitive concept of OSI layered architecture . 11
7.3 Security concept . 12
7.4 V2G communication states and data link handling . 21
7.5 Data Link Layer . 26
7.6 Network Layer . 26
7.7 Transport Layer . 28
7.8 V2G Transfer Protocol . 32
7.9 Presentation Layer . 36
7.10 Application Layer . 46
8 Application Layer messages . 55
8.1 General information and definitions . 55
8.2 Protocol handshake definition . 56
8.3 V2G Message Definition . 60
8.4 V2G Communication Session and BodyElement Definitions . 62
8.5 Complex data types . 104
8.6 Identification Modes and Message Set definitions . 137
8.7 V2G communication timing . 170
8.8 Message sequencing and error handling . 184
8.9 Request-Response Message Sequence examples . 206
Annex A (informative) Mapping of Part 1 use case elements . 214
Annex B (informative) Mapping of ISO 15118 message element names to SAE J2847/2 terms . 250
Annex C (normative) Schema definition . 254
Annex D (informative) Message examples . 278
Annex E (informative) Application of certificates . 299
Annex F (normative) Certificate profiles . 313
Annex G (informative) Encryption for the Distribution of Secret Keys . 321
Annex H (normative) Specification of Identifiers . 323
Annex I (informative) Message sequencing for renegotiation . 326
Annex J (informative) Overview on XML Signatures . 330
© ISO 2014 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
Annex K (informative) Summary of requirements . 334
Bibliography . 341
iv © ISO 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of
ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent
rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of
patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,
as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical Barriers to Trade (TBT)
see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3, Electrical
and electronic equipment.
ISO 15118-2 was developed in conjunction with IEC TC 69, Electric road vehicles and electric industrial
trucks.
ISO 15118 consists of the following parts, under the general title Road vehicles — Vehicle-to-Grid
Communication Interface:
Part 1: General information and use-case definition
Part 2: Network and application protocol requirements
1
Part 3: Physical and data link layer requirements
1
To be published.
© ISO 2014 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
Introduction
The pending energy crisis and necessity to reduce greenhouse gas emissions has led the vehicle
manufacturers to a very significant effort to reduce the energy consumption of their vehicles. They are
presently developing vehicles partly or completely propelled by electric energy. Those vehicles will reduce the
dependency on oil, improve the global energy efficiency and reduce the total CO emissions for road
2
transportation if the electricity is produced from renewable sources. To charge the batteries of such vehicles,
specific charging infra-structure is required.
Much of the standardization work on dimensional and electrical specifications of the charging infrastructure
and the vehicle interface is already treated in the relevant ISO or IEC groups. However the question of
information transfer between the EV and the EVSE has not been treated sufficiently.
Such communication is necessary for the optimization of energy resources and energy production systems so
that vehicles can recharge in the most economical or most energy efficient way. It is also required to develop
efficient and convenient billing systems in order to cover the resulting micro-payments. The necessary
communication channel may serve in the future to contribute to the stabilization of the electrical grid as well as
to support additional information services required to operate electric vehicles efficiently and economically.
vi © ISO 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 15118-2:2014(E)
Road vehicles — Vehicle-to-Grid Communication Interface —
Part 2: Network and application protocol requirements
1 Scope
This part of ISO 15118 specifies the communication between battery electric vehicles (BEV) or plug-in hybrid
electric vehicles (PHEV) and the Electric Vehicle Supply Equipment. The application layer message set
defined in this part of ISO 15118 is designed to support the energy transfer from an EVSE to an EV. ISO
15118-1 contains additional use case elements (Part 1 Use Case Element IDs: F4 and F5) describing the
bidirectional energy transfer. The implementation of these use cases requires enhancements of the
application layer message set defined herein. The definitions of these additional requirements will be subject
of the next revision of this International Standard.
The purpose of this part of ISO 15118 is to detail the communication between an EV (BEV or a PHEV) and an
EVSE. Aspects are specified to detect a vehicle in a communication network and enable an Internet Protocol
(IP) based communication between EVCC and SECC.
Key
1 Scope of ISO/IEC FDIS 15118-2:2013(E)
2 Message definition considers use cases defined for communication between SECC to SA
Figure 1 — Communication relationship among EVCC, SECC and secondary actor
This part of ISO 15118 defines messages, data model, XML/EXI based data representation format, usage of
V2GTP, TLS, TCP and IPv6. In addition, it describes how data link layer services can be accessed from a
layer 3 perspective. The Data Link Layer and Physical Layer functionality is described in ISO 15118-3.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3166-1, Codes for the representation of names of countries and their subdivisions ― Part 1: Country
codes
ISO 15118-1, Road vehicles ― Vehicle to grid communication interface ― Part 1: General information and
use-case definition
IEC 61851-1, Electric vehicle conductive charging system ― Part 1: General requirements (Ed 2.0 2010)
IEC 61851-22, Electric vehicle conductive charging system - Part 22: AC electric vehicle charging station
IEC CDV 61851-23, Electric vehicle conductive charging system - Part 23: D.C. electric vehicle charging
station (Ed 1.0 2012)
IEC 62196, Plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets - Conductive charging of electric
vehicles
© ISO 2014 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
W3C EXI 1.0, Efficient XML Interchange (EXI) Format 1.0, W3C Recommendation (March 2011)
W3C XML Signature Syntax and Processing Version 1.1, - W3C Recommendation (April 2013)
IETF RFC 768, User Datagram Protocol (August 1980)
IETF RFC 793, Transmission Control Protocol - DARPA Internet Program - Protocol Specification (September
1981)
IETF RFC 1981, Path MTU Discovery for IP version 6 (August 1996)
IETF RFC 2460, Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification (December 1998)
IETF RFC 6960, X.509 Internet Public Key Infrastructure Online Certificate Status Protocol - OCSP (June
2013)
IETF RFC 3122, Extensions to IPv6 Neighbor Discovery for Inverse Discovery Specification (June 2001)
IETF RFC 3315, Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) (July 2003)
IETF RFC 3484, Default Address Selection for Internet Protocol version 6 (IPv6) (February 2003)
IETF RFC 6582, The NewReno Modification to TCP's Fast Recovery Algorithm (April 2012)
IETF RFC 4291, IP Version 6 Addressing Architecture (February 2006)
IETF RFC 4429, Optimistic Duplicate Address Detection (DAD) for IPv6 (April 2006)
IETF RFC 4443, Internet Control Message Protocol (ICMP v6) for the Internet Protocol version 6 (IPv6)
specification (March 2006)
IETF RFC 4861, Neighbor Discovery for IP version 6 (IPv6) (September 2007)
IETF RFC 4862, IPv6 Stateless Address Autoconfiguration (September 2007)
IETF RFC 5095, Deprecation of Type 0 Routing Headers in IPv6 (December 2007)
IETF RFC 5116, An Interface and Algorithms for Authenticated Encryption (January 2008)
IETF RFC 5234, Augmented BNF for Syntax Specifications: ABNF (January 2008)
IETF RFC 5246, The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.2 (August 2008)
IETF RFC 5280, Internet X.509 Public Key Infrastructure Certificate and Certificate Revocation List (CRL)
Profile (May 2008)
IETF RFC 5289, TLS Elliptic Curve Cipher Suites with SHA-256/384 and AES Galois Counter Mode (GCM)
(August 2008)
IETF RFC 5480, Elliptic Curve Cryptography Subject Public Key Information (March 2009)
IETF RFC 5722, Handling of Overlapping IPv6 Fragments (December 2009)
IETF RFC 6066, Transport Layer Security (TLS) Extensions: Extension Definitions (January 2011)
IETF RFC 6106, IPv6 Router Advertisement Options for DNS Configuration (November 2010)
IETF RFC 6961, The Transport Layer Security (TLS) Multiple Certificate Status Request Extension (June
2013)
2 © ISO 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
IANA Service&PortRegistry, Service Name and Transport Protocol Port Number Registry [viewed 2011-01-
16], Available from: http://www.iana.org/assignments/service-names-port-numbers/service-names-port-
numbers.xml
NIST FIPS PUB 180-4: Secure Hash Standard (SHS) (March 2012)
NIST Special Publication 800-56A: Recommendation for Pair-Wise Key Establishment Schemes Using
Discrete Logarithm Cryptography (Revised) (March 2007)
NIST Special Publication 800-38A: Recommendation for Block Cipher Modes of Operation - Methods and
Techniques (2001)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms in ISO 15118-1 and the following apply.
3.1
Basic Charging
BC
charging phase during a charging session controlled by IEC 61851-1 only
3.2
charging limits
set of physical constraints (e.g. voltage, current, energy, power) that is negotiated during a V2G
Communication Session for a charging session
3.3
Communication Setup Timer
Timer monitoring the time from plug-in until the Session Setup message
3.4
Contract Certificate
certificate issued to EVCC either by V2G Root CA or by Sub-CA, which is used in XML Signatures in
application layer so that SECC or secondary actor can verify the Contract issued to the EVCC and signatures
issued by the EVCC
3.5
CP State
Control Pilot (Vehicle) State according to IEC 61851-1 signalled on Control Pilot Line
3.6
credentials
anything that provides the basis for confidence, belief, credit, etc.
EXAMPLE Examples include certificates, passwords, user names etc.
3.7
Data Link Setup
setup phase for establishing the data link
Note 1 to entry: Entry Condition: Any valid control pilot signal according to IEC 61851-1; Exit Condition: D-
LINK_READY.indication(DLINKSTATUS=LinkEstablished).
3.8
Distinguished Encoding Rules = ASN-1 encoding rule
DER
method for encoding a data object, such as an X.509 certificate, to be digitally signed or to have its signature
verified
© ISO 2014 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
3.9
global address
IP address with unlimited scope
3.10
High Level Communication Charging
HLC-C
charging phase during a charging session controlled by ISO 15118
3.11
link-local address
IP address with link-only scope that can be used to reach neighbouring interfaces attached to the same link
3.12
Identification Mode
mandatory and optional messages and parameters with respect to charging scenarios using External
Identification Means (EIM) and charging scenarios using Plug and Charge (PnC) for identification
Note 1 to entry: An Identification Mode covers a set of similar charging scenarios for a specific identification means.
3.13
(IP) address
IP-layer identifier for an interface or a set of interfaces
3.14
Maximum Transfer Unit
MTU
maximum size (in bytes) of the largest protocol data unit that the Data Link Layer that can be pass onwards
3.15
Message Set
set of mandatory V2G messages and parameters for the EVCC or SECC covering one or multiple use case
elements
3.16
Message Timer
Timer monitoring the exchange of a Request-Response-Pair
3.17
network segment
collection of devices that can exchange data on Data Link Layer level directly via Data Link Addresses
EXAMPLE Ethernet: all devices which can see each other via MAC addresses.
3.18
node
device that implements IPv6
3.19
OEM Provisioning Certificate
certificate issued to the EVCC, so that a Contract Certificate can be securely requested and received from a
secondary actor
3.20
Performance Time
non-functional timing requirement defining the time a V2G Entity shall not exceed when executing or
processing certain functionality
Note 1 to entry: This is a fixed time value.
4 © ISO 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
3.21
private environment
area with (physical) access limited to a small number of vehicles (EVs), which may be a private parking
garage or a garage / parking lot of a company with its own EV fleet, where one or several private wall-box(es)
are used instead of public charging stations as EVSE, and where in order to keep the private wall-box simple
and cheap in production and operation it is allowed to stay offline permanently, which allows a private wall-box
to use leaf certificates with a longer maximum validity than allowed for public charging stations and using a
private root certificate which is different to the V2G root certificates and which has to be installed into each EV
that is allowed to charge within this specific private environment, resulting in a limited number of EVs
belonging to one private environment, the difference to a “trusted environment” being that in a (pure; i.e. not
additionally “trusted”) private environment TLS and the corresponding data encryption at connection level is
always used, and solely certificate handling is simplified for the private wall-box (EVSE) since it may stay
offline permanently, resulting in unrestricted certificate validity periods, shorter certificate chain length, omitting
OCSP, and an additional “pairing mode”
3.22
Identification Mode
group of mandatory and optional Message Sets covering a set of similar charging scenarios for a specific
identification means
3.23
renegotiation
messaging for updating the agreement on the charging schedule between EV and EVSE during a V2G
Communication Session by retransmitting the parameters SASchedule and ChargingProfile
3.24
Request-Response Message Pair
request message and the corresponding response message
3.25
Request-Response Message Sequence
predefined sequence of Request-Response Message Pairs
3.26
SDP Client
V2G Entity that uses the SDP server to get configuration information about the SECC to be able to access the
SECC
3.27
SDP Server
V2G Entity providing configuration information for accessing the SECC
3.28
SECC Certificate
certificate issued to SECC either by V2G Root CA or by Sub-CA, which is used in TLS so that the EVCC can
verify the authenticity of the SECC
3.29
Sequence Timer
Timer monitoring a Request-Response Message Sequence
3.30
Sub-CA
subordinate certificate authority who issues SECC Certificates and/or Contract Certificates on behalf of the
V2G Root CA
Note 1 to entry: The ability of issuing the certificates are delegated from V2G Root CA, and V2G Root CA can revoke the
Sub-CA at any time.
© ISO 2014 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
3.31
Sub-CA Certificate
certificate issued to Sub-CA
3.32
TCP_DATA
socket/interface for data transfer based on TCP connection
3.33
Timeout
timing requirement defining the time a V2G Entity monitors the communication system for a certain event to
occur
Note 1 to entry: If the specified time is exceeded the respective V2G Entity initiates the related error handling. This is a
fixed time value.
3.34
Timer
device or piece of software used in an implementation for measuring time.
Note 1 to entry: Depending on the specific use case a timer is used to trigger certain system events as well.
3.35
Trusted Environment
closed user group (e. g. members of car sharing system) with some pre-distributed token for access to the
SECC charging service (e.g. key to home garage, RFID token for car sharing), which is something where a
person or instance is responsible for, for example (not limited to) a person with its home garage, a car sharing
operator or a taxi operator
3.36
V2G Charging Loop
V2G messaging phase for controlling the charging process by ISO 15118
3.37
V2G Communication Session
association of two specific V2G Entities for exchanging V2G messages
3.38
V2G Entity
primary actor participating in the V2G communication using a mandatory or optional transmission protocol
defined by ISO 15118-2
3.39
V2G Message
message exchanged on application layer
Note 1 to entry: Refer to Clause 8 Application Layer messages.
3.40
V2G Setup
setup phase for V2G messaging
Note 1 to entry: Entry Condition: D-LINK_READY.indication(DLINKSTATUS=LinkEstablished); Exit Condition:
PowerDeliveryReq with ChargeProgress equals Start or Stop.
3.41
V2G Transfer Protocol
communication protocol to transfer V2G messages between two V2GTP entities
6 © ISO 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
3.42
V2GTP Entity
V2G Entity supporting the V2G Transfer Protocol
3.43
V2G Root CA
certificate Authority (CA) who issues Contract Certificates and/or SECC Certificates, or who delegates ability
to issue such Certificates to Sub-CA
3.44
V2G Root Certificate
certificate issued to V2G Root CA
4 Symbols and abbreviated terms
For the purposes of this document, the following abbreviated terms apply:
BEV Battery Electric Vehicle
CA Certificate Authority
CRL Certificate Revocation List
DH Diffie Hellman
DER Distinguished Encoding Rules
ECDSA Elliptic Curve Digital Signature Algorithm
EMAID E-Mobility Account Identifier
EMOCH E-Mobility Operator Clearing House (see also 15118-1, [12])
EV Electric Vehicle
EVCC Electric Vehicle Communication Controller
EVSE Electric Vehicle Supply Equipment
EXI Efficient XML Interchange
OCSP Online Certificate Status Protocol
OEM Original Equipment Manufacturer
NACK Negative Acknowledgement
PDU Protocol Data Unit
PHEV Plug-in Hybrid Electric Vehicle
PKI Public Key Infrastructure
PLC Power Line Communication
PnC Plug and Charge
SA secondary actor
© ISO 2014 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
SDP SECC Discovery Protocol
SDU Service Data Unit
SECC Supply Equipment Communication Controller
TCP Transmission Control Protocol
V2G Vehicle to Grid Communication
V2G CI Vehicle-to-Grid Communication Interface
V2GTP V2G Transfer Protocol
UDP User Datagram Protocol
XML Extensible Markup Language
5 Conventions
5.1 Definition of OSI based services
ISO 15118-2 is based on the conventions discussed in the OSI Service Conventions (refer to ISO 10731) as
they apply for the individual layers specified in this document.
This part of ISO 15118-2 describes requirements applicable to layer 3-7 according to the OSI layered
architecture.
5.2 Requirement structure
This document uses a requirement structure i.e. a unique number identifies each individual requirement
included in this document. This requirement structure allows for easier requirement tracking and test case
specification. The following format is used:
"[V2G"Y"-"XXX"]" requirement text Where:
"V2G" represents the ISO 15118 set of standards,
Y represents the document part of the ISO 15118 document set
XXX represents the individual requirement number and
"requirement text" includes the actual text of the requirement.
EXAMPLE [V2G2-000] This shall be an example requirement.
5.3 Usage of RFC references
When RFCs are referenced all “shall/ shall not” requirements are mandatory.
[V2G2-001] In this document, if a referenced RFC has been updated by one or several RFC, the update is
fully applicable.
[V2G2-002] If an update or part of an update applicable to an RFC referenced herein is not compatible with
the original RFC or the implementation described by this standard the update shall not apply.
[V2G2-003] All published Errata, for the ISO 15118 referenced RFCs, are fully applicable in this standard.
8 © ISO 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 15118-2:2014(E)
5.4 Notation used for XML schema diagrams
This standard makes use of XML as a description format for V2G messages. For details with regards to the
XML schema diagram notation used in this document refer to Altova XMLSpy Manual.
Allowing for an easy way to distinguish the types used for the XML schema definitions in this standard
following naming conventions apply:
complex type use capitalized first letters
simple types use non capitalized first letters
6 Document overview
Figure 2 describes the organization of the different ISO 15118 documents and the usage of the subclauses ,
according to the OSI layered architecture.
As indicated by the bold framed shapes this Part of ISO 15118 defines requirements applicable to layers 3-7
according to the OSI layered architecture. Layer 1 and 2 requirements including the V2G Standardized
Service Primitive Interface are specified in Part 3 of this standard.
© ISO 2014 – All rig
...
DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/IEC DIS 15118-2
ISO/IEC TC 22/SC3 Secretariat: DIN
Voting begins on Voting terminates on
2012-05-18 2012-10-18
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION МЕЖДУНАРОДНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ КОММИСИЯ COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
Road vehicles — Vehicle to grid communication interface —
Part 2:
Network and application protocol requirements
Véhicules routiers — Interface de communication entre véhicule et réseau électrique —
Partie 2: Exigences du protocole d'application et du réseau
ICS 43.120
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY NOT BE
REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME
STANDARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION.
International Organization for Standardization, 2012
©
International Electrotechnical Commission, 2012
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
Copyright notice
This ISO document is a Draft International Standard and is copyright-protected by ISO. Except as permitted
under the applicable laws of the user's country, neither this ISO draft nor any extract from it may be
reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, electronic,
photocopying, recording or otherwise, without prior written permission being secured.
Requests for permission to reproduce should be addressed to either ISO at the address below or ISO's
member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Reproduction may be subject to royalty payments or a licensing agreement.
Violators may be prosecuted.
ii © ISO/IEC 2012 — All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
Contents Page
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 3
4 Symbols and abbreviated terms . 5
5 Conventions . 7
5.1 Definition of OSI based services . 7
5.2 Requirement structure . 7
5.3 Usage of RFC references . 7
5.4 Notation used for XML schema diagrams . 7
6 Document overview . 7
7 Basic requirements for V2G Communication . 9
7.1 General information . 9
7.2 Service primitive concept of OSI layered architecture . 9
7.3 Security concept . 10
7.4 V2G communication states . 16
7.5 Data Link Layer . 19
7.6 Network Layer . 20
7.7 Transport Layer . 22
7.8 V2G Transfer Protocol . 26
7.9 Presentation Layer . 29
7.10 Application Layer . 36
8 Application Layer messages . 44
8.1 General information and definitions . 44
8.2 Protocol handshake definition . 45
8.3 V2G Message Definition . 48
8.4 BodyElement Definitions . 51
8.5 Complex Data Types . 85
8.6 Identification modes and message set definitions . 114
8.7 V2G Communication Timing . 142
8.8 Message Sequencing and Error Handling . 149
8.9 Request-Response Message Sequence Examples . 171
Annex A (informative) Mapping of Part 1 use case elements . 180
A.1 Relation of Identification modes and Use Case Elements . 180
Annex B (informative) Mapping of ISO/IEC 15118 message element names to SAE J2847-2 terms . 186
B.1 SAE J2847-2 Status Codes . 186
B.2 SAE J2847-2 Energy Transfer Types . 187
B.3 SAE J2847-2 Signals . 188
Annex C (normative) Schema definition . 191
C.1 Overview . 191
C.2 V2G_CI_AppProtocol.xsd . 191
C.3 V2G_CI_MsgDef.xsd . 192
C.4 V2G_CI_MsgHeader.xsd . 193
C.5 V2G_CI_MsgBody.xsd . 193
C.6 V2G_CI_MsgDataTypes.xsd . 200
C.7 xmldsig-core-schema.xsd . 209
Annex D (informative) Message examples . 214
D.1 Value Added Service selection . 214
D.2 EXI encoded message examples . 216
© ISO/IEC 2012 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
D.3 Schedules and Tariff Information. 218
Annex E (informative) Application of certificates . 226
E.1 General . 226
E.2 Requirements of the OEM . 226
E.3 Requirements of the Secondary Actors . 227
E.4 Decisions . 228
E.5 Overview of the resulting Certificate Structure . 229
Annex F (informative) Security appliances and their associated certificates . 231
Annex G (informative) Simplified Certificate Management in Trusted Environment . 233
G.1 Overview (Motivation) . 233
G.2 Solution for private environments . 233
Annex H (informative) Certificate profiles . 236
Annex I (normative) Using Contract Certificates for XML encryption .1
I.1 Overview .1
I.2 Proposal .2
Annex J (informative) Use of OEM Provisioning Certificates .5
Annex K (informative) Summary of Requirements .8
iv © ISO/IEC 2012 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/IEC 15118-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3,
Electrical and electronique equipment.
ISO/IEC 15118 consists of the following parts, under the general title Road vehicles — Vehicle-to-Grid
Communication Interface:
Part 1: General information and use-case definition
Part 2: Network and application protocol requirements
Part 3: Physical layer and Data Link layer requirements
© ISO/IEC 2012 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
Introduction
The pending energy crisis and necessity to reduce greenhouse gas emissions has led the vehicle
manufacturers to a very significant effort to reduce the energy consumption of their vehicles. They are
presently developing vehicles partly or completed propelled by electric energy. Those vehicles will reduce the
dependency on oil, improve the global energy efficiency and reduce the total CO emissions for road
2
transportation if the electricity is produced from renewable sources. To charge the batteries of such vehicles,
specific charging infra-structure is required.
Much of the standardization work on dimensional and electrical specifications of the charging infrastructure
and the vehicle interface is already treated in the relevant ISO or IEC groups. However the question of
information transfer between the EV and the EVSE has not been treated sufficiently.
Such communication is necessary for the optimization of energy resources and energy production systems so
that vehicles can recharge in the most economic or most energy efficient way. It is also required to develop
efficient and convenient billing systems in order to cover the resulting micro-payments. The necessary
communication channel may serve in the future to contribute to the stabilization of the electrical grid as well as
to support additional information services required to operate electric vehicles efficiently and economically.
vi © ISO/IEC 2012 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/IEC DIS 15118-2
Road vehicles — Vehicle-to-Grid Communication Interface —
Part 2: Network and application protocol requirements
1 Scope
This International Standard specifies the communication between battery electric vehicles (BEV) or plug-in
hybrid electric vehicles (PHEV) and the Electric Vehicle Supply Equipment. The application layer message set
defined in this Part of ISO/IEC 15118 is designed to support the energy transfer from an EVSE to an EV.
Part 1 contains additional use case elements (Part 1 Use Case Element IDs: F4 and F5) describing the
bidirectional energy transfer. The implementation of these use cases requires enhancements of the
application layer message set defined herein. The definitions of these additional requirements will be subject
of the next revision of this standard.
The purpose of this Part of ISO/IEC 15118 is to detail the communication between an EV (BEV or a PHEV)
and an EVSE. Aspects are specified to detect a vehicle in a communication network and enable an Internet
Protocol (IP) based communication between EVCC and SECC.
1 2
Communication Controller of Communication Controller of
Secondary Actor (SA)
Electric Vehicle (EVCC) Supply Equipment (SECC)
Key
1 Scope of this Part of ISO/IEC DIS 15118-2
2 Message definition considers use cases defined for communication between SECC to SA
Figure 1 — Communication relationship between EVCC SECC, and Secondary Actor
This part defines messages, data model, XML/EXI based data representation format, usage of V2GTP, TLS,
TCP and IPv6. In addition the document describes how data link layer services can be accessed from a layer
3 perspective. The Data Link Layer and Physical Layer functionality is described in Part 3 of this standard.
2 Normative references
The following referenced documents are required for the application of this document. For dated references,
only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including
any amendments) applies.
IEC 61851-1, Electric vehicle conductive charging system ― Part 1: General requirements
SAE J1772, SAE Electric Vehicle and Plug in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler
IEC 62196, Plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets - Conductive charging of electric
vehicles
DIN 91286, Electric mobility –Schemes of identifiers for E-Roaming –Contract ID and Electric Vehicle Supply
Equipment ID
W3C EXI 1.0, Efficient XML Interchange (EXI) Format 1.0, W3C Recommendation (March 2011)
IETF RFC 768, User Datagram Protocol (August 1980)
© ISO/IEC 2012 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
IETF RFC 793, Transmission Control Protocol - DARPA Internet Program - Protocol Specification (September
1981)
IETF RFC 1323, TCP Extensions for High Performance (Mai 1992)
IETF RFC 1624, Computation of the Internet Checksum via Incremental Update (Mai 1994)
IETF RFC 1981, Path MTU Discovery for IP version 6 (August 1996)
IETF RFC 2018, TCP Selective Acknowledgment Options (October 1996)
IETF RFC 2460, Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification (December 1998)
IETF RFC 2560, X.509 Internet Public Key Infrastructure Online Certificate Status Protocol - OCSP (June
1999)
IETF RFC 3122, Extensions to IPv6 Neighbor Discovery for Inverse Discovery Specification (June 2001)
IETF RFC 3315, Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) (July 2003)
IETF RFC 3484, Default Address Selection for Internet Protocol version 6 (IPv6) (February 2003)
IETF RFC 3782, The NewReno Modification to TCP's Fast Recovery Algorithm (April 2004)
IETF RFC 4291, IP Version 6 Addressing Architecture (February 2006)
IETF RFC 4429, Optimistic Duplicate Address Detection (DAD) for IPv6 (April 2006)
IETF RFC 4443, Internet Control Message Protocol (ICMP v6) for the Internet Protocol version 6 (IPv6)
specification (March 2006)
IETF RFC 4861, Neighbor Discovery for IP version 6 (IPv6) (September 2007)
IETF RFC 4862, IPv6 Stateless Address Autoconfiguration (September 2007)
IETF RFC 5095, Deprecation of Type 0 Routing Headers in IPv6 (December 2007)
IETF RFC 5116, An Interface and Algorithms for Authenticated Encryption (January 2008)
IETF RFC 5246, The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.2 (August 2008)
IETF RFC 5289, TLS Elliptic Curve Cipher Suites with SHA-256/384 and AES Galois Counter Mode (GCM)
(August 2008)
IETF RFC 5482, TCP User Timeout Option (March 2009)
IETF RFC 5681, TCP Congestion Control (September 2009)
IETF RFC 5722, Handling of Overlapping IPv6 Fragments (December 2009)
IETF RFC 6066, Transport Layer Security (TLS) Extensions: Extension Definitions (January 2011)
IETF RFC 6106, IPv6 Router Advertisement Options for DNS Configuration (November 2010)
IETF RFC 6298, Computing TCP's Retransmission Timer (June 2011)
IETF RFC 6335, Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Procedures for the Management of the Service
Name and Transfer Protocol Port Number Registry (August 2011)
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
IANA Service&PortRegistry, Service Name and Transport Protocol Port Number Registry [viewed 2011-01-
16], Available from:
numbers.xml>
3 Terms and definitions
For the purpose of this document, the following terms and definitions apply in addition to the terms and
definitions given in Part 1.
3.1
Communication Setup Timer
A Timer monitoring the time from plug-in until the Session Setup message.
3.2
Contract Certificate
Certificate issued to EVCC either by V2G Root CA or by Sub CA, which is used in XML Signatures in
application layer so that SECC or Secondary Actor can verify the Contract issued to the EVCC and signatures
issued by the EVCC.
3.3
Credentials
anything that provides the basis for confidence, belief, credit, etc.
EXAMPLE Examples include certificates, passwords, user names and so on
3.4
DER/PEM
DER (Distinguished Encoding Rules = ASN-1 encoding rule) is a method for encoding a data object, such as
an X.509 certificate, to be digitally signed or to have its signature verified. X.509 certificate files encode in
DER are binary files, which can not be used with XML unless they are Base64 encoded.
PEM (Privacy Enhanced Mail) Encoding (Base64 encoding) is a commonly used encoding schema for X.509
certificate files. The full specification of DER/PEM is in IETF RFC 1421.
3.5
Global address
IP address with unlimited scope
3.6
Link-local address
IP address with link-only scope that can be used to reach neighboring nodes attached to the same link
3.7
(IP)-Address
IP-layer identifier for an interface or a set of interfaces
3.8
Maximum Transfer Unit (MTU)
maximum size of the Data Link Layer that can be used for the IP Layer
3.9
Message Set
A set of mandatory V2G messages and parameters for the EVCC or SECC covering one or multiple use case
elements
3.10
Message Timer
A Timer monitoring the exchange of a Request-Response-Pair.
© ISO/IEC 2012 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
3.11
Network segment
collection of devices that can exchange data on Data Link Layer level directly via Data Link Addresses
EXAMPLE Ethernet: all devices which can see each other via MAC adresses.
3.12
node
a device that implements IPv6
3.13
Performance Time
A non-functional timing requirement defining the time a V2G Entity shall not exceed when executing or
processing certain functionality. This is a fixed time value.
3.14
Profile
A group of mandatory and optional Message Sets covering a set of similar charging scenarios for a specific
identification means.
3.15
Ready to Charge Timer
A Timer monitoring the time from plug-in until the first Power Delivery message.
3.16
Ready to Charge Time
A device or piece of software used in an implementation for measuring time. Depending on the specific use
case a timer is used to trigger certain system events as well.
3.17
Request-Response Message Pair
A request message and the corresponding response message.
3.18
Request-Response Message Sequence
A Sequence of multiple Request-Response Message Pairs.
3.19
SDP Client
A V2G entity that uses the SDP server to get configuration information about the SECC to be able to access
the SECC.
3.20
SDP Server
A V2G entity providing configuration information for accessing the SECC.
3.21
SECC Certificate
Certificate issued to SECC either by V2G Root CA or by Sub CA, which is used in TLS so that EVCC can
verify the authenticity of EVCC.
3.22
Sequence Timer
A Timer monitoring a Request-Response Message Sequence
3.23
Sub-CA
Subordinate certificate authority who issues SECC certificates and/or Contract certificates on behalf of the
V2G Root CA.
4
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
NOTE The ability of issuing the certificates are delegated from V2G Root CA, and V2G Root CA can revoke the sub
CA at any time.
3.24
Sub CA Certificate
Certificate issued to Sub CA.
3.25
TCP_DATA
Socket/interface for data transfer based on TCP conncetion
3.26
Timeout
A timing requirement defining the time a V2G Entity monitors the communication system for a certain event to
occur. If the specified time is exceeded the respective V2G Entity initiates the related error handling. This is a
fixed time value.
3.27
Timer
A device or piece of software used in an implementation for measuring time. Depending on the specific use
case a timer is used to trigger certain system events as well.
3.28
Trusted Environment
Closed user group (e. g. members of car sharing system) with some pre-distributed token for access to the
SECC charging service (e.g. key to home garage, RFID token for car sharing). Trusted environment is
something where a person or instance is responsible for. Responsibility lies for example (not limited to) at a
person with its home garage, a car sharing operator or a taxi operator.
3.29
V2G Communication Session
association of two specific V2G entities for exchanging V2G messages
3.30
V2G Entity
primary actor participating in the V2G communication using a mandatory or optional transmission protocol
defined by this part of ISO/IEC 15118
3.31
V2G Message
message exchanged on application layer (refer to clause 8 Application Layer messages)
3.32
V2GTP Entity
V2G entity supporting the V2G Transfer Protocol
3.33
V2GTP Root CA
Certificate Authority (CA) who issues Contract Certificates and/or SECC Certificates, or who delegates ability
to issue such Certificates to Sub CA.
4 Symbols and abbreviated terms
For the purposes of this document, the following abbreviations apply:
BEV Battery Electric Vehicle
CA Certificate Authority
© ISO/IEC 2012 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
CRL Certificate Revocation List
DH Diffie Hellman
DER Distinguished Encoding Rules
ECDSA Elliptic Curve Digital Signature Algorithm
EV Electric Vehicle
EVCC Electric Vehicle Communication Controller
EVSE Electric Vehicle Supply Equipment
EXI Efficient XML Interchange
OCSP Online Certificate Status Protocol
OEM Original Equipment Manufacturer
NACK Negative Acknowledgement
PDU Protocol Data Unit
PEM Privacy Enhanced Mail
PHEV Plug-in Hybrid Vehicle
PKI Public Key Infrastructure
PLC Power Line Communication
PnC Plug and Charge
SA Secondary Actor
SAML Security Assertions Markup Language
SDP SECC Discovery Protocol
SDU Service Data Unit
SECC Supply Equipment Communication Controller
TCP Transmission Control Protocol
V2G Vehicle to Grid Communication
V2G CI Vehicle-to-Grid Communication Interface
V2GTP V2G Transfer Protocol
V2GTPPT_EXI V2G Transfer Protocol Payload Type for EXI messages
UDP User Datagram Protocol
UML Unified Modeling Language
XML Extensible Markup Language
6
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/IEC DIS 15118-2
5 Conventions
5.1 Definition of OSI based services
ISO/IEC°15118-2 is based on the conventions discussed in the OSI Service Conventions (refer to ISO 10731)
as they apply for the individual layers specified in this document.
This part of ISO/IEC°15118-2 describes requirements applicable to layer 3-7 according to the OSI layered
architecture.
5.2 Requirement structure
This document uses a requirement structure i.e. a unique number identifies each individual requirement
included in this document. This requirement structure allows for easier requirement tracking and test case
specification. The following format is used:
"[V2G"Y"-"XXX"]" requirement text Where:
"V2G" represents the ISO/IEC°15118 set of standards,
Y represents the document part of the ISO/IEC°15118 document set
XXX represents the individual requirement number and
"requirement text" includes the actual text of the requirement.
EXAMPLE [V2G2-000] This shall be an example requirement.
5.3 Usage of RFC references
When RFCs are referenced all “must/ must not” requirements are mandatory.
[V2G2-001] In this document, if a referenced RFC has been updated by one or several RFC, the update is
fully applicable.
[V2G2-002] If an update or part of an update applicable to an RFC referenced herein is not compatible with
the original RFC or the implementation described by this standard the update shall not apply.
[V2G2-003] All published Errata, for the ISO/IEC°15118 referenced RFCs, are fully applicable in this
standard.
5.4 Notation used for XML schema diagrams
This standard make use of XML as a description format for V2G messages. For details with regards to the
XML schema diagram notation used in this document refer to Altova XMLSpy Manual.
Allowing for an easy way to distinguish the types used for the XML schema definitions in this standard
following naming conventions apply:
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15118-2
Première édition
2014-04-01
Véhicules routiers — Interface de
communication entre véhicule et
réseau électrique —
Partie 2:
Exigences du protocole d'application
et du réseau
Road vehicles — Vehicle-to-Grid Communication Interface —
Part 2: Network and application protocol requirements
Numéro de référence
ISO 15118-2:2014(F)
©
ISO 2014
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2014, Publié en Suisse
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. +41 22 749 01 11
Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions .3
4 Symboles et abréviations .8
5 Conventions .9
5.1 Définition des services basés sur le modèle OSI.9
5.2 Structure des exigences .9
5.3 Utilisation de références RFC . 10
5.4 Notation utilisée pour les diagrammes de schéma XML . 10
6 Aperçu général du document . 10
7 Exigences de base pour la communication V2G . 12
7.1 Informations générales . 12
7.2 Concept de primitive de service de l'architecture en couches OSI . 12
7.3 Concept de sécurité . 13
7.4 Traitement des états de communication V2G et de la liaison de données . 24
7.5 Couche liaison de données . 31
7.6 Couche réseau . 31
7.7 Couche transport . 33
7.8 Protocole de transfert V2G . 38
7.9 Couche présentation . 43
7.10 Couche application . 54
8 Messages de la couche application . 63
8.1 Informations générales et définitions . 63
8.2 Définition de la prise de contact de protocole . 64
8.3 Définition des messages V2G . 68
8.4 Définitions d'une session de communication V2G et de BodyElement . 70
8.5 Types de données complexes . 117
8.6 Modes d'identification et définitions des ensembles de messages . 152
8.7 Temporisation des communications V2G . 186
8.8 Enchaînement des messages et traitement des erreurs . 201
8.9 Exemples de séquence de messages demande-réponse . 228
(informative) Correspondance avec les éléments de cas d'utilisation de la
Partie 1 . 237
(informative) Correspondance entre les noms des éléments de messages de
l'ISO 15118 et les termes de la norme SAE J2847/2 . 274
(normative) Définition de schéma . 278
(informative) Exemples de messages . 302
(informative) Application de certificats. 323
(normative) Profils de certificat . 338
(informative) Chiffrement pour la distribution de clés secrètes . 346
© ISO 2014 – Tous droits réservés
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
(normative) Spécification des identificateurs . 348
(informative) Enchaînement des messages pour une renégociation . 351
(informative) Aperçu général des signatures XML . 355
(informative) Récapitulatif des exigences . 360
Bibliographie . 367
© ISO 2014 – Tous droits réservés
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en
général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit
de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales
et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la
normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l'élaboration
du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de l'ISO aux principes de l'Organisation
mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien
suivant: www.iso.org/iso/fr/foreword.html.
Le comité chargé de l'élaboration du présent document est l'ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité
SC 3, Équipements électrique et électronique.
L'ISO 15118-2 a été élaboré conjointement avec IEC/TC 69 Véhicules électriques destinés à circuler sur la
voie publique et chariots de manutention électriques.
L'ISO 15118 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Véhicules routiers —
Interface de communication entre véhicule et réseau électrique :
Partie 1 : Informations générales et définition de cas d'utilisation
Partie 2 : Exigences du protocole d'application et du réseau
Partie 3 : Exigences relatives à la couche physique et à la couche liaison de données
© ISO 2014 – Tous droits réservés
v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
Introduction
La crise énergétique imminente et la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre ont conduit
les constructeurs de véhicules à déployer des efforts considérables pour réduire la consommation
d'énergie de leurs véhicules. Ils développent actuellement des véhicules partiellement ou entièrement
propulsés à l'énergie électrique. Ces véhicules réduiront la dépendance au pétrole, amélioreront
l'efficacité énergétique globale et réduiront les émissions totales de CO associées au transport routier si
2
l'électricité est produite à partir de sources renouvelables. Pour recharger les batteries de tels véhicules,
une infrastructure de recharge spécifique est requise.
Une grande partie des travaux de normalisation concernant les spécifications dimensionnelles et
électriques de l'infrastructure de recharge et de l'interface avec le véhicule est déjà traitée dans les
groupes ISO ou IEC pertinents. Toutefois, la question du transfert d'informations entre le véhicule
électrique (VE) et l'infrastructure de recharge pour véhicules électriques (IRVE) n'a pas été suffisamment
traitée.
Une telle communication est nécessaire pour l'optimisation des ressources énergétiques et des systèmes
de production d'énergie, afin que les véhicules puissent être rechargés de la manière la plus économique
ou la plus efficace en termes d'énergie. Il est également nécessaire de développer des systèmes de
facturation efficaces et pratiques afin de couvrir les micro-paiements qui en résultent. Le canal de
communication nécessaire pourra servir dans le futur à contribuer à la stabilisation du réseau électrique,
ainsi qu'à prendre en charge les services d'information supplémentaires requis pour exploiter les
véhicules électriques de manière efficace et économique.
© ISO 2014 – Tous droits réservés
vi
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 15118-2:2014(F)
Véhicules routiers — Interface de communication entre
véhicule et réseau électrique —
Partie 2:
Exigences du protocole d'application et du réseau
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie la communication entre les véhicules électriques à batterie (VEB) ou les
véhicules électriques hybrides rechargeables (VEHR) et l'infrastructure de recharge pour véhicules
électriques. L'ensemble de messages de la couche application défini dans le présent document est conçu
pour prendre en charge le transfert d'énergie entre une IRVE et un VE. L'ISO 15118-1 contient des
éléments de cas d'utilisation supplémentaires (ID des éléments de cas d'utilisation de la Partie 1 : F4 et
F5) décrivant le transfert d'énergie bidirectionnel. L'implémentation de ces cas d'utilisation nécessite des
améliorations de l'ensemble de messages de la couche application défini dans le présent document. Les
définitions de ces exigences supplémentaires feront l'objet de la prochaine révision du présent document.
Le présent document a pour but de décrire de manière détaillée la communication entre un VE (VEB ou
VEHR) et une IRVE. Les aspects spécifiés permettent de détecter un véhicule dans un réseau de
communication, et de permettre une communication basée sur le protocole Internet (IP) entre le
contrôleur de communication du véhicule électrique (EVCC) et le contrôleur de communication de
l'infrastructure de recharge (SECC).
Légende
1 Domaine d'application du présent document
2 La définition des messages tient compte des cas d'usage définis pour la communication entre le SECC et un acteur
secondaire (AS).
Figure 1 — Relations de communication entre EVCC, SECC et acteur secondaire
Le présent document définit les messages, le modèle de données, le format de représentation de données
basé sur XML/EXI, l'utilisation de V2GTP, TLS, TCP et IPv6. De plus, il décrit comment accéder aux
services de la couche liaison de données à partir de la couche 3. La fonctionnalité de la couche liaison de
données et de la couche physique est décrite dans l'ISO 15118-3.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
© ISO 2014 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
ISO 3166-1, Codes pour la représentation des noms de pays et de leurs subdivisions ― Partie 1 : Codes de
pays
ISO 15118-1, Véhicules routiers — Interface de communication entre véhicule et réseau électrique —
Partie 1 : Informations générales et définition de cas d'utilisation
IEC 61851-1, Système de charge conductive pour véhicules électriques — Partie 1 : Règles générales (Ed 2.0
2010)
IEC 61851-22, Système de charge conductive pour véhicules électriques — Partie 22 : Bornes de charge
conductive en courant alternatif pour véhicules électriques
IEC CDV 61851-23, Système de charge conductive pour véhicules électriques — Partie 23 : Borne de charge
en courant continu pour véhicules électriques (Ed 1.0 2012)
IEC 62196, Fiches, socles de prise de courant, prises mobiles et socles de connecteur de véhicule — Charge
conductive des véhicules électriques
W3C EXI 1.0, Efficient XML Interchange (EXI) Format 1.0, W3C Recommendation (March 2011)
W3C XML Signature Syntax and Processing Version 1.1, - W3C Recommendation (April 2013)
IETF RFC 768, User Datagram Protocol (August 1980)
IETF RFC 793, Transmission Control Protocol - DARPA Internet Program - Protocol Specification
(September 1981)
IETF RFC 1981, Path MTU Discovery for IP version 6 (August 1996)
IETF RFC 2460, Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification (December 1998)
IETF RFC 6960, X.509 Internet Public Key Infrastructure Online Certificate Status Protocol - OCSP (June
2013)
IETF RFC 3122, Extensions to IPv6 Neighbor Discovery for Inverse Discovery Specification (June 2001)
IETF RFC 3315, Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) (July 2003)
IETF RFC 3484, Default Address Selection for Internet Protocol version 6 (IPv6) (February 2003)
IETF RFC 6582, The NewReno Modification to TCP's Fast Recovery Algorithm (April 2012)
IETF RFC 4291, IP Version 6 Addressing Architecture (February 2006)
IETF RFC 4429, Optimistic Duplicate Address Detection (DAD) for IPv6 (April 2006)
IETF RFC 4443, Internet Control Message Protocol (ICMP v6) for the Internet Protocol version 6 (IPv6)
specification (March 2006)
IETF RFC 4861, Neighbor Discovery for IP version 6 (IPv6) (September 2007)
IETF RFC 4862, IPv6 Stateless Address Autoconfiguration (September 2007)
IETF RFC 5095, Deprecation of Type 0 Routing Headers in IPv6 (December 2007)
IETF RFC 5116, An Interface and Algorithms for Authenticated Encryption (January 2008)
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
IETF RFC 5234, Augmented BNF for Syntax Specifications: ABNF (January 2008)
IETF RFC 5246, The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.2 (August 2008)
IETF RFC 5280, Internet X.509 Public Key Infrastructure Certificate and Certificate Revocation List (CRL)
Profile (May 2008)
IETF RFC 5289, TLS Elliptic Curve Cipher Suites with SHA-256/384 and AES Galois Counter Mode (GCM)
(August 2008)
IETF RFC 5480, Elliptic Curve Cryptography Subject Public Key Information (March 2009)
IETF RFC 5722, Handling of Overlapping IPv6 Fragments (December 2009)
IETF RFC 6066, Transport Layer Security (TLS) Extensions: Extension Definitions (January 2011)
IETF RFC 6106, IPv6 Router Advertisement Options for DNS Configuration (November 2010)
IETF RFC 6961, The Transport Layer Security (TLS) Multiple Certificate Status Request Extension (June
2013)
IANA Service&PortRegistry, Service Name and Transport Protocol Port Number Registry [consulté le
2011-01-16], disponible sous : http://www.iana.org/assignments/service-names-port-
numbers/service-names-port-numbers.xml
NIST FIPS PUB 180-4: Secure Hash Standard (SHS) (March 2012)
NIST Special Publication 800-56A: Recommendation for Pair-Wise Key Establishment Schemes Using
Discrete Logarithm Cryptography (Revised) (March 2007)
NIST Special Publication 800-38A: Recommendation for Block Cipher Modes of Operation - Methods and
Techniques (2001)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 15118-1 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
recharge de base
RB
au cours d'une session de recharge, phase de recharge contrôlée uniquement par l'IEC 61851-1
3.2
limites de charge
ensemble de contraintes physiques (par exemple tension, courant, énergie, puissance) qui est négocié
pendant une session de communication V2G en vue d'une session de recharge
3.3
temporisateur de configuration de la communication
temporisateur surveillant le temps qui s'écoule entre le branchement et le message de configuration de
la session
© ISO 2014 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
3.4
certificat de contrat
certificat fourni à l’EVCC par une autorité de certification racine (AC Racine) V2G ou par une sous-autorité
de certification (sous-AC), qui est utilisé dans des signatures XML dans la couche application afin que le
SECC ou l'acteur secondaire puisse vérifier le contrat transmis à l’EVCC et les signatures fournies par
l’EVCC
3.5
état du PC
état du pilote de contrôle (véhicule), conformément à l'IEC 61851-1, signalé sur la ligne pilote de contrôle
3.6
authentifiant
tout ce qui sert de base de confiance, conviction, crédit, etc.
EXEMPLE Les exemples comprennent les certificats, les mots de passe, les noms d'utilisateur, etc.
3.7
configuration de la liaison de données
phase de la configuration permettant d'établir la liaison de données
Note 1 à l'article : Condition d'entrée : tout signal pilote de contrôle valide conformément à l'IEC 61851-1 ;
conditions de sortie : D-LINK_READY.indication(DLINKSTATUS=LinkEstablished).
3.8
règles de codage distinctives = règle de codage ASN-1
DER
méthode de codage d'un objet de données, tel qu'un certificat X.509, devant être signé numériquement
ou dont la signature doit être vérifiée
3.9
adresse globale
adresse IP de portée illimitée
3.10
recharge contrôlée par une communication de haut niveau
R-CHN
au cours d'une session de recharge, phase de recharge contrôlée par l'ISO 15118
3.11
adresse locale de liaison
adresse IP avec portée limitée à la liaison qui peut être utilisée pour atteindre des interfaces voisines
connectées à la même liaison
3.12
mode d'identification
messages et paramètres obligatoires et facultatifs en relation avec les scénarios de recharge utilisant un
moyen d'identification externe (MIE) et les scénarios de recharge utilisant Plug and Charge (PnC) pour
l'identification
Note 1 à l'article : Un mode d'identification couvre un ensemble de scénarios de recharge similaires pour un moyen
d'identification spécifique.
3.13
adresse (IP)
identificateur de couche IP pour une interface ou un ensemble d'interfaces
4 © ISO 2014 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
3.14
unité de transfert maximale
MTU
taille maximale (en octets) de la plus grande unité de données de protocole que la couche liaison de
données peut transmettre
3.15
ensemble de messages
ensemble de messages et de paramètres V2G obligatoires pour l’EVCC ou le SECC, couvrant un ou
plusieurs éléments de cas d'usage
3.16
temporisateur de message
temporisateur surveillant l'échange d'une paire demande-réponse
3.17
segment de réseau
ensemble de dispositifs pouvant échanger des données directement au niveau de la couche liaison de
données via des adresses de liaison de données
EXEMPLE Ethernet : tous les dispositifs qui peuvent se voir mutuellement via des adresses MAC.
3.18
nœud
dispositif qui implémente IPv6
3.19
certificat de fourniture du FEO
certificat transmis à l’EVCC afin qu'un certificat de contrat puisse être demandé et reçu en toute sécurité
par un acteur secondaire
3.20
temps d'exécution
exigence non fonctionnelle de délai définissant le temps qu'une entité V2G ne doit pas dépasser lors de
l'exécution ou du traitement d'une fonctionnalité donnée
Note 1 à l'article : Il s'agit d'une valeur de temps fixe.
3.21
environnement privé
zone avec un accès (physique) limité à un petit nombre de véhicules (VE), qui peut être un garage privé
ou un parc de stationnement d'une entreprise ayant son propre parc de VE, où un ou plusieurs boîtiers
muraux privés sont utilisés à la place des bornes de recharge publiques comme IRVE et où, pour que la
production et le fonctionnement du boîtier mural privé restent simples et économiques, il est permis de
rester hors ligne en permanence. Cela permet à un boîtier mural privé d'utiliser des certificats feuille
ayant une période de validité maximale plus longue que celle autorisée pour des bornes de recharge
publiques, et d'utiliser un certificat racine privé qui est différent des certificats racine V2G et qui doit être
installé dans chaque VE autorisé à se recharger dans cet environnement privé spécifique. Ainsi, un
nombre limité de VE appartient à un environnement privé ; la différence par rapport à un
« environnement de confiance » est que dans un environnement privé (pur ; c'est-à-dire sans
« confiance » supplémentaire), TLS et le chiffrement des données correspondant au niveau de la
connexion sont toujours utilisés. De plus, seul le traitement des certificats est simplifié pour le boîtier
mural privé (IRVE) car il peut rester hors ligne en permanence, ce qui se traduit par des périodes de
© ISO 2014 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
validité des certificats illimitées, une plus courte longueur de chaîne des certificats, l'omission du
protocole OCSP et un « mode d'appariement » supplémentaire
3.22
mode d'identification
groupe d'ensembles de messages obligatoires et facultatifs couvrant un ensemble de scénarios de
recharge similaires pour un moyen d'identification spécifique
3.23
renégociation
échange de message permettant de mettre à jour l'accord relatif au programme de recharge entre un VE
et une IRVE au cours d'une session de communication V2G par retransmission des paramètres
SASchedule et ChargingProfile
3.24
paire de messages demande-réponse
message de demande et message de réponse correspondant
3.25
séquence de messages demande-réponse
séquence prédéfinie de paires de messages demande-réponse
3.26
client SDP
entité V2G qui utilise le serveur SDP pour obtenir des informations de configuration sur le SECC afin de
pouvoir y accéder
3.27
serveur SDP
entité V2G fournissant des informations de configuration pour accéder au SECC
3.28
certificat SECC
certificat fourni au SECC par une autorité de certification racine (AC racine) V2G ou par une sous-autorité
de certification (sous-AC), qui est utilisé dans le TLS afin que l’EVCC puisse vérifier l'authenticité du SECC
3.29
temporisateur de séquence
temporisateur surveillant une séquence de messages demande-réponse
3.30
sous-autorité de certification
sous-AC
autorité de certification subordonnée qui délivre des certificats SECC et/ou des certificats de contrat au
nom de l'autorité de certification racine V2G
Note 1 à l'article : L'aptitude à délivrer les certificats est déléguée par l'autorité de certification racine V2G et cette
dernière peut révoquer la sous-autorité de certification à tout moment.
3.31
certificat de sous-AC
certificat délivré à une sous-AC
6 © ISO 2014 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
3.32
TCP_DATA
socle/interface pour un transfert de données basé sur une connexion TCP
3.33
temporisation
exigence de délai définissant le temps pendant lequel une entité V2G surveille le système de
communication dans l'attente qu'un événement donné se produise
Note 1 à l'article : Si le délai spécifié est dépassé, l'entité V2G correspondante lance le traitement d'erreur associé.
Il s'agit d'une valeur de temps fixe.
3.34
temporisateur
dispositif ou logiciel utilisé dans une implémentation pour mesurer le temps
Note 1 à l'article : Selon le cas d'utilisation spécifique, un temporisateur est également employé pour déclencher
certains événements système.
3.35
environnement de confiance
groupe fermé d'utilisateurs (par exemple membres d'un système de partage de véhicule) avec un jeton
pré-distribué pour accéder au service de recharge SECC (par exemple une clé pour un garage privé, un
jeton RFID pour le partage de véhicule), dont une personne ou une instance est responsable, par exemple
(cette liste n'étant pas limitative) une personne avec son garage privé, un opérateur de partage de
véhicules ou un exploitant de taxis
3.36
boucle de recharge V2G
phase d’échange de messages V2G pour contrôler le processus de recharge par l'ISO 15118
3.37
session de communication V2G
association de deux entités V2G spécifiques pour l'échange de messages V2G
3.38
entité V2G
acteur primaire participant à la communication V2G en utilisant un protocole de transmission obligatoire
ou facultatif défini par le présent document
3.39
message V2G
message échangé sur la couche application
Note 1 à l'article : Se reporter à l'Article 8 Messages de la couche application.
3.40
configuration V2G
phase de configuration pour l’échange de messages V2G
Note 1 à l'article : Condition d'entrée : D-LINK_READY.indication(DLINKSTATUS=LinkEstablished) ; condition de
sortie : PowerDeliveryReq avec ChargeProgress égal à Start ou Stop.
© ISO 2014 – Tous droits réservés 7
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 15118-2:2014(F)
3.41
protocole de transfert V2G
protocole de communication pour transférer des messages V2G entre deux entités V2GTP
3.42
entité V2GTP
entité V2G prenant en charge le protocole de transfert V2G
3.43
autorité de certification racine V2G
AC racine V2G
autorité de certification (AC) qui délivre des certificats de contrat et/ou des certificats SECC, ou qui
délègue l'aptitude à délivrer de tels certificats à une sous-AC
3.44
certificat racine V2G
certificat délivré à une AC racine V2G
4 Symboles et abréviations
Pour les besoins du présent document, les abréviations suivantes s’appliquent.
VEB Véhicule électrique à batterie
AC Autorité de certification
CRL Liste de révocation de certificats
DH Diffie Hell
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.