PnC (Plug & Charge)
전기차에 충전 케이블을 연결하면, 별도의 인증 절차 없이 충전이 시작되고 결제까지 완료되는 전기차 자동 충전 기술입니다.
| 특징 | 설명 |
|---|---|
| No Card | 충전을 위한 회원카드 발급 및 소지 불필요 |
| No Touch | 충전 케이블 연결 이외에 별도의 조작 불필요 |
| Secure Charging | EV와 충전 인프라 간 인증서 기반의 안전한 통신 |
도입 효과
- 이용자 편의성 증대: 충전 케이블만 연결하면 사용자 식별, 인증, 결제 자동 수행
- 안전한 충전 인프라 구축: 인증서 기반 보안 통신이 적용되어 충전 중 송수신되는 정보들을 안전하게 보호
- 경제적/환경적 효과: 카드 발급 비용 절감 및 플라스틱 카드에 의한 환경오염 감소
기반 기술
PnC는 세 가지 핵심 표준 및 기술로 구성됩니다.
ISO 15118
전기차(EV)와 충전 인프라(EVSE) 간의 통신을 정의하는 국제 표준으로, PnC·데이터 보안·스마트 충전·V2G 등의 기능을 지원합니다.
| 표준 | 목적 | 주요 내용 |
|---|---|---|
| ISO 15118-1 | 개요 및 사용 사례 정의 | 표준의 적용 범위와 목적, 다양한 사용 사례 설명 |
| ISO 15118-2 | 통신 프로토콜 및 애플리케이션 레이어 요구사항 정의 | 데이터 교환 형식, 메시지 구조, 오류 처리, 보안 요구사항, 충전 세션 시작·인증·결제·상태 모니터링 프로토콜 |
| ISO 15118-3 | 물리적 계층 및 데이터 링크 계층 요구사항 정의 | EV와 충전기 간의 물리적 연결 및 데이터 전송 기본 요구사항 |
| ISO 15118-4 | 네트워크 및 애플리케이션 프로토콜 적합성 테스트 | ISO 15118-2 프로토콜 적합성 확인을 위한 테스트 절차 및 방법 |
| ISO 15118-5 | 물리적 계층 및 데이터 링크 계층 적합성 테스트 | ISO 15118-3 요구사항에 대한 적합성 테스트 절차 |
| ISO 15118-8 | 무선 통신을 위한 물리적 계층 및 데이터 링크 계층 요구사항 정의 | 무선 신호, 데이터 전송 속도, 무선 장비의 물리적 특성 |
| ISO 15118-9 | 무선 통신을 위한 물리적 계층 및 데이터 링크 계층 적합성 테스트 | ISO 15118-8 무선 통신 요구사항에 대한 적합성 테스트 절차 |
| ISO 15118-20 | 2세대 네트워크 및 애플리케이션 프로토콜 요구사항 정의 | 최신 기술과 요구사항을 반영한 2세대 프로토콜 기능과 특징 |
ISO 15118-2 대비 데이터 전송 효율성, 보안성, 확장성, 호환성이 향상되었으며, BPT(양방향 전력전송), WPT(무선 전력전송), ACDP(자동 연결 장치 팬터그래프) 기능을 추가로 지원합니다.
OCPP
OCA(Open Charge Alliance)에서 충전 스테이션의 운영 및 유지관리를 목적으로 개발한 글로벌 표준으로, 충전기(Charging Station)와 관리 시스템(CSMS) 간의 개방형 통신 규약입니다.
현재 미국, 유럽 등 100개 이상의 국가에서 사용 중이며, 국내에서도 충전 스테이션 수출 및 관리를 위해 활발하게 개발 및 적용되고 있습니다.
OCPP 1.6
- 2017년 제정, 28개의 메시지 세트 제공
- ISO 15118-2 기반 PnC 기능 일부 지원
- 기본적인 인증 및 결제 기능은 제공하지만, 인증서 기반 사용자 인증·인증서 설치 등은 미지원
- PnC 지원을 위해서는
DataTransfer를 이용한 ISO 15118 관련 메시지 처리 기능 구현 필요 (ISO 15118 Extension)
OCPP 2.0.1
- 2020년 제정, 64개의 메시지 세트 제공
- ISO 15118-2 기반 PnC 완벽 지원
- 인증서 기반 사용자 인증, 인증서 설치 등을 통한 PnC 자동 인증 및 결제 기능 완벽 지원
- TLS 보안 통신, 인증서 기반 인증, 권한 관리 등 OCPP 1.6보다 강화된 보안 기능
- 2024년 10월 IEC 63584:2024 표준으로 제정
2025년 1월 제정된 OCPP 2.1은 ISO 15118-20 및 BPT(양방향 전력전송) 지원과 전반적인 기능 개선이 주요 변경 사항입니다.
PKI (Public Key Infrastructure)
공개키 암호 기술을 이용하여 인증, 무결성 및 암호화 기능을 제공하기 위한 기반 구조입니다. PnC에서는 인증서를 인증 수단으로 사용하며, V2G 인프라 참여 주체들이 인증서를 주고받습니다.
PnC PKI 구성 요소
| 구성 요소 | 약어 | 설명 |
|---|---|---|
| V2G RootCA | - | V2G PKI의 최상위 인증 기관 |
| OEM RootCA | - | 차량 제조사의 최상위 인증 기관 |
| MO RootCA | - | Mobility Operator의 최상위 인증 기관 |
| CPO SubCA | - | Charge Point Operator의 하위 인증 기관 (충전기 인증서 발급) |
| CPS SubCA | - | Certificate Provisioning Service의 하위 인증 기관 |
| MO SubCA | - | Mobility Operator의 하위 인증 기관 (계약 인증서 발급) |
| OEM SubCA | - | 차량 제조사의 하위 인증 기관 (차량 Provisioning 인증서 발급) |
| CPO VA | - | Charge Point Operator의 유효성 검증 기관 (OCSP) |
| MO VA | - | Mobility Operator의 유효성 검증 기관 (OCSP) |
| OEM VA | - | OEM의 유효성 검증 기관 (OCSP) |
| CPS | Certificate Provisioning Service | MO가 발급한 계약 인증서의 배포·다운로드 절차를 중계하는 백엔드 서비스 |
| RCP | Root Certificate Pool | 각 Root 인증서 등록 및 제공 |
| CCP | Contract Certificate Pool | 계약 인증서 번들(설치 메시지) 등록 및 제공 |
| PCP | Provisioning Certificate Pool | OEM Provisioning 인증서 등록 및 제공 |
| MO | Mobility Operator (= eMSP) | EV 사용자와의 계약 관계·과금·계정 관리를 담당하는 서비스 사업자 |
| CPO | Charging Point Operator (= CSO) | 충전 인프라 운영 사업자 |
PnC PKI 인증서 구조
충전기(EVSE)는 SECC Certificate(V2G PKI 기반)을 보유하고, 전기차(EV)는 OEM Provisioning Certificate를 보유하며 서비스 가입 후 Contract Certificate가 추가로 탑재됩니다. CPS는 계약 인증서 번들을 서명하여 전달하는 역할을 담당합니다.
PnC 인증체계 시스템 주요 기능
| 시스템 | 주요 기능 |
|---|---|
| V2G RootCA | V2G RootCA, SubCA 인증서 (CPO, CPS) 발급/갱신/폐지 |
| MO RootCA | MO RootCA, MO SubCA 인증서 발급/갱신/폐지 |
| OEM RootCA | OEM RootCA, OEM SubCA 인증서 발급/갱신/폐지 |
| CPO SubCA | 충전기 인증서 발급/갱신/폐지 |
| CPO VA | 충전기 인증서 유효성 검증 (OCSP) |
| CPS SubCA | CPS Leaf 인증서 발급/갱신/폐지 |
| MO SubCA | 계약 인증서 발급/갱신/폐지, 계약 인증서 번들(계약 인증서 설치 메시지) 생성 |
| MO VA | 계약 인증서 유효성 검증 (OCSP) |
| OEM SubCA | OEM Provisioning 인증서 발급/갱신/폐지 |
| OEM VA | 계약 인증서 유효성 검증 (OCSP) |
| CPS | 계약 인증서 번들 서명 |
| RCP | 각 Root 인증서 등록 및 제공 |
| CCP | 계약 인증서 번들(설치 메시지) 등록 및 제공 |
| PCP | OEM Provisioning 인증서 등록 및 제공 |
PnC 서비스 절차
1단계: 차량 및 충전기에 인증서 설치
PnC 서비스 이용 전, 차량과 충전기에 필요한 인증서를 미리 설치합니다.
차량 인증서 설치 흐름:
- OEM이 V2G RootCA 인증서 다운로드
- OEM SubCA가 차량 인증서 발급
- 차량 양산 단계에서 차량 인증서 및 V2G RootCA 인증서를 차량에 설치
- RCP(Root Certificate Pool)에 차량 인증서 등록
- MO RootCA 인증서 다운로드
충전기 인증서 설치 흐름: 6. CPO SubCA가 충전기 인증서 발급 7. 충전기에 충전기 인증서 및 MO RootCA 인증서 설치
2단계: PnC 서비스 가입 (계약 인증서 발급)
EV 사용자가 MO 앱을 통해 PnC 서비스에 가입하면 계약 인증서가 발급됩니다.
- 사용자가 MO 앱에서 PnC 서비스 가입 (차량 정보 입력)
- MO가 CPS에 계약 인증서 발급 요청
- CPS가 PCP에서 차량 인증서 조회
- CPS가 차량 인증서 검증
- MO SubCA가 계약 인증서 발급
- 계약 인증서 번들 CCP에 전달
- CPS가 계약 인증서 번들 서명
- CCP에 계약 인증서 저장
3-1단계: 계약 인증서 설치 (OTA 방식)
모바일 앱을 통해 차량에 계약 인증서를 무선으로 설치하는 방식입니다.
- MO 앱에서 계약 인증서 설치 요청
- MO 앱이 CCP에서 계약 인증서 다운로드
- MO 앱이 계약 인증서 응답 수신
- 차량에 계약 인증서 설치
3-2단계: 계약 인증서 설치 (충전기를 통한 설치)
충전기를 통해 계약 인증서를 설치하는 방식으로, OCPP CertificateInstallation 메시지를 활용합니다.
- 전기차가 충전기에 계약 인증서 설치 요청 (차량 정보 포함)
- 충전기가 CSMS를 통해 CCP에서 계약 인증서 번들 조회
- 계약 인증서 응답 전달
- 차량에 계약 인증서 설치
- OTA 방식 (3-1단계): 인터넷 연결이 가능한 환경에서 앱을 통해 미리 설치. 충전 시 별도 설치 과정 불필요.
- 충전기 방식 (3-2단계): 충전기 연결 시 실시간으로 인증서 설치. 인터넷이 없는 차량이나 초기 설치 시 유용.
4단계: PnC 충전 서비스 이용
계약 인증서가 설치된 차량은 케이블 연결만으로 자동 충전 및 결제가 진행됩니다.
- 충전 케이블 연결 → 차량이 계약 인증서 전송 (ISO 15118)
- 충전기/CSMS가 계약 인증서 유효성 검증 요청/응답
- 충전 시작
- 충전 종료 → 충전 요금 산정 및 전달
- MO에 충전 요금 결제 요청
- 결제 완료
- EV ↔ 충전기 (EVSE): ISO 15118 프로토콜 (PLC 기반 고수준 통신)
- 충전기 ↔ CSMS: OCPP 프로토콜
오토차징 vs ISO 15118 PnC 비교
오토차징은 차량의 고유한 MAC 주소를 통해 차량을 식별하여 자동 인증/충전/결제가 진행되는 충전 서비스입니다.
| 비교 항목 | 오토차징 (MAC 인증) | ISO 15118 PnC |
|---|---|---|
| 인증 방식 | 차량의 MAC 주소로 충전기 자동 인식 | PKI 인증서 기반 보안 통신 |
| 차량 등록 | MAC 주소 등록으로 간단하게 등록 | 인증서 발급, 등록 및 설치 필요 |
| 인증 속도 | MAC 주소 식별 및 확인만으로 빠른 인증 가능 | 인증 과정이 복잡하여 다소 시간 소요 |
| 보안 | MAC 주소는 스니핑(sniffing)·복제에 취약 | PKI 인증서 기반 암호화 통신으로 높은 보안 수준 제공 |
| 상호운용성 | 표준화되지 않아 상호운용성 보장 불가 | PKI 기반 표준 인증으로 다양한 제조사 간 상호운용성 보장 |
| 확장성 | 중앙 집중식 관리 시스템이 확장성 저해 가능 | 교차 인증, CTL 운영 등으로 인증서 효율적 관리 가능 |
| 비용 | 인증서 발급/관리 불필요로 초기 비용 낮음 | PKI 인프라 구축으로 초기 비용 높음 |
| 적합 환경 | 간편하고 빠른 인증이 중요한 환경 (사설 충전 시설) | 보안·확장성이 중요한 환경 (공공 충전 시설) |
오토차징(MAC 인증) 방식은 MAC 주소 스푸핑(spoofing) 취약점이 존재합니다. 공공 충전 인프라에는 PKI 인증서 기반의 ISO 15118 PnC 방식 적용을 권장합니다.