电动车充电标准协议-GB/T 27930-2015-526互联

缩写	全称	含义
PGN	parameter group number	参数组编号
SPN	suspect parameter number	可以参数编号
PDU	protocol data unit	协议数据单元
ECU	electronic control unit	电子控制单元
DTC	diagnostic trouble code	诊断故障代码

1 总则：

1.1 充电机与BMS之间通信网络采用CAN2.0B通信协议。充电流程参见附录A。

1.2 在充电过程中,充电机和BMS监测电压、电流和温度等参数,同时BMS管理充电过程。

1.3 充电机与BMS之间的CAN通信网络应由充电机和BMS两个节点组成。

1.4 数据信息传输采用低字节先发送的格式。

1.5 正的电流值代表放电,负的电流值代表充电。

1.6 执行本标准的充电机和BMS宜具备向前兼容性。

2 物理层

采用本标准的物理层应符合ISO11898-1:2003、SAEJ1939-11:2006中关于物理层的规定。本标准充电机与BMS的通信应使用独立于动力总成控制系统之外的CAN接口。充电机与BMS之间的通信速率采用250kbit/s^[1]。

3 数据链路层

3.1 帧格式

采用本标准的设备应使用CAN扩展帧的29位标识符，具体每个位分配的相应定义应符合SAEJ1939-21:2006中的相关规定。

3.2 协议数据单元（PDU）

每个CAN数据帧包含一个单一的协议数据单元（PDU），见表1.协议数据单元由七部分组成，分别是优先权、保留位、数据页、PDU格式、PDU待定、源地址和数据域。

3.3 协议数据单元（PDU）格式

选用SAE J1939-21:2006中定义的PDU1格式。

3.4 参数组编号（PGN）

PGN的第二个字节为PDU格式（PF）值，高字节和低字节位均为00H。

3.5 传输协议功能

BMS与充电机之间传输9~1785字节的数据使用传输协议功能。连接初始化、数据传输、连接关闭应遵循SAEJ1939-21:2006中5.4.7和5.10消息传输的规定。对于多帧报文,报文周期为整个数据包的发送周期。

3.6 地址的分配

网络地址用于保证信息标识符的唯一性以及表明信息的来源。充电机和BMS定义为不可配置地址,即该地址固定在ECU的程序代码中,包括服务工具在内的任何手段都不能改变其源地址。充电机和BMS分配的地址如表2所示。

3.7 信息类型

CAN总线技术规范支持五种类型的信息，分别为命令、请求、广播/相应、确认和组功能。具体定义应遵循SAE J1939-21:2006中5.4信息类型的规定

4 应用层

4.1 应用层采用参数和参数组定义的形式。

4.2 采用PGN对参数组进行编号,各个节点根据PGN来识别数据包的内容。

4.3 使用“请求PGN”来主动获取其他节点的参数组。

4.4 采用周期发送和事件驱动的方式来发送数据。

4.5 如果需发送多个PGN数据来实现一个功能的,需同时收到该定义的多个PGN报文才判断此功能发送成功。

4.6 定义新的参数组时,尽量将相同功能的参数、相同或相近刷新频率的参数和属于同一个子系统内的参数放在同一个参数中;同时,新的参数组既要充分利用8个字节的数据宽度,尽量将相关的参数放在同一个组内,又要考虑扩展性,预留一部分字节或位,以便将来进行修改。

4.7 修改第6章已定义的参数组时,不应对已定义的字节或位的定义进行修改;新增加的参数要与参数组中原有的参数相关,不应为节省PGN的数量而将不相关的参数加入到已定义的PGN中。

4.8 充电过程中充电机和BMS各种故障诊断定义应遵循SAEJ1939-73:2006的5.1中CAN总线诊断系统的要求,附录B给出了故障诊断报文定义规范。

4.9 报文选项分为必须项和可选项,对于同一帧报文中全部内容为可选项的,该报文可以选择不发送,对于同一帧报文中部分内容为可选项的,可选项所有位按照本标准规定格式发送或填充1,本标准未规定的无效位或字段填充1。本标准未规定的位或预留位填充1。

4.10 报文的长度和必须项内容及格式需按照标准规定发送。

5 充电总体流程

整个充电过程包括六个阶段:物理连接完成、低压辅助上电、充电握手阶段、充电参数配置阶段、充电阶段和充电结束阶段。在各个阶段,充电机和BMS如果在规定的时间内没有收到对方报文或没有收到正确报文,即判定为超时(超时指在规定时间内没有收到对方的完整数据包或正确数据包),超时时间除特殊规定外,均为5s。当出现超时后,BMS或充电机发送6.5规定的错误报文,并进入错误处理状态。在对故障处理的过程中,根据故障的类别,分别进行不同的处理(参见附录C)。在充电结束阶段中,如果出现了故障,直接结束充电流程。报文的开始发送条件和中止发送条件参见附录D。充电总体流程见图1。

6 报文分类

6.1 低压辅助上电及充电握手阶段

充电握手阶段分为握手启动阶段和握手辨识阶段,当充电机和BMS物理连接完成并上电后,开启低压辅助电源,进入握手启动阶段发送握手报文,再进行绝缘监测。绝缘监测结束后进入握手辨识阶段,双方发送辨识报文,确定电池和充电机的必要信息。CHM报文和BHM报文是为产品兼容的新增报文,用于在握手启动阶段充电机和BMS判断双方使用的标准版本。典型的充电工作状态转换参见图A.1和图A.2,充电时序详见GB/T18487.1。充电握手阶段报文应符合表3的要求。

6.2 充电参数配置阶段

充电握手阶段完成后,充电机和BMS进入充电参数配置阶段。在此阶段,充电机向BMS发送充电机最大输出能力的报文,BMS根据充电机最大输出能力判断是否能够进行充电。典型的充电工作状态转换参见图A.3。充电参数配置阶段报文应符合表4的要求。

6.3 充电阶段

充电配置阶段完成后,充电机和BMS进入充电阶段。在整个充电阶段,BMS实时向充电机发送电池充电需求,充电机根据电池充电需求来调整充电电压和充电电流以保证充电过程正常进行。在充电过程中,充电机和BMS相互发送各自的充电状态。除此之外,BMS根据要求向充电机发送动力蓄电池具体状态信息及电压、温度等信息。BMV,BMT,BSP为可选报告,充电机不对其进行报文超时判定。

BMS根据充电过程是否正常、电池状态是否达到BMS自身设定的充电结束条件以及是否收到充电机中止充电报文(包括具体中止原因、报文参数值全为0和不可信状态)来判断是否结束充电;充电机根据是否收到停止充电指令、充电过程是否正常、是否达到人为设定的充电参数值,或者是否收到BMS中止充电报文(包括具体中止原因、报文参数值全为0和不可信状态)来判断是否结束充电。典型的充电工作状态转换参见图A.4。充电阶段报文应符合表5的要求。

6.4 充电结束阶段

当充电机和BMS停止充电后,双方进入充电结束阶段。在此阶段BMS向充电机发送整个充电过程中的充电统计数据,包括:初始SOC、终了SOC、电池最低电压和最高电压;充电机收到BMS的充电统计数据后,向BMS发送整个充电过程中的输出电量、累计充电时间等信息,最后停止低压辅助电源的输出。典型的充电工作状态转换参见图A.5。充电结束阶段报文应符合表6的要求。