直流充电设备通用技术规范附件4 充电控制器充电主模块与功率控制模块通信协议.docx
《直流充电设备通用技术规范附件4 充电控制器充电主模块与功率控制模块通信协议.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直流充电设备通用技术规范附件4 充电控制器充电主模块与功率控制模块通信协议.docx（99页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
直流充电设备通用技术规范附件4充电控制器充电主模块与功率控制模块通信协议
电动汽车非车载传导式充电机直流充电控制器充电主控模块器与功率控制模块通信协议
1 范围
本部分规定了电动汽车非车载传导式充电机直流充电控制器充电主控模块与功率控制模块之间基于控制器局域网（ControlAreaNetwork，以下简称CAN）的通信物理层、数据链路层、交互流程、报文分类、报文格式和内容的定义。
本部分适用于电动汽车非车载传导式充电机直流充电控制器充电主控模块与功率控制模块之间的通信。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T19596 电动汽车术语
IEC60870-5-101基本远动任务的配套标准（TransmissionProtocols-CompanionStandardforBasicTelecontrolTasks）
ISO11898-1:
2003道路车辆控制器局域网络第1部分：
数据链路层和物理信令（Roadvehicle–Controlareanetwork（CAN）Part1:
Datalinklayerandphysicalsignaling）
SAEJ1939-11:
2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第11部分：
物理层，250K比特/秒，屏蔽双绞线（RecommentedpracticeforserialcontrolandcommunicationvehiclenetworkPart11:
Physicallayer–250Kbits/s,twistedshieldedpair）
SAEJ1939-21:
2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第21部分：
数据链路层（RecommentedpracticeforserialcontrolandcommunicationvehiclenetworkPart21:
Datalinklayer）
3 术语和定义
GB/T19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
帧frame
组成一个完整信息的一系列数据位。
3.2
CAN数据帧CANdataframe
组成传输数据的CAN协议所必需的有序位域，以帧起始（SOF）开始，帧结束（EOF）结尾。
3.3
报文messages
一个或多个具有相同参数组编号的CAN数据帧。
3.4
标识符identifier
CAN仲裁域的标识部分。
3.5
标准帧standardframe
CAN总线中定义的使用11位标识符的CAN数据帧。
3.6
扩展帧extendedframe
CAN总线中定义的使用29位标识符的CAN数据帧
3.7
优先权priority
在标识符中一个3位的域，设置传输过程的仲裁优先级，最高优先权为0级，最低优先权为7级。
3.8
参数组parametergroup
在一报文中传送参数的集合。
参数组包括：
命令、数据、请求、应答和否定应答等。
3.9
参数组编号parametergroupnumber
用于唯一标识一个参数组的一个24位值。
参数组编号包括：
保留位、数据页、PDU格式域（8位）、组扩展域（8位）。
3.10
可疑参数编号suspectparameternumber
应用层通过参数描述信号，给每个参数分配的一个19位值。
3.11
协议数据单元protocoldataunit（PDU）
一种特定的CAN数据帧格式。
3.12
传输协议transportprotocol
数据链路层的一部分，为传送数据在9字节或以上的PGN提供的一种机制
3.13
七个八位位组二进制时间（CP56time2a）
时间定义在IEC60870-5-101中的7.2.6.18。
3.14
直流充电控制器DCchargecontroller
直流充电设施内实现充电启停控制、输出控制保护控制及充电状态信息上传功能的控制单元。
3.15
充电主控模块Chargemainmodule
充电主控模块是直流充电控制器的组成部分，负责与车辆BMS之间的通信交互，负责与计费控制单元通信，负责控制充电设备的运行。
功率控制模块Powercontrolmodule
功率控制模块是直流充电控制器的组成部分，负责充电模块运行状态及输出参数的控制调节，负责与充电主控模块通信并接受其控制。
4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
PG：
参数组（ParameterGroup）
PGN：
参数组编号（ParameterGroupNumber）
SPN：
可疑参数编号（SuspectParameterNumber）
PGU：
协议数据单元（ProtocoldataUnit）
5 总则
5.1 充电主控模块与功率控制模块之间通信网络采用CAN2.0B通信协议。
5.2 在运行过程中，充电主控模块实时监测功率控制模块状态，同时控制整个充电过程。
5.3 充电主控模块与功率控制模块之间的CAN通信网络应由充电主控模块与功率控制模块等节点组成。
5.4 本部分数据传输采用低字节先发送的格式。
5.5 直流充电主控模块与功率控制模块之间通信超时通过监测对方发送的遥控、心跳、遥测等报文来进行判断；工作状态下，直流充电主控模块在检测到功率控制模块上送遥测报文超时后，先发向功率控制器送停机命令，再执行终止充电过程；工作状态下，功率控制器在检测到直流充电主控模块下发遥控报文、遥信遥测等任一报文超时后，终止充电过程，同时向直流充电主控模块发送故障告警信息。
6 物理层
采用本协议的物理层应符合ISO11898-1:
2003、SAEJ1939-11:
2006中关于物理层的规定。
充电主控模块与功率控制模块之间的通信速率应采用125kbit/s。
7 数据链路层
7.1 地址的分配
本部分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。
充电主控模块与功率控制模块定义为可配置地址，可通过拨码开关或通信等方式进行通信地址变更。
充电主控模块与功率控制模块分配的地址如表1所示。
表1充电主控模块与功率控制模块地址分配
装置
首选地址
充电主控模块
地址范围：
0x30～0x4E,0x4F作为广播地址使用
功率控制模块
地址范围：
0x10～0x2E,0x2F作为广播地址使用
7.2 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2。
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特定、源地址和数据域。
表2协议数据单元（PDU）
R
DP
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
表11
表12
表13
表14
表15
表16
表17
表18
表19
表20
表21
表22
表23
表24
表25
表26
...
表27
表28
P
PF
PS
SA
DATA
3
1
1
8
8
8
0～64
说明：
（数据格式要求）
1.P为优先权：
从最高0设置到最低7。
2.R位保留位：
备今后开发使用，本标准设为0。
3.DP为数据页：
用来选择参数组描述的辅助页，本标准设为0。
4.PF为PDU格式：
用来确定PDU的格式，以及数据域对应的参数组编号。
5.PS为PDU特定格式：
PS值取决于PDU格式。
本标准中采用PDU1格式，PS值为目标地址。
6.SA为源地址：
发送此报文的源地址。
7.DATA为数据域：
若给定参数组数据长度≤8字节，按照8字节进行传输，缺省值为00H。
若给定参数组数据长度为9～1785，数据传输需要多个CAN数据帧，通过协议传输功能通信，详见7.5的规定。
8.本表第三行表示位数。
7.3 协议数据单元（PDU）格式
选用SAEJ1939-21：
2006中定义的PDU1格式。
7.4 参数组编号（PGN）
PGN的第二个字节为PDU格式（PF）值，高字节和低字节均置为00H。
7.5 传输协议功能
本部分中的大于8字节的数据帧应采用以下多帧传输协议传输。
接收完多帧协议数据时，应进行数据的校验，当校验不通过时，丢弃此次传输数据。
多帧报文不能嵌套发送。
对于多帧报文，报文周期为整个数据包的发送周期，单帧报文间隔时间不小于10ms。
表3多帧数据传输协议格式
帧序号
Data1
Data2
Data3
Data4
Data5
Data6
Data7
Data8
1
当前报文序号
报文总帧数
报文有效数据长度低字节
报文有效数据长度高字节
有效数据01
有效数据02
有效数据03
有效数据04
2
当前报文序号
有效数据05
有效数据06
有效数据07
有效数据08
...
............
当前报文序号
有效数据N
校验码低字节
校验码高字节
00H
00H
00H
00H
说明：
（数据格式要求）
1.有效数据长度是指自“有效数据01”至“有效数据N”的字节个数。
2.校验码是指自“报文总帧数”至“有效数据N”（不包含每帧报文内的“当前报文序号”）的累加和。
3.当前报文序号范围为：
1～255。
当最后一帧不满8字节时，按照8字节传输，未使用部分置为00H。
8 充电主控模块与功率控制模块交互流程
8.1 主交互流程
图1充电主控模块与功率控制模块交互主流程图
8.2 充电交互流程
图2充电主控制器与功率控制模块交互控制流程图
8.3 软件在线更新交互流程
图3软件在线更新主控制器与功率控制模块流程图
9 报文分类
9.1 总则
本部分报文按照类型分为：
命令帧、数据帧、心跳帧。
报文数据长度为8字节，实际数据不足8字节的按照8字节上送，未使用部分置为00H。
9.2 命令帧
命令帧包含遥控、定值设置和定值查询，命令帧格式应符合表4。
表4命令帧分类
报文描述
PGN
PGN
（Hex）
优先
权
数据长度
（Byte）
数据
类型
报文周期
（ms）
源地址--目的地址
遥控命令帧
256
0x000100
6
8
BIN
50～500，默认250ms
充电主控模块-功率控制模块
遥控应答帧
512
0x000200
6
8
BIN
/
功率控制模块-充电主控模块
定值设置命令帧
32768
0x008000
6
8
BIN
/
充电主控模块-功率控制模块
定值设置应答帧
33024
0x008100
6
8
BIN
/
功率控制模块-充电主控模块
定值查询命令帧
33280
0x008200
6
8
BIN
/
充电主控模块-功率控制模块
定值查询应答帧
33536
0x008300
6
8
BIN
/
功率控制模块-充电主控模块
9.3 数据帧
数据帧包含遥信帧和遥测帧，数据帧格式应符合表5。
表5据帧分类
报文描述
PGN
PGN
（Hex）
优先
权
数据长度
（Byte）
数据
类型
报文周期
（ms）
源地址--目的地址
遥信遥测帧
8192
0x002000
6
8
BIN
1000
充电主控模块-功率控制模块
遥信遥测帧
8448
0x002100
6
8
BIN
1000
充电主控模块-功率控制模块
工作状态及故障信息帧
8704
0x002200
6
8
BIN
1000
功率控制模块-充电主控模块
遥测帧
8960
0x002300
6
8
BIN
2000
功率控制模块-充电主控模块
告警信息帧
9216
0x002400
6
8
BIN
1000
功率控制模块-充电主控模块
9.4 心跳帧
心跳帧格式应符合表6。
表6心跳帧分类
报文描述
PGN
PGN
（Hex）
优先
权
数据长度
（Byte）
数据
类型
报文周期
（ms）
源地址--目的地址
心跳帧
16384
004000H
6
8
BIN
2000
充电主控模块-功率控制模块
心跳帧
16640
004100H
6
8
BIN
2000
功率控制模块-充电主控模块
9.5 程序在线更新帧
程序在线更新数据帧格式应符合表7。
表7程序在线更新帧分类
报文描述
PGN
PGN
（Hex）
优先
权
数据长度
（Byte）
数据
类型
报文周期
（ms）
源地址--目的地址
升级心跳帧
28672
007000H
4
8
BIN
1000
充电主控模块-功率控制模块
升级心跳应答帧
28928
007100H
4
8
BIN
1000
功率控制模块-充电主控模块
启动下载命令帧
29184
007200H
4
8
BIN
500
充电主控模块-功率控制模块
启动下载应答帧
29440
007300H
4
8
BIN
500
功率控制模块-充电主控模块
索要区间命令帧
29696
007400H
4
不定
BIN
500
充电主控模块-功率控制模块
索要区间应答帧1
29952
007500H
4
8
BIN
500
功率控制模块-充电主控模块
索要区间应答帧2
30208
007600H
4
8
BIN
500
功率控制模块-充电主控模块
启动组包命令帧
30464
007700H
4
8
BIN
500
充电主控模块-功率控制模块
启动组包应答帧
30720
007800H
4
8
BIN
500
功率控制模块-充电主控模块
数据发送帧
30976
007900H
4
8
BIN
10
充电主控模块-功率控制模块
完成组包命令帧
31232
007A00H
4
8
BIN
500
充电主控模块-功率控制模块
完成组包应答帧
31488
007B00H
4
8
BIN
500
功率控制模块-充电主控模块
程序校验数据帧
31744
007C00H
4
8
BIN
500
充电主控模块-功率控制模块
程序校验应答帧
32000
007D00H
4
8
BIN
500
功率控制模块-充电主控模块
立即复位命令帧
32256
007E00H
4
8
BIN
500
充电主控模块-功率控制模块
立即复位应答帧
32512
007F00H
4
8
BIN
500
功率控制模块-充电主控模块
10 报文格式和内容
10.1 遥控命令
直流充电主控模块在启动充电、参数调节、停止充电等时刻，下发遥控命令至功率控制模块。
直流充电主控模块下发快速开机命令时，在充电模块直流输出电压上升至设定直流输出电压后，先闭合直流输出接触器，再停止发送快速开机命令，最后启动发送参数调节命令；快速开机命令中，设定直流输出电压值为绝缘检测电压值，电池电压值为绝缘检测电压值。
直流充电主控模块下发软启开机命令时，在充电模块直流输出电压上升至设定直流输出电压后，先闭合直流输出接触器，再停止发送软启开机命令，最后启动发送参数调节命令；软启开机命令中，设定直流输出电压为电池电压（直流充电主控模块采样的直流输出接触器外侧电压）以下10V以内，控制报文中的电池电压数据项用于充电模块做软启动控制。
直流充电主控模块发送遥控命令报文中，参数调整在快速开机、软启开机等命令发送结束后开始发送，在发送停止充电命令发送前停止发送。
直流充电主控模块发送遥控命令报文中，执行停止充电操作时，为保证功率控制模块可靠执行操作，报文持续时间可为1秒至15秒，并可在功率控制模块待机后提前停止发送。
功率控制模块在待机情况下，仅响应操作指令为快速开机和软起开机的遥控命令帧；功率控制模块在工作状态下，仅响应操作指令为停止充电，参数修改的遥控命令帧。
直流充电主控模块判断功率控制模块启动和停机完成依据为功率控制模块上送工作状态，超时时间为15秒。
功率控制模块判断待机转充电条件为所操作的任一充电模块工作状态变为工作状态，功率控制模块判断充电转待机条件为所操作的全部充电模块工作状态变为待机状态。
功率控制模块在收到的遥控命令帧中操作指令为快速开机、软起开机、参数修改等时，若报文内数据超出协议规定范围，或给定电压，电池电压超出功率控制模块输出电压范围，或给定电流超出功率控制模块输出电流范围，均为无效报文，不执行相应操作；显示地址等操作指令无需判断给定电压，给定电流和电池电压等数据合法性。
功率控制模块在工作状态下，在通讯超时时间内未收到直流充电主控模块下发的有效的遥控命令帧，或未收到直流充电主控模块下发的任何有效报文，则自动转入待机状态。
充电机所配置的充电模块采用分段恒功率时，遥控命令中的“电压输出范围选择”标识应与充电模块当前输出电压范围保持一致；充电机所配置的充电模块采用连续恒功率方案，能同时覆盖低电压和高电压段时，遥控命令中的“电压输出范围选择”使用“高电压段”。
充电主控模块向功率控制模块发送遥控命令帧：
优先级6，PF：
0x01。
表8遥控命令帧
起始字节或位
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1
控制字
BIN
1Byte
Bit7：
预留
Bit6：
充电回路主接触器状态
0x00---分断
0x01---闭合
Bit5：
预留
Bit4：
电压输出范围选择
0x00---低电压段（200V-500V）
0x01---高电压段（500V-750V、500V-950V）
Bit3~Bit0：
操作指令
0x01---快速开机（绝缘检测阶段使用）
0x02---停止充电（充电模块需保留给当前充电端口使用）
0x03---软起开机（预启动阶段使用）
0x04---显示地址
0x05---参数修改
0x06---停止充电（充电模块退出运行，可给其他充电端口使用）
2
预留
BIN
1Byte
3
设定直流输出电压
BIN
2Byte
单位：
V
分辨率：
0.1V/位
范围：
0~1000V
偏移量：
0
5
设定直流输出电流
BIN
2Byte
单位：
A
分辨率：
0.01A/位
范围：
0~600A
偏移量：
0
7
电池电压
BIN
2Byte
单位：
V
分辨率：
0.1V/位
范围：
0~1000V
偏移量：
0
功率控制模块向充电主控模块发送遥控应答帧：
优先级6，PF：
0x02。
表9遥控应答帧
起始字节或位
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1
控制字
BIN
1Byte
Bit7：
成功标识
0x00--失败0x01---成功
Bit6：
充电回路主接触器状态
0x00---分断
0x01---闭合
Bit5：
预留
Bit4：
电压输出范围选择
0x00---500V
0x01---750V
Bit3~Bit0：
操作指令
0x01---快速开机（绝缘检测阶段使用）
0x02---停止充电
0x03---软起开机（预启动阶段使用）
0x04---显示地址
0x05---参数修改
0x06---停止充电（模块可退出运行）
2
预留
BIN
1Byte
3
设定直流输出电压
BIN
2Byte
单位：
V
分辨率：
0.1V/位
范围：
0~1000V
偏移量：
0
5
设定直流输出电流
BIN
2Byte
单位：
A
分辨率：
0.01A/位
范围：
0~600A
偏移量：
0
7
电池电压
BIN
2Byte
单位：
V
分辨率：
0.1V/位
范围：
0~1000V
偏移量：
0
10.2 定值设置
充电主控模块在设定功率控制模块定值参数时，下发定值设置命令帧，定值设置命令和定值设置应答帧按照“7.5传输协议功能”进行传输。
图4定值设置交互流程
充电主控模块向功率控制模块发送定值设置命令帧：
优先级6，PF：
0x80。
表10定值设置命令帧
起始字节或位
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1
充电接口标识
BIN
1Byte
一桩（机）多充时用来标记接口号。
一桩（机）一充时此项为0，多个接口时顺序对每个接口进行编号，范围1～255。
2
设备类型
BIN
1Byte
0x01---直流充电控制器
0x02---交流充电控制器
0x03---功率控制模块
0x04---充电模块
0x05---开关模块
3
设备通信地址
BIN
1Byte
4
定值序号
BIN
2Byte
单位：
无
分辨率：
1/位
范围：
1~200
偏移量：
0
6
预留
BIN
1Byte
7
定值信息
/
/
参见附录A中表A.1
功率控制模块向充电主控模块发送定值设置应答帧：
优先级6，PF：
0x81。
表11定值设置应答帧
起始字节或位
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1
充电接口标识
BIN
1Byte
一桩（机）多充时用来标记接口号。
一桩（机）一充时此项为0，多个接口时顺序对每个接口进行编号，范围1～255。
2
设备类型
BIN
1Byte
0x01---直流充电控制器
0x02---交流充电控制器
0x03---功率控制模块
0x04---充电模块
0x05---开关模块
3
设备通信地址
BIN
1Byte
4
定值序号
BIN
2Byte
单位：
无
分辨率：
1/位
范围：
1~200
偏移量：
0
6
操作返回
BIN
1Byte
Bit7：
成功标识
0x00---失败0x01---成功
Bit6~Bit4：
预留
Bit3~Bit0：
失败原因
0x00---成功
0x01---无该定值
0x02---禁止写入
0x03---写入失败
0x04---给定越限
升级会员 