直流充电设备通用技术规范附件3 功率控制模块与开关模块通信协议.docx
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直流充电设备通用技术规范附件3功率控制模块与开关模块通信协议
电动汽车非车载传导式充电机功率控制模块与开关模块通信协议
1 范围
本部分规定了电动汽车非车载传导式充电机功率控制模块与开关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功率控制模块与开关模块之间的通信。
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。
3.16
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。
3.17
开关模块Switchmodule
直流充电设施内实现充电模块功率输出回路切换的控制装置。
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 功率控制模块与开关模块之间通信网络采用CAN2.0B通信协议。
5.2 在运行过程中，功率控制模块实时监测开关模块状态，同时控制开关模块内部开关器件分断和闭合。
5.3 功率控制模块与开关模块之间的CAN通信网络应由功率控制模块与开关模块等节点组成。
5.4 本部分数据传输采用低字节先发送的格式。
5.5 功率控制模块发送报文的目的地址使用开关模块广播地址，开关模块无需回送应答报文。
5.6 功率控制模块与开关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，超时判断时间依据定值设置中的“通信超时时间”。
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。
直流充电模块与开关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。
功率控制模块和开关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。
功率控制模块和开关模块分配的地址如表1所示。
表1功率控制模块与开关模块地址分配
装置
首选地址
功率控制模块
地址范围：
0xA0～0xAE,0xAF作为广播地址使用
开关模块
地址范围：
0xB0～0xCE,0xCF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3。
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 功率控制模块与开关模块交互流程
8.1 主交互流程
图1功率控制模块与开关模块交互主流程图
8.2 控制交互流程
图2功率控制模块与开关模块控制交互流程图
8.3 程序在线更新流程
图3功率控制模块与开关模块程序在线更新流程图
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、定值查询和分组设置，命令帧格式应符合表5。
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
000100H
6
8
BIN
50～500，，默认250ms
功率控制模块-开关模块
遥控应答帧
512
000100H
6
8
BIN
非周期报文
开关模块-功率控制模块
定值设置应答帧
32768
0x008000
6
8
BIN
非周期报文
功率控制模块-开关模块
定值设置应答帧
33024
0x008100
6
8
BIN
非周期报文
开关模块-功率控制模块
定值查询命令帧
33280
0x008200
6
8
BIN
非周期报文
功率控制模块-开关模块
定值查询应答帧
33536
0x008300
6
8
BIN
非周期报文
开关模块-功率控制模块
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6。
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
36864
0x002000
6
8
BIN
1000
开关模块-功率控制模块
9.4 心跳帧
心跳帧格式应符合表7。
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
0x004000
6
8
BIN
1000
功率控制模块-开关模块
心跳帧
16640
0x004100
6
8
BIN
1000
开关模块-功率控制模块
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
功率控制模块-开关模块
升级心跳应答帧
28928
007100H
4
8
BIN
1000
开关模块-功率控制模块
启动下载命令帧
29184
007200H
4
8
BIN
500
功率控制模块-开关模块
启动下载应答帧
29440
007300H
4
8
BIN
500
开关模块-功率控制模块
索要区间命令帧
29696
007400H
4
不定
BIN
500
功率控制模块-开关模块
索要区间应答帧1
29952
007500H
4
8
BIN
500
开关模块-功率控制模块
索要区间应答帧2
30208
007600H
4
8
BIN
500
开关模块-功率控制模块
启动组包命令帧
30464
007700H
4
8
BIN
500
功率控制模块-开关模块
启动组包应答帧
30720
007800H
4
8
BIN
500
开关模块-功率控制模块
数据发送帧
30976
007900H
4
8
BIN
10
功率控制模块-开关模块
完成组包命令帧
31232
007A00H
4
8
BIN
500
开关模块-功率控制模块
完成组包应答帧
31488
007B00H
4
8
BIN
500
开关模块-功率控制模块
程序校验数据帧
31744
007C00H
4
8
BIN
500
功率控制模块-开关模块
程序校验应答帧
32000
007D00H
4
8
BIN
500
开关模块-功率控制模块
立即复位命令帧
32256
007E00H
4
8
BIN
500
功率控制模块-开关模块
立即复位应答帧
32512
007F00H
4
8
BIN
500
开关模块-功率控制模块
10 报文格式和内容
10.1 遥控命令
功率控制模块在需要操作开关模块内部开关器件分断和闭合时，下发遥控命令帧，开关模块收到下发的遥控命令帧后执行相应开关器件的操作，并回复遥控应答帧。
图4遥控交互流程
功率控制模块向开关电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
第1路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
2
第2路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
3
第3路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
4
第4路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
5
第5路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
6
第6路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
7
第7路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
8
第8路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
开关模块向功率控制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
第1路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
2
第2路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
3
第3路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
4
第4路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
5
第5路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
6
第6路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
7
第7路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
8
第8路开关
BIN
1Byte
0x00-无操作0x55-分断0xaa-闭合
10.2 定值设置
功率控制模块在设定开关模块定值参数时，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5定值设置交互流程
功率控制模块向开关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B中表B.1
开关模块向功率控制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
7
定值信息
/
/
参见附录B中表B.1
10.3 定值查询
功率控制模块在查询开关模块定值参数时，下发定值查询命令帧，定值查询命令和定值查询应答帧按照“7.5传输协议功能”进行传输。
图6定值查询交互流程
功率控制模块向开关模块发送定值查询命令帧：
优先级6，PF：
0x82。
表13定值查询命令帧
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
开关模块向发送功率控制模块定值查询应答帧：
优先级6，PF：
0x83。
表14定值查询应答令帧
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
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---禁止读出
0x03---读出失败
7
定值信息
/
/
参见附录B中表B.1
10.4 遥信遥侧数据
开关模块上电后周期性发送遥信遥侧数据帧。
图9遥信遥侧数据交互流程
开关模块向功率控制模块发送遥信遥侧数据帧：
优先级6，PF：
0x20。
表15遥信遥侧数据帧
起始字节或位
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1
第1路开关状态
BIN
1Byte
Bit8-bit7；0x00-正极开关分断0x01-正极开关闭合
Bit6-bit5；0x00-负极开关分断0x01-负极开关闭合
Bit4-bit3；0x00-正极开关正常0x01-正极开关粘连0x02-正极开关拒动
Bit2-bit1；0x00-负极开关正常0x01-负极开关粘连0x02-负极开关拒动
2
第2路开关状态
BIN
1Byte
Bit8-bit7；0x00-正极开关分断0x01-正极开关闭合
Bit6-bit5；0x00-负极开关分断0x01-负极开关闭合
Bit4-bit3；0x00-正极开关正常0x01-正极开关粘连0x02-正极开关拒动
Bit2-bit1；0x00-负极开关正常0x01-负极开关粘连0x02-负极开关拒动
3
升级会员 