计费控制单元与充电控制器通信协议.docx
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计费控制单元与充电控制器通信协议
附件1:
《计费控制单元与充电控制器通信协议》
1范围
本协议规定了计费控制单元与充电控制器之间基于CAN总线的通信物理层、数据链路层及应
用层的定义。
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
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(Recommentedpracticeforserialcontrolandcommunicationvehiclenetwork
Part11:
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)
SAEJ1939-73:
2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第73部分:
应用层一诊断
RecommentedpracticeforserialcontrolandcommunicationvehiclenetworkPart73:
ApplicationLayer—Diagnostics)
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。
3.2CAN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(PG)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(PGN)
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(SPN)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计费控制单元充电机中用于充电计量、计费、显示和通讯的控制单元。
3.14充电控制器根据指令进行充电启动、停止、充电过程的输出控制、保护控制的控制单元,是分体式充电
机直流充电桩、一体式直流充电机、交流充电桩管理充电过程、与车辆进行交互的核心装置。
3.15诊断故障代码diagnostictroublecode(DTC)
一种用于识别故障类型、相关故障模式以及发生次数的4字节数值。
4总则
4.1计费控制单元与充电控制器之间通信网络采用CAN通信协议。
4.2在充电过程中,充电计费控制单元和充电控制器交互充电状态信息及故障信息等,同时充电机控制器根据计费控制单元控制整个充电过程。
4.3计费控制单元与充电机控制器之间的CAN通信网络应由计费控制单元和充电机控制器两
个节点组成。
4.4本标准数据传输采用低位先发送的格式。
5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。
计费控制单元与充电控制器之间的通信速率推荐采用250kbit/s。
6数据链路层
6.1地址的分配
本标准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。
计费控制单元和充电控制器定义为不可配置地址,即该地址固定在程序代码中,包括服务工具在内的任何手段都不能改变其源地址。
计费控制单元和充电控制器分配的地址如表1所示。
表1计费控制单元和充电控制器分配
装置
首选地址
计费控制单元
138(8AH)
充电控制器
242(F6H)
6.2协议数据单元(PDU)
使用CAN扩展报文的29位标识符并进行了重新定义。
表2协议数据单元(PDU
R
D5
P
PF
PS
SA
DATA
3
1
1
8
8
8
0-64
注1:
P为优先权:
从最高0设置到最低7。
注2:
R为保留位:
备今后开发使用,本标准设为0。
注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
注4:
PF为报文类型。
注5:
PS为发送报文目标地址。
注6:
SA为发送此报文源地址。
注7:
DATA为数据域,每帧数据长度W8字节,缺省为0。
6.3传输协议功能
本标准中计费单元与充电控制器之间传输除遥信,遥控和心跳报文外的其他报文,采用以下
协议传输。
表3多帧协议数据传输格式
帧序号
Data0
Datal
Data2
Data3
Data4
Data5
Data6
Data7
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
07
有效数据
08
有效数据
09
有效数据
10
有效数据
11
有效数据
12
有效数据
13
有效数据
N
累加和校
验码低字
节
累加和校
验码高字
节
备注:
1.
有效数据长度指
“有效数据01”
至“有效数据
N”
的个数。
2.
累加和校验码指从
“报文总帧数”至
“有效数据
内容的累加和。
3.
当前报文序号范围
1~255。
7计费控制单元与充电控制器交互流程
计费控制单元
充电控制器
用户
连接确认米集
1
1
连接确认米集
用户插枪
成功
Y
选择支付方
式
鉴权失败处
理
鉴权
选择支付方式
鉴权信息输
入
启动充电
发送启动充电命令PGN:
256
■4启动充电命令确认PGN:
512
〜启动充电命
-令确认
启动失败,走结算流程,提示启动失败,
返回初始界面
4—发送状态启动充电失败PGN:
435
启动失败状态确认PGN:
4608-
充电启动检
查
启动失败4-
测成功
启动开始周期
<—发送状态启动充电成功PGN:
4352
*
启动充电
性计费
启动成功状态确认PGN:
4608
Y
结束充电:
用尸
超时、其他报警
机、与充电控制器通讯
充电中
计费控制单
元停机
发送停机命令PGN:
768
4'亭止充电命令确认PGN:
1024
收到停机命令、检测到异常、检测到与计费控制单元通信异常、BMS亭机
与充电控制器通讯超时
Y
是否符合
结束条件
停止充电机
完成
发送停机状态帧PGN:
4864
停机状态确认PGN:
5120
_停机,断开
#输出接触器
提示用户发生
严重故障及处
理操作步骤
结算动作并返回充电金额信
息
显示交易信息
图1计费控制单元与充电控制器控制流程图
8报文分类
本协议报文按照报文类型分为:
命令帧、状态帧、数据帧、心跳帧,除特殊要求外各数据帧默认超时时间为5s。
8.1命令帧
命令帧包含启动、停止、对时、校验版本、下发充电参数,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
充电启动帧
256
000100H
4
8
BIN
250
计费单元--控制器
启动应答帧
512
000200H
4
8
BIN
250
控制器--计费单元
充电停止帧
768
000300H
4
8
BIN
250
计费单元--控制器
停止应答帧
1024
000400H
4
8
BIN
250
控制器--计费单元
下发对时帧
1280
000500H
6
8
BIN
500
计费单元--控制器
对时应答帧
1536
000600H
6
8
BIN
500
控制器--计费单元
校验版本
1792
000700H
6
8
BIN
500
计费单元--控制器
版本确认
2048
000800H
6
8
BIN
500
控制器--计费单元
下发充电参数
信息
2304
000900H
6
8
BIN
500
计费单元--控制器
充电参数信息
确认
2560
000A00H
6
8
BIN
500
控制器--计费单元
8.2状态帧
状态帧包含启动完成和停止完成状态,状态帧格式应符合表5。
表5状态帧分类
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
启动完成帧
4352
001100H
4
不定
BIN
250
控制器--计费单元
启动完成
应答帧
4608
001200H
4
8
BIN
250
计费单元--控制器
停止完成帧
4864
001300H
4
不定
BIN
250
控制器--计费单元
停止完成
应答帧
5120
001400H
4
8
BIN
250
计费单元--控制器
连接确认状态
5376
001500H
4
8
BIN
250
控制器--计费单元
连接确认状态
确认
5632
001600H
4
8
BIN
250
计费单元--控制器
8.3数据帧
数据帧包含遥信和遥测,数据帧格式应符合表6。
表6数据帧分类
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
遥信帧
8448
002100H
6
不定
BIN
500
控制器-
-计费单元
遥测帧
8704
002200H
6
不定
BIN
1000
控制器-
-计费单元
8.4心跳帧
心跳帧格式应符合表7。
表7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
12544
003100H
6
8
BIN
1000
计费单元
--控制器
9报文格式和内容
9.1启动充电
9.1.1连接确认
计费控制单元
插入枪后充电控制器向计费控制单元发送连接确认帧,计费控制单元回复连接确认应答帧。
充
电
控
制
器
图2连接确认
充电控制器向计费控制单元发送“连接确认”帧:
优先级0X04,PF:
0X15。
0X04,PF:
0X16。
表9连接确认状态
起始字节
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。
起始字节
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
计费控制单元向充电控制器发送“连接确认”应答:
优先级表10连接确认应答报文
起始字节
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1-255。
2
确认标识
BIN
1Byte
0成功;1失败。
9.1.2充电启动命令帧
计费控制单元向充电控制器发送启动充电命令,充电控制器在收到启动充电命令后立即进行
计费控制单元
PF:
OxO1启动充电命令
PF:
0x02应答报文
命令确认回复应答报文。
充电控制器
图3启动充电
0X04,PF:
0X01。
0X04,PF:
0X02。
计费控制单元向充电控制器发送“启动充电”指令:
优先级表11充电启动命令
起始字节
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
负荷控制开关
BIN
1Byte
根据用户类型提供不同功率输岀。
1
启用,2关闭,其他无效。
起始字节
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
负荷控制开关
BIN
1Byte
根据用户类型提供不同功率输岀。
1
启用,2关闭,其他无效。
3
成功标识
BIN
1Byte
0成功;1失败。
充电控制器向计费控制单元发送“启动充电”确认:
优先级表12充电启动应答报文
9.1.3充电启动完成状态帧
充电控制器在完成充电启动后,向计费控制单元发送启动完成状态信息,计费控制单元进行
应答确认。
如果发送数据超过8个字节,报文需要按照章节6.3中规定的协议功能进行传输。
*
PF:
0x11启动完成状态信息
!
―1
充电控制器
.…
单元
—
PF:
0x12应答报文
■
—*
图4充电启动完成
充电控制器向计费控制单元发送“充电启动”状态:
优先级0X04,PF:
0X11。
表13充电启动完成报文
起始字节
参数名称
数据格式
字段长度
备注
状态完成帧数据报文
见附录C
计费控制单元向充电控制器回复“启动充电完成”确认:
优先级0X04,PF:
0X12。
表14充电启动完成应答报文
起始字节
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
负荷控制开关
BIN
1Byte
根据用户类型提供不同功率输岀。
1
启用,2关闭,其他无效。
3
确认标识
BIN
1Byte
0成功;1失败。
9.2停止充电
9.2.1停止充电命令帧
计费控制单元向充电控制器发送停止充电命令,充电控制器在收到停止充电命令后立即进行命令确认回复应答报文。
计费控制单元
PF:
0x03停止充电命令
PF:
0x04应答报文
充电控制器
图5停止充电
0X04,PF:
0X03。
计费控制单元向充电控制器发送“停止充电”指令:
优先级表15停止充电报文
起始字节
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
停止充电原因
BIN
1Byte
0x01:
计费控制单元正常停止
0x02:
计费控制单元故障终止
充电控制器向计费控制单元发送“停止充电”确认:
优先级0X04,PF:
0X04。
表16停止充电命令确认报文
起始字节
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
成功标识
BIN
1Byte
0成功;1失败。
922停止充电完成状态帧
充电控制器在完成停止启动后,向计费控制单元发送停止完成状态信息,计费控制单元进行应答确认。
计费控制单元
PF:
0x13停止充电完成状态
PF:
0x14应答报文
充电控制器
图6停止充电状态
充电控制器向计费控制单元发送“停止完成”状态:
优先级0X04,PF:
0X13。
如果发送数据
超过8个字节,报文需要按照章节6.3中规定的协议功能进行传输。
表17停止充电完成报文
起始字节
参数名称
数据格式
字段长度
备注
停止充电完成状态帧
见附录D
计费控制单元向充电控制器发送“停止完成”确认:
优先级0X04,PF:
0X14。
表18停止充电完成应答报文
起始字节
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
停止原因
BIN
1Byte
见附录D13.1和13.2的“停止原
因”。
3
确认标识
BIN
1Byte
0成功;1失败。
9.3心跳报文
计费控制单元向充电控制器周期性发送心跳数据:
优先级0X06,PF:
0X31。
充电控制器每1s钟接收一次计费控制单元的心跳报文,充电过程中充电控制器如果在3s内
计费控制单元
PF:
0x31心跳报文
没有收到心跳报文,则自动停止充电,并发送充电停止完成帧。
充电控制器
图7心跳报文
表19心跳报文
起始字节
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。
起始字节
参数名称
数据格式
字段长度
备注
2
计费控制单元状态信息
BIN
IByte
0-正常1-故障
4
当前充电电量
BIN
2Byte
数据分辨率:
0.1kWh/位,0kWh偏移量;数据范围:
0~1000kWh;
(待机过程中此数据项为0)
6
累计充电时长
BIN
2Byte
数据分辨率:
1min/位,0min偏移量;数据范围:
0~6000min;
(待机过程中此数据项为0)
9.4对时命令帧
计费控制单元每隔一定时间下发一次对时命令,充电控制器在接收到对时命令后执行对时并
回复对时应答。
PF:
0x05下发对时命令
PF:
0x06下发对时应答
充电控制器
计费控制单元
图8对时
计费控制单元向充电控制器发送对时命令:
优先级0X06,PF:
0X05。
表20下发对时报文
序号
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1
是否立即执行
BIN
1Byte
0-立即执行,1-控制器自行选择时间
执行
2
时间
CP56time2a
7Byte
充电控制器向计费控制单元回复对时命令:
优先级0X06,PF:
0X06。
表21对时应答报文
序号
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1
是否立即执行
BIN
1Byte
0-立即执行,1-控制器自行选择时间
更新
2
确认标识
BIN
1Byte
0-对时确认1-对时拒绝
9.5版本校验
计费控制单元在上电初始化过程中下发一次版本校验命令,充电控制器进行应答确认。
图9版本校验
计费控制单元向充电控制器发送版本校验命令:
优先级0X06,PF:
0X07。
表22下发版本校验报文
序号
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1
计费控制单元当前通信版本号
BCD
2Byte
版本号组成分为:
主板本号、次版本
号。
版本号发送的是通讯协议的版本号。
示例:
主板本号:
12
次版本号:
10
版本号为:
12.10
充电控制器向计费控制单元回复版本校验命令:
优先级0X06,PF:
0X08。
表23版本校验应答报文
序号
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1
控制器当前通信版本号
BCD
2Byte
版本号组成分为:
主板本号、次版本号。
版本号发送的是通讯协议的版本号。
示例:
主板本号:
12
次版本号:
10
版本号为:
12.10
9.6充电参数发送
计费控制单元
fPF:
0x09下发充电桩
|1(或一体充电机)参数信息
充
电
~A
控
PF:
0x0A充电桩
制
(或一体充电机\_参数确认._
器
在版本校验成功后,计费控制单元向充电控制器发送充电桩参数信息,充电控制器需要将信息进行保存。
表24充电参数发送报文
起始字节
参数名称
数据格式
字段长度
备注
1
充电桩(机)编号
BIN
4Byte