电动客车顶部接触式充电系统控制导引电路与控制原理接近识别和无线通讯协议充电弓及充电弓对接端接口.docx

1、电动客车顶部接触式充电系统控制导引电路与控制原理接近识别和无线通讯协议充电弓及充电弓对接端接口附录A（规范性附录）控制导引电路与控制原理A.1 充电系统原理框图如图A.1所示，电动客车顶部接触式充电系统采用DC+、DC-、PE、CP四极连接。充电系统和电动客车之间的数字通信采用WIFI方式，物理层和数据链路层符合IEEE802.11n。图A.1 顶部接触式充电系统连接框图注1：充电系统的预充电可以采用防逆流二极管的方式实现，也可以采用预充电阻（Rpre和C7）的方式实现，或采用其他等效电路替代。注2：自动耦合器应有连接可靠性检测措施，如压力检测。符号定义备注充电系统C1,C2充电系统DC输出正

2、负极的接触器_C7预充接触器可选Rpre预充电阻,配合着C7可以实现预充电可选Vdc1C1,C2前端电压_Vdc2C1,C2后端电压_Cy1充电系统的DC+,DC-对PE的Y电容 0.5uF充电系统应在DC+、DC-电极上配置温度传感器。F1DC母线上的保险丝，也可采用其他等效电路充电系统电动客车PPD充电系统可配置RFID读写器，能够识别进入充电区域的电动客车。电动客车可配置无源电子标签。CP控制导引信号。充电系统和电动客车通过CP电压信号，可以传递请求或停止充电信号。WIFI充电系统经WIFI链接到电动客车电动客车C5，C6电动客车DC输入正负极接触器Cy2电动客车的DC+,DC-对车身的

3、Y电容1uF表A.1 顶部接触式充电系统符号A.2 控制导引电路的参数图A.2 控制导引原理图注1：S0可选。不选时，此处应短接。注2：S3和R4可选，R4阻值可自定义。该部分电路可实现待机状态时充电系统的PE连续性检测。不选时，此处是断开状态。对象参数符号单位最大值标称值最小值充电系统电源电压U1V12.61211.4R1等效电阻R110301000970R1等效电阻R2k10.3109.7电动客车R2等效电阻R2133913001261R3等效电阻R3282227402658等效二极管压降D1V0.80.70.5表A.2 控制导引电路参数A.3 充电控制过程A.3.1 C1和C2的粘连检测

4、电动客车停靠在充电区域内，建立无线通讯链接后，在自动耦合器连接之前，充电系统应完成C1和C2的粘连检测。A.3.2 连接/断开过程：使车辆处于不可行驶状态电动客车停靠在充电区域内，建立无线通讯链接后，确认电动客车处于不可行驶状态，充电自动连接装置的执行机构才能进行连接;充电结束，执行机构完成复位后，电动客车才允许驶离。A.3.3 连接确认自动耦合器连接后，充电系统和电动客车电路通过检测Ucp的电压来判断是否已完全连接。A.3.4 C5和C6的粘连检测充电系统通过Ucp电压确认连接状态，检测C1,C2外侧电压，当电压值超过10V，认为C5与C6粘连。充电流程不可启动。A.3.5 短路检测和线缆的

5、绝缘检测在完成C5,C6的粘连检测后，闭合C1,C2，绝缘检测电压为通信握手报文内的最高允许充电总电压和供电设备额定电压中的较小值。如果C1,C2外侧的DC正负间发生短路，则停止输出，报短路故障；如果没有短路，则进行绝缘检测，完成后，将IMD以物理的方式将其从DC母线上分离，并投入泄放回路将电压泄放至60V以下后，断开C1,C2。A.3.6 预充电在闭合C1，C2前，充电系统应有预充电，可以采用防逆流二极管方式，或预充电阻的方式，或其他等效方式，避免C1,C2闭合瞬间产生冲击电流。A.3.7 充电过程中的绝缘检测在通讯的配置阶段，电动汽车将C5,C6闭合，同时将IMD以物理的方式从DC母线上分

6、离。当C1和C2闭合进入充电过程中后，充电系统对充电过程中的绝缘做实时监测，直到充电结束C1,C2断开。A.3.8 正常条件下的充电结束A.3.8.1 当车辆电池达到满充状态，向充电系统发送相应的报文，请求停止充电，同时断开S2开关。在确认充电电流T3自动耦合器连接过程T3-T4检测车辆C5,C6是否粘连T5触发启动充电T6-T6绝缘检测（C5，C6断开）T7C5,C6闭合，车辆IMD检测停止T8-T8-T8”预充电T8”-T9充电中T9S2断开，电动客车请求停止充电T10电流降至5A以下，断开C5,C6T11响应电动客车停止充电请求，充电系统S1断开T12电流降至5A以下，断开C1,C2T1

7、3自动耦合器开始断开T13-T14自动耦合器断开（复位）的过程T15接近识别失效T16无线通讯断开链接T8”-T9*充电中T9*S1断开，充电系统请求停止充电T10*电流降至5A以下，断开C1,C2T11*响应充电系统停止充电请求，电动客车S2断开T12*电流降至5A以下，断开C5,C6T13*自动耦合器开始断开T13*-T14*自动耦合器断开（复位）的过程T15*接近识别失效T16*无线通讯断开链接表A.6 充电控制时序表注1：T10,T11,T12三个时刻点有可能是同时，T11和T12的时刻也可能超前于T10。注2：C1，C2的粘连检测开始时刻不做要求，完成时刻是在自动耦合器连接前，即自动

8、耦合器连接后不应有10V的电压。附录B（资料性附录）接近识别和无线通讯协议本部分仅适用于采用了充电弓及其对接端；接近识别采用了充电弓侧RFID读写器、对接端侧电子标签的充电系统。0、引用规范性文件IEEE 802.2 (IEEE 802 part 2) Logical Link Control IEEE 802.11 (IEEE 802 part 11)Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications EPC Radio-Frequency Identity Protocols Gen

9、eration-2 UHF RFID StandardSpecification for RFID Air Interface Protocol for Communications at 860 MHz960 MHzB.1接近识别B.1.1接近识别原理如图B1所示，RFID识别装置由读写器和标签两部分组成。RFID读写器安装在充电弓端，RFID标签贴装在电动客车车顶上。RFID读写器向下定向发送超高频电磁波915MHz（860-960MHz），电动客车停靠在充电弓下面指定充电区域内时，读写器可以读到车顶的RFID标签，并将识别到测车辆信息传递至充电弓控制器。图B.1 RFID接近识别原理框图

10、B.1.2 RFID读写器及标签遵从的协议RFID读写器及标签适用于超高频频段，860MHz-960MHz。应符合EPC CLASS1 Gen 2标准或ISO18000-6C协议。B.1.3 RFID读写器读标签的最大有效距离应不小于2m。B.2 无线通讯参数设置B.2.1 电动客车端无线设置B.2.1.1 电动客车端无线模式为STA。IP地址固定为172.0.0.10，端口号固定为：30002B.2.1.2 电动客车端STA的目标SSID及密码，是根据绑定在本车上的充电电子标签EPC区中的内容来确定的。对应规则符合B.2.2.4。B.2.2 充电弓端的无线设置B.2.2.1 充电弓端无线模式

11、为AP,仅允许一个STA连接。IP地址固定为172.0.0.11，端口号固定为：30001。B.2.2.2充电弓端RFID搜索到车端电子标签后根据B2.2.4规则调整为对应的SSID及密码。和对应车辆上STA绑定的SSID及密码一致。B.2.2.3 无线通讯的安全机制是WPA2，加密类型为AES。B.2.2.4 电动客车端的RFID标签应符合EPC CLASS1 Gen 2标准，SSID及密码生成规则，应符合如下要求：字节长度内容说明0-12字节0xAA这两个字节为标签类型区别码，表示为充电专用电子标签0xBB2-32字节保留用于扩展信息4-118字节有效数据区可采用8个大小写字母或数字的AS

12、CII码。- RFID标签的位数不应少于96bit，按上表规则进行写入。其中低64bit转化为8个Byte，每个 Byte按照 ASCII码规则对应为英文字母大小写及数字。- EPC区的所表征的信息应具有唯一性，宜对应车牌或车载控制器序列号。B.2.3 无线传输协议及帧格式B.2.3.1 无线传输协议采用UDP（User Datagram Protocol）B.2.3.2 帧格式一个UDP帧包含一个CAN帧，一个CAN帧包含20个字节。帧头发送模式帧信息帧ID数据时间戳(ms)校验0XFE0XFD0X00帧头：长度2个字节，标识一个帧的开始，固定为0xFE,0xFD。发送模式：默认为0x00。

13、帧信息：长度1个字节，用于标识该CAN帧的一些信息，如类型、长度等。Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0标识RTR保留保留D3D2D1D01000Bit3-0:标识该CAN帧的数据长度，如二进制0100，标识本CAN帧尾4字节数据段帧ID:长度4个字节，扩展帧有效位是29位。（如扩展帧ID号为0x12345678）帧ID高字节低字节0x120x340x560x78数据帧：长度8个字节。有效长度由帧信息的D3D0的值决定，无效的字节补OxOO。 数据传输采用低字节先传送的格式。 8个字节有效数据的表示方式，如DATA1DATA80x110x220x330x440x55

14、0x660x770x88 6个字节有效长度的表示方式，如DATA1DATA80x110x220x330x440x550x660x000x00帧接收时间戳：单位（ms），含3个字节，上电开始计时，溢出后归0，继续计时。校验字节：1个字节，为从帧头到接收时间戳的所有字节的异或值，byte0byte1byte18。B.3 充电状态流程B.3.1 充电状态流程基于GB/T18487.1-2015附录B 图B.3做扩展更改。在握手阶段之前，增加WIFI连接流程，控制充电弓下降操作；在结束阶段之后，增加控制充电弓上升操作，并最终断开WIFI链接。B.3.2 充电状态流程图 图B.2充电弓充电状态流程图B.

15、3.2.1无线通讯链接成功后，充电弓系统和电动客车周期性互发彼此状态，5s内收不到对方状态信息，则报超时中止。B.3.2.2车辆请求降弓后，车辆内部应有数字锁定措施保障车辆处于不可移动状态。直到充电完毕，充电弓复位后，车辆的数字锁才能解锁。B.3.2.3 车辆驶离充电车位后，无线链接断开。B.4 通讯协议B.4.1 通讯协议基于GB/T 27930-2015进行扩展，所有沿用GB/T18487.1-2015的充电流程环节的交互，全部延用GB/T 27930-2015的通讯协议。B.4.2 扩展的协议指令如下表报文代号报文描述PGN（Dec）PGN（Hex）优先权数据长度Byte报文周期ms源地

16、址-目的地址ACS充电弓系统状态32768008000H63250弓端控制器-车端控制器VCS电动客车状态33024008100H61250车端控制器-弓端控制器AVIN充电弓申请VIN码33280008200H61250充电机-BMSVVINBMS回复VIN码33536008300H617250BMS-充电机VRP充电请求33792008400H68500车端控制器-弓端控制器ARR充电请求应答34048008500H68500弓端控制器-车端控制器弓端控制器固定地址：0x6B；车端控制器固定地址：0x6CB.4.2.1 PGN32768 (008000H) ACS充电弓系统状态报文功能：无

17、线通讯建立链接后，充电弓以250ms周期向电动客车发送状态。起始字节或位长度SPNSPN定义发送选项11字节3524充电系统状态必须项21字节3525充电系统故障原因可选项32字节3526实时充电电量必须项SPN3524充电系统状态第1-2位：充电系统状态：=正常；：=故障；：=不可信状态；第3-5位：充电弓状态：=充电弓复位完成；：=充电弓下压中；：=充电弓下压完成；：=充电弓上升中；：=充电弓状态未知第6-8位：充电机状态：=待机; ：=启动中; ：=充电中；：=故障；：=不可信。SPN3525充电系统故障原因第1位：电极温度：=正常；：=温度异常第2位：电极压力：=正常；：=电极压力异常

18、 第3位：位置状态：=正常；：=位置异常 第4位：运动机构：=正常；：=运动机构异常第5位：充电系统内部通讯：=充电系统内部通讯正常；：充电系统内部通讯故障第6位：C1,C2粘连：=正常；：=粘连第7位：C5,C6粘连：=正常；：=粘连第8位：C1,C2外侧短路：=正常；：=粘连SPN3526数据分辨率：0.1kWh/位，0kWh偏移量。B.4.2.2 PGN33024 (008100H) VCS电动客车状态报文功能：无线通讯建立链接后，电动客车以250ms周期向充电设备发送状态。起始字节或位长度SPNSPN定义发送选项11字节3514电动客车状态：必须项21字节3515电动客车故障原因可选项

19、SPN3514电动客车状态第1-2位：电动客车状态：=正常；：=故障；：=不可信状态；第3-4位：电动客车驻车状态：=非驻车；：=已驻车第5位：不可移动状态：=已打开；已锁定SPN3515电动客车故障原因第1位：电极温度：=正常；：=温度异常；第2位：电动客车内部通讯：=电动客车内部通讯正常；：电动客车内部通讯故障B.4.2.3 PGN33280 (008200H) AVIN充电弓申请电动客车VIN码报文功能：无线通讯建立链接后，充电弓会向电动客车请求VIN码。起始字节或位长度SPNSPN定义发送选项11字节3516获取VIN请求：不请求；请求获取VIN码；获取VIN成功；必须项注：预留位用1

20、填充B.4.2.4 PGN33536 (008300H) VVIN电动客车回复VIN码报文功能：获取车辆VIN码，由BMS发送。当BMS收到PGN33280请求VIN标志为0时不发送，请求VIN标志为1时，BMS需要周期发送PGN33536，将车的VIN发给充电弓，当VIN标志为2时，说明VIN已成功获取，停止发送PGN33536。注：此多帧参考国标的多帧发送机制进行发送。起始字节或位长度SPNSPN定义发送选项1173517车辆识别码（VIN）必须项B.4.2.5 PGN33792 (008400H) VRP充电连接请求报文功能：无线通讯建立条件下，人工触发连接充电/断开充电或按自动规则触发

21、连接充电/断开充电，电动客车向充电系统发送连接请求。5s内请求没有得到应答，则按超时处理;当收到PGN34048充电连接完成或充电断开完成时，停止发送PGN33792。起始字节或位长度SPNSPN定义发送选项11字节3518充电连接请求充电连接请求；充电断开请求；必选项B.4.2.6 PGN34048 (008500H) ARR充电连接请求应答报文功能：无线通讯建立条件下，应答充电连接请求。起始字节或位长度SPNSPN定义发送选项11字节3519充电请求应答充电连接应答；充电连接完成；充电断开应答；充电断开完成必须项附录C（资料性附录）充电弓及充电弓对接端接口本部分仅适用于采用了充电弓及其对接端的充电系统。C.1 充电弓及充电弓对接端接口图C.1 充电弓俯视图注（电极宽度宜相同且W60mm，电极长度尺寸公差2mm，安装尺寸公差2mm） 图C.2 充电弓对接端俯视图注:（电极宽度宜相同且W60mm，电极长度尺寸公差2mm，安装尺寸公差2mm）电极编号/标志额定电压和电流功能定义1（DC+）750V/950V/1500V 500A/800A/1000A/1500A直流电