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GBT 27930-2015 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议PDF文本

ICS29.200K81GB中华人民共和国国家标准GB/T27930-2015代替GB/T27930-2011电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议Communication protocols between off-board conductive chargerand battery management system for electric vehicle2015-12-28发布2016-01-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布中国国家标准化管理委员会理甄素前阀Z.ZC.ET
GB/T27930-2015目次前言…Ⅲ1范围12规范性引用文件…13术语和定义…14总则………25物理层6数据链路层7应用层…8充电总体流程9报文分类………510报文格式和内容……………7附录A(资料性附录)充电流程………21附录B(资料性附录)充电机和BMS故障诊断报文……………38附录C(资料性附桑)充电过程故障处理方式牛“41…2…附录D（资料性附录)报文异始发送条件和中企发送条件1。理甄素前网Z.ZC.ET
GB/T27930-2015前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准代替GB/T27930一2011《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》。与GB/T27930一2011相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：规定了“执行本标准的充电机和BMS宜具备向前兼容性”见4.6；通信环境恶劣的情况增加50kbit/s的通信速率（见第5章）：规定了“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”(见7.9)：修改了总体流程图（见第8章）：增加通信握手报文BHM和CHM(见9.1)：BRM增加8个字节用于预留（见10.1.4）：CML增加最小充电电流字段（见10.2.3）：CCS增加充电暂停字段（见10.3.3）：增加BMS中止充电故障原因（见10.3.8）：增加充电时序流程图（见A.2)；增加充电过程故障处理方式（见附录C);本标装盘精防”J.NE丁本标准负责起草单位：国家电网公司、中国能源设集团广东省电力设计研究院有限公司、南京南瑞集团公司、中国汽车技术研究中心。本标准参加起草单位：中国电力企业联合会、许继集团有限公司、中国电力科学研究院、深圳奥特迅电力设备股份有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、比亚迪戴姆勒新技术有限公司、上海汽车集团股份有限公司、普天新能源有限责任公司、中国电器科学研究院、上海电器科学研究院。本标准主要起草人：沈新、刘永东、武斌、吾喻明、张雪焱、孟祥峰、倪峰、董新生、李志刚、史双龙、周荣、王洪军、王治成、邓晓光、徐枭、吕国伟、李新强、耿群锋、戴敏、邵浙海、李晓强、马伟、李彩生、孟凡提、夏露。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：-GB/T27930—2011理甄素前网Z.ZC.ET
GB/T27930-2015电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议1范围本标准规定了电动汽车非车载传导式充电机（以下简称充电机）与电池管理系统(Battery Manage-ment System,以下简称BMS)之间基于控制器局域网(Control Area Network,以下简称CAN)的通信物理层、数据链路层及应用层的定义。本标准适用于采用GB/T18487.1规定的充电模式4的充电机与BMS之间的通信，也适用于充电机与具有充电控制功能的车辆控制单元之间的通信。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。G/T1956迪车筑GB/T18487.电动车辆传号充电系统-一般要求IS011898-1:2003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-Control area network(CAN)Part 1:Data link layer and physical signaling]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，屏敲双绞线(Recommented practice for serial control and communication vehicle network一Part11:Physical layer-250 K bits/s,twisted shielded pair)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(Recom-mented practice for serial control and communication vehicle network-Part 21:Data link layer)SAEJ1939-73:2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第73部分：应用层诊断(Recommented practice for serial control and communication vehicle network-Part 73:Application Layer-Diagnostics)3术语和定义GB/T19596、SAEJ1939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CAN data frame用于传输数据的CAN协议所必需的有序位域，以帧起始(SOF)开始，帧结束(EOF)结尾。理甄Z.ZC.ET
GB/T27930-20153.3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identifierCAN仲裁域的标识部分。3.5标准帧standard frameCAN2.0B规范中定义的使用11位标识符的CAN数据帧。3.6扩展帧extended frameCAN2.0B规范中定义的使用29位标积符的CAN数据顾。3.7优先权priority在标识符中一3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parameter group:PG在一报文申传送参数的集合。3.9参数组编号parameter:Py用于唯识个参数4位值数组号包括保留位据页PDU格域(8位)、PDU特定域（⑧位》3.10可疑参数编号suspect parameter number:SPN应用层通过参数抛述信号，给每个参数分配的一个19位值。3.11协议数据单元protecol data unit;PDU一种特定的CAN数据格式。3.12传输协议transport protocol数据链路层的一部分，为传送数据9~1785字节的PGN提供的一种机制。3.13电子控制单元electronic control unit;ECU电子控制单元，即车载电脑，由微控制器和外围电路组成。3.14诊断故障代码diagnostic trouble code;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充电机与BMS之间通信网络采用CAN2.OB通信协议。充电流程参见附录A。4.2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管理整个充电过程。4.3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。2理甄Z.ZC.ET
GB/T27930-20154.4数据信息传输采用低字节先发送的格式。4.5正的电流值代表放电，负的电流值代表充电。4.6执行本标准的充电机和BMS宜具备向前兼容性。5物理层采用本标准的物理层应符合IS011898-1:2003、SAEJ193911:2006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。充电机与BMS之间的通信速率采用250kbit/s。注：在通信环境恶劣的专用场合（如通信距离较长的商用车充电站），经供电设备制造商和电动汽车制造商协商一致，可采用50kbit/s通信速率。6数据链路层6.1帧格式采用本标准的设备应使用CAN扩展顿的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。6.2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，分期是优先权保和密数是题理型格武持字湖址和歌界装J.NE了表1协议数据单元(PDU)…RDPPFPSSADATA31180-64数据格式要求：1.P为优先权：从最高0设置到最低7，2.R为保留位：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04.P℉为PDU格式：用来确定PDU的格式，以及数据城对应的参数组编号，5.PS为PDU特定格式：PS值取决于PDU格式。在本标准中采用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。?,DATA为数据域：若给定参数组数据长度≤8字节，按照第9章规定的报文长度进行传输。若给定参数组数据长度为9~1T85字节时，数据传输需多个CAN数据锁，通过传输协议功能的连接管理能力来立和关闭多包参数组的通信，详见6.5的规定。8.本表第三行表示位数6.3协议数据单元(PDU)格式选用SAEJ193921:2006中定义的PDU1格式。6.4参数组编号(PGN)PGN的第二个字节为PDU格式(PF)值，高字节和低字节位均为OoH。3筑素前网JZZS.ET
GB/T27930-20156.5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。6.6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。表2充电机和BMS地址分配装置首选地址充电机86(56H)BMS244(F4H)6.7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/响应、确认和组功能。具体定义应遵循SAEJ1939-21:2006中5.4信息类型的规定7应用层7.1应用层采用参数和参数组定义的形式。7.2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。7.3使用“请求PGN”来主动获取其他节点的参数组。7.4采用周期发送和事件驱动的方式来发送数据。7.5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。76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，顶留一部分字节或位，以便将来进行修改。7.7修改第9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。7.8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。7.9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。7.10报文的长度和必须项内容及格式需按照第10章中规定发送。4筑素村网.ET
GB/T27930-20158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9.5规定的错误报文，并进人错误处理状态。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。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筑素牙喻Z结束充电图1充电总体流程图9报文分类9.1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的要求表3充电握手阶段报文分类报文PGNPGN数据长度报文周期报文描述优先权源地址目的地址代号(Dec)(Hex)bytemsCHM充电机握手9728002600H63250充电机-BMSBHM车辆握手9984002700H62250BMS充电机理甄素村阀Z.ZC.ET
GB/T27930-2015表3（续）报文PGNPGN代号报文描述优先权数据长度报文周期(Dec)(Hex)byte源地址目的地址msCRM充电机辨识256000100H68250充电机-BMSBRMBMS和车辆辨识报文512000200H41250BMS充电机9.2充电参数配置阶段充电握手阶段完成后，充电机和BMS进人充电参数配置阶段。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A3。充电参数配置阶段报文应符合表4的要求。表4充电参数配置阶段报文分类报文PGNPGN代号报文描述(Dec)(Hex)优先权数据长度报文周期byte源地址-目的地址msBCP动力蓄电池充电参数1536000600H713500BMS充电机CTS充电机发送时间同步信息1792000700H61500充电机-BMSCML充电机最大输出能力2048000800H68250充电机-BMSBRO电池亮电准爸就线扶态2300009c0H250BMS充电机CRO充电机输出准备就绪状态2560000A00H250充电机-BMS9.3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。表5充电阶段报文分类报文报文描述PGNPGN代号(Dec)(Hex)优先权数据字节byte报文周期源地址-目的地址BCL电池充电需求4096001000H6550 msBCSBMS充电机电池充电总状态4352001100H29250msBMS充电机Ccs充电机充电状态4608001200H6850m8充电机-BMSBSM动力蓄电池状态信息4864001300H2250msBMS充电机理甄素前网ZC
GB/T27930-2015表5（续）报文PGNPGN数据字节报文描述优先权报文周期源地址目的地址代号(Dec)(Hex)byteBMV单体动力蓄电池电压5376001500H不定10sBMS充电机BMT动力蓄电池温度5632001600H不定108BMS充电机BSP动力蓄电池预留报文5888001700H不定10sBMS充电机4410 msBMS充电机BSTBMS中止充电6400001900H充电机中止充电6656001A00H410 ms充电机-BMSCST9.4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。表6充电结束阶段报文分类数据字节报文周期报文PGNPGN报文描述1上优先权源地址-目的地址(Dec)(Hex)byte代号msBMS统计数据7168001d0%H6“7-250BMS充电机BSDCSD充电机统计数据7424001D00H8250充电机-BMS9.5错误报文在整个充电阶段，当BMS或充电机检测到存在错误时，发送错误报文。错误报文应符合表7的要求。表7错误报文分类数据字节报文周期报文PGNPGN报文描述优先权源地址目的地址代号(Dec)(Hex)bytems2250BMS充电机BEMBMS错误报文7680001E00H2250充电机-BMSCEM充电机错误报文7936001F00H10报文格式和内容10.1低压辅助上电及充电握手阶段报文10.1.1PGN9728充电机握手报文(CHM)报文功能：当充电机和电动汽车物理连接并完成上电，且电压检测正常后，由充电机向BMS每隔250ms发送一次充电机握手报文，用于确定双方是否握手正常。PGN9728报文格式见表8。理到素前网Z.Z心.ET
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