电动汽车充电系统技术规范第8部分:非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议深圳市标准化指导性技术文件(SZDBZ 29.8—2010).pdf
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1、电动汽车充电系统技术规范 第8 部分:非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议 深圳市标准化指导性技术文件(SZD B/Z 2 9.8 2 0 10)链接:w w w.c h i n a-n e n g y u a n.c o m/t e c h/7 52 6 0.h t m l 来源:新能源网 c h i n a-n e n g y u a n.c o m电动汽车充电系统技术规范第8 部分:非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议深圳市标准化指导性技术文件(SZD B/Z 2 9.8 2 0 10)1范围 SZD B/Z 2 9-2 0 10 的本部分规定了深圳地区的电动汽车非车载充电机
2、监控单元(以下简称充电机监控单元)与电池管理系统(Ba t t e r y M a n a g e m e n t Sy s t e m,以下简称BM S)之间的通信协议。在充电过程中,充电机监控单元和BM S监测电压、电流和温度等参数,同时BM S根据充电控制算法管理整个充电过程。本部分适用于深圳地区电动汽车配套充电设施建设与改造工程的非车载充电机。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,仅所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 B/T 19596-2 0 0 4电动汽车术语 SZD B/Z
3、2 9.1-2 0 10 电动汽车充电系统技术规范 第1部分:通用要求 SZD B/Z 2 9.3-2 0 10 电动汽车充电系统技术规范 第3部分:非车载充电机 SZD B/Z 2 9.9-2 0 10 电动汽车充电系统技术规范 第9部分:城市电动公共汽车充电站 I SO 118 98-1-2 0 0 3道路车辆-控制器局域网络:第1部分 数据链层和物理信令 I SO 118 98-2-2 0 0 3道路车辆-控制器局域网络:第2 部分 高速媒体存取单元 SA E J 1939-11:1999商用车控制系统局域网CA N通信协议:物理层屏蔽双绞线(速率:2 50 K 比特/秒)SA E J
4、1939-2 1:2 0 0 1商用车控制系统局域网CA N通信协议:数据链路层 SA E J 1939-7 1:2 0 0 2 商用车控制系统局域网CA N通信协议:应用层车辆 SA E J 1939-7 3:2 0 0 6 商用车控制系统局域网CA N通信协议:应用层诊断 SA E J 1939-8 1:2 0 0 6 商用车控制系统局域网CA N通信协议:网络管理 SA E J 1939 A p p e n d i x B:2 0 0 5商用车控制系统局域网CA N通信协议:地址和标识分配 3术语和定义 SZD B/Z 2 9.1-2 0 10、I SO 118 98 和SA E J19
5、39-2 1界定的术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了SZD B/Z 2 9.1-2 0 10 中的一些术语和定义。3.1 帧Fr a m e 组成一个完整消息的一系列数据位。3.2 页面 1/2 3电动汽车充电系统技术规范 第8 部分:非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议 深圳市标准化指导性技术文件(SZD B/Z 2 9.8 2 0 10)链接:w w w.c h i n a-n e n g y u a n.c o m/t e c h/7 52 6 0.h t m l 来源:新能源网 c h i n a-n e n g y u a n.c o m CA N 数据帧CA
6、 N D a t a Fr a m e 组成传输数据的CA N协议所必需的有序位域,以帧起始(SO F)开始,帧结束(EO F)结尾。3.3 报文M e s s a g e s 一个或多个具有相同参数组编号的“CA N数据帧”。3.4 标识符I d e n t i f i e r CA N 仲裁域的标识部分。3.5 标准帧 St a n d a r d Fr a m e I SO 118 98-1-2 0 0 3中定义的使用11位标识符的CA N数据帧。3.6 扩展帧Ex t e n d e d Fr a m e I SO 118 98-1-2 0 0 3中定义的使用2 9位标识符的CA N数
7、据帧。3.7 优先权Pr i o r i t y 在标识符中一个3位的域,设置传输过程的仲裁优先级,最高优先级为0 级,最低优先级为7 级。3.8 参数组Pa r a m e n t e r G r o u p (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Pa r a m e t e r G r o u p Nu m b e r (PG N)用于唯一标识一个参数组的一个2 4位值。参数组标号包括:保留为、数据页位、PD U 格式域(8 位)、组扩展域(8位)。3.10 可疑参数编号Su s p e c t Pa r a m e t e r
8、 Nu m b e r (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 页面 2 /2 3电动汽车充电系统技术规范 第8 部分:非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议 深圳市标准化指导性技术文件(SZD B/Z 2 9.8 2 0 10)链接:w w w.c h i n a-n e n g y u a n.c o m/t e c h/7 52 6 0.h t m l 来源:新能源网 c h i n a-n e n g y u a n.c o m 协议数据单元Pr o t o c o l D a t a U n i t (PD U)一种特定的CA N数据帧格式。3.
9、12 传输协议T r a n s p o r t Pr o t o c o l 数据链路层的一部分,为传送数据在9字节或以上的PG N提供的一种机制。3.13 单体蓄电池Ce l l 构成蓄电池的最小单元,一般由正极、负极及电解质等组成,其标称电压为电化学偶的标称电压。3.14 蓄电池模块Ba t t e r y M o d u l e 一组相联的单体蓄电池的组合。3.15 蓄电池组Ba t t e r y Pa c k 由一个或多个蓄电池模块组成的单一机械总成。3.16 诊断故障代码D i a g n o s t i c T r o u b l e Co d e(D T C)一种用于识别故障
10、类型、相关故障模式以及发生次数的4字节数值。3.17 停帧Fr e e z e Fr a m e 诊断故障代码发生时截取的一部分运行参数。4总则 4.1本部分充电机监控单元与电动汽车BM S之间的通信系统采用CA N(控制器局域网)通信协议。4.2 通信协议的物理层与I SO 118 98-1-2 0 0 3标准相兼容,数据链路层符合I SO 118 98-1-2 0 0 3的规定。5网络拓扑结构 5.1充电机监控单元与电动汽车BM S之间的CA N通信网络一般包括两个节点,即充电机监控单元和BM S。5.2 充电机监控单元和BM S的网络拓扑结构示意图见图1。页面 3/2 3电动汽车充电系统
11、技术规范 第8 部分:非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议 深圳市标准化指导性技术文件(SZD B/Z 2 9.8 2 0 10)链接:w w w.c h i n a-n e n g y u a n.c o m/t e c h/7 52 6 0.h t m l 来源:新能源网 c h i n a-n e n g y u a n.c o m 6 物理层 6.1采用本部分的通信物理层,应符合国际标准I SO 118 98、SA E J1939-11的规定。6.2 本部分BM S系统推荐采用双CA N口,与充电机监控单元的通信使用独立的CA N口。6.3位时间推荐采用4s,对应的位速率2 50
12、 k b i t/s。7 数据链路层 7.1一般要求 数据链路层为物理连接之间提供可靠数据传输。本规范BM S 与充电机之间的数据帧格式符合I SO118 98-1-2 0 0 3的规定。7.2 帧格式 采用本规范的设备必须使用CA N扩展帧的2 9位标识符。具体每个位分配的相应定义符合SA E J1939-2 1的规定。7.3协议数据单元(PD U)每个CA N数据帧包含一个单一的协议数据单元(PD U),如表1所示。协议数据单元由七部分组成,分别是优先级,保留位,数据页,PD U 格式,特定PD U,源地址和数据域。页面 4/2 3电动汽车充电系统技术规范 第8 部分:非车载充电机监控单元
13、与电池管理系统通信协议 深圳市标准化指导性技术文件(SZD B/Z 2 9.8 2 0 10)链接:w w w.c h i n a-n e n g y u a n.c o m/t e c h/7 52 6 0.h t m l 来源:新能源网 c h i n a-n e n g y u a n.c o m 7.4协议数据单元(PD U)格式 SA E J1939-2 1规范定义两种PD U 格式:PD U 1格式(PS为目标地址)和PD U 2 格式(PS为组扩展)。PD U 1格式实现CA N数据帧定向到特定目标地址的传输。PD U 2 格式仅用于不指向特定目标地址的传输。本规范考虑到充电机监
14、控单元与BM S之间点对点方式通信的数据安全性,选用PD U 1格式。7.5参数组编号(PG N)参数组编号PG N是一个2 4位的值,用来识别CA N数据帧的数据域属于哪个参数组,包括:保留位、数据页位、PDU 格式域(8 位)和组扩展域(8 位)。若PF值 2 40,PG N的低字节置0。否则,将其值设为组扩展域的值。本规范PD U 采用PD U 1格式,因此PG N的第二个字节即为PD U 格式(PF)值,高字节和低字节位均为0 0 H。具体定义详见SA EJ1939-2 1商用车控制系统局域网CA N通信协议-数据链路层的规定。7.6 传输协议功能 传输协议为传送数据在9字节或以上的P
15、G N提供的一种机制。传输协议功能可分为两个主要功能:消息的拆装和重组、连接管理。本规范中使用多包数据传输机制的数据为BM S向充电机监控单元发送的各电池单元数据,具体连接初始化、数据传输、连接关闭遵循SA E J1939-2 1商用车控制系统局域网CA N通信协议-数据链路层的规定。7.7 地址的分配 本部分的网络地址用于保证消息标识符的唯一性以及表明消息的源地址。单个充电机监控单元与BM S之间是点对点独立的CA N通信网络,该网络在物理层上与其他充电机监控单元不相关,也与充电机监控单元与充电站监控系统的通信网络不相关。鉴于其网络的独立性,分配的首选地址如表2 所示。充电机和BM S定义为
16、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。7.8 消息类型 I SO 118 98-1-2 0 0 3支持五种类型的消息,分别为命令、请求、广播/响应、确认和组功能。本部分仅使用常用的两种 页面 5/2 3电动汽车充电系统技术规范 第8 部分:非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议 深圳市标准化指导性技术文件(SZD B/Z 2 9.8 2 0 10)链接:w w w.c h i n a-n e n g y u a n.c o m/t e c h/7 52 6 0.h t m l 来源:新能源网 c h i n a-n e n g y
17、u a n.c o m:请求和确认。具体定义遵循SA E J1939-2 1的规定。8 应用层 8.1应用层是充电机监控单元与电动汽车BM S之间数据通信的核心。本规范应用层的定义主要遵循SA EJ1939-7 1,采用参数和参数组定义的形式。8.2 本部分应用层数据采用协议数据单元PD U 的PD U 1格式(PS为目标地址)。8.3采用PG N对参数组进行编号,各个节点根据PG N来识别数据包的内容。使用“请求PG N”来主动获取其他节点的参数组,详见7.7 条。8.4采用周期发送和事件驱动的方式来发送数据。8.5整个充电过程应用层中需发送多个PG N数据来实现一个功能的,需同时收到该定义
18、的多个PG N报文才判断此功能发送成功。8.6 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,预留一部分字节或位,以便将来进行修改。8.7 修改本部分已定义的参数组时,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PG N的数量而将不相关的参数加入到已定义的PG N中;对于功能相近的ECU 可以利用原来已定义的PG N,利用未定义部分来增加识别位判断出ECU 的功能,充分利用原来已定义的参数。8
19、.8 故障诊断的定义遵循SA E J 1939-7 3中关于CA N总线应用层-诊断的技术要求,适用于充电过程中BM S和充电机监控单元的各种故障诊断。9充电机监控单元和BM S间充电报文规范 9.1一般规定 本部分定义的充电机监控单元和BM S间的网络通信报文主要针对正常情况下的自动充电方式。9.2 充电总体流程 整个充电过程包括四个阶段: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。超时告警信息除特殊规定外,均为10 s。当出现超时后,返回错误,并给予提示。充电总流程具体见图2。页面 6 /2 3电动汽车充电系统技术规范 第8 部分:非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议 深
20、圳市标准化指导性技术文件(SZD B/Z 2 9.8 2 0 10)链接:w w w.c h i n a-n e n g y u a n.c o m/t e c h/7 52 6 0.h t m l 来源:新能源网 c h i n a-n e n g y u a n.c o m 9.3充电过程通信报文分类 9.3.1充电握手阶段 9.3.2 充电参数配置阶段 页面 7 /2 3电动汽车充电系统技术规范 第8 部分:非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议 深圳市标准化指导性技术文件(SZD B/Z 2 9.8 2 0 10)链接:w w w.c h i n a-n e n g y u a n
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