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国家电网有限公司电动汽车充电设备标准化设计方案-计费控制单元与充电控制器通信协议 2019年10月28日
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国家电网有限公司电动汽车充电设备标准化设计方案-计费控制单元与充电控制器通信协议 2019年10月28日
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计费控制单元与充电控制器通信协议 2019-10-28
1
计费控制单元与充电控制器通信协议
1 范围
本部分规定了计费控制单元与充电控制器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、交互流程、报文分类、报文格式和内容的定义。
本部分适用于计费控制单元和充电控制器之间的通信。
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/T 19596 电动汽车术语
Q/GDW 11709.1-2017 电动汽车充电计费控制单元 第1部分:技术条件
IEC 60870-5-101 基本远动任务的配套标准(Transmission Protocols-Companion Standard for Basic
Telecontrol Tasks)
ISO 11898-1:2003 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(Road vehicle –
Control area network (CAN) Part 1: Data link layer and physical signaling)
SAE J1939-11:2006 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 ( Recommented practice for serial control and communication vehicle network Part 11: Physical
layer–250K bits/s, twisted shielded pair)
SAE J1939-21:2006 商用车控制系统局域网CAN通信协议 第21部分:数据链路层(Recommented
practice for serial control and communication vehicle network Part 21: Data link layer)
3 术语和定义
GB/T 19596、Q/GDW 11709.1-2017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 CAN data frame
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
计费控制单元与充电控制器通信协议 2019-10-28
2
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 standard frame
CAN总线中定义的使用11位标识符的CAN数据帧。
3.6
扩展帧 extended frame
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 parameter group
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 parameter group number
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 suspect parameter number
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 protocol data unit (PDU)
一种特定的CAN数据帧格式。
3.12
传输协议 transport protocol
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
计费控制单元与充电控制器通信协议 2019-10-28
3
3.13
七个八位位组二进制时间(CP56time2a)
时间定义在 IEC 60870-5-101 中的7.2.6.18。
4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
PG:参数组(Parameter Group)
PGN:参数组编号(Parameter Group Number)
SPN:可疑参数编号 (Suspect Parameter Number)
PGU:协议数据单元(Protocol data Unit)
5 总则
5.1 计费控制单元与充电控制器之间通信网络采用 CAN2.0B 通信协议。
5.2 在充电过程中,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,同时充电控制器根
据计费控制单元控制整个充电过程。
5.3 计费控制单元与充电控制器之间的 CAN 通信网络应由计费控制单元和充电控制器两个节点组成,
不得连接其它 CAN 通信节点。
5.4 本部分数据传输采用低字节先发送的格式。
6 物理层
采用本协议的物理层应符合ISO 11898-1:2003、SAE J1939-11:2006 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应采用125 kbit/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。
计费控制单元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。充电控制器定义为可配置地址。
计费控制单元和充电控制器分配的地址如表1所示。
表 1 计费控制单元与充电控制器地址分配
装置
首选地址
计费控制单元
138(8AH)
一机(桩)一充
246(F6H)
充电控制器
一机(桩)多充
224(0xE0)~239(0xEF)
备注:一体单充设备,充电控制器使用通信地址F6H,充电接口标识为0;
一体双充设备,1号充电控制器通信地址为E0H,充电接口标识为1,2号充电控制器通信地
址为E1H,充电接口标识为2。
计费控制单元与充电控制器通信协议 2019-10-28
4
分体双充设备,1号充电控制器通信地址为E0H,充电接口标识为1,2号充电控制器通信地
址为E1H,充电接口标识为2。
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2。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)
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
R
DP
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SAE J1939-21:2006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
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
计费控制单元与充电控制器通信协议 2019-10-28
5
...
...
...
...
有效数据
N
校验码低
字节
校验码高
字节
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 计费控制单元与充电控制器交互流程
8.1 主交互流程
匹配阶段
上电
计费控制单元
上电
充电控制器
计费控制单元心跳帧 PGN:16384
充电控制器心跳帧 PGN:16640
版本校验
版本校验处
理
版本校验帧 PGN:1792
版本校验应答帧 PGN:2048
成功
下发充电桩
参数
下发充电桩
参数处理
下发充电桩参数信息帧 PGN:2304
下发充电桩参数信息应答帧 PGN:2560
是
否
成功
成功
否 否
对时 对时处理
对时帧 PGN:1280
对时应答帧 PGN:1536
充电设备配
置信息查询
设备配置信
息查询处理
下发查询 PGN:24576
信息上送 PGN:24832
充电服务启
停控制
充电服务启
停控制处理
充电服务启停控制帧 PGN:2816
充电服务启停控制应答帧 PGN:3072
电子锁控制
电子锁控制
处理
电子锁控制帧 PGN:3328
电子锁控制应答帧 PGN:3584
功率调节
功率调节处
理
功率控制调节帧 PGN:3840
功率控制调节应答帧 PGN:4096
遥信数据处
理
遥信数据遥信帧 PGN:8704(直流)、 PGN:12800(交流)
遥信数据处
理
遥信数据遥信帧 PGN:8960(直流)、 PGN:13056(交流)
遥测数据处
理
遥测数据
发送遥测数据帧 PGN:8192(直流)、PGN:12288(交流)
遥测数据
遥测数据处
理
遥测数据帧 PGN:8448(直流)、 PGN:12544(交流)
充电控制交
互
充电控制交
互
运行阶段
是是
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新
程序在线更
新
图 1 计费控制单元与充电控制器交互主流程图
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月如琉璃
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