Q GDW 11709.2-2017 电动汽车充电计费控制单元第2部分:与充电桩通信协议.pdf
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1、ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 11709.2 2017 电动汽车充电计费控制单元 第 2 部分:与充电桩通信协议 Charging tariff and control uint for electric vehicles Part2:Communication protocols between charging spot 2018 - 03 - 06 发布 2018 - 03 - 06 实施 国家电网公司 发布 Q/GDW 11709.22017 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定
2、义 . 1 4 缩略语 . 3 5 总则 . 3 6 物理层 . 3 7 数据链路层 . 3 8 计费控制单元与充电控制器交互流程 . 5 9 报文分类 . 6 10 报文格式和内容 . 10 附录 A(规范性附录) 遥信数据格式要求 . 32 附录 B(规范性附录) 遥测数据格式要求 . 43 附录 C(规范 性附录) 充电启动完成帧数据格式要求 . 46 附录 D(规范性附录) 充电停止完成帧数据格式要求 . 50 附录 E(规范性附录) 交互流程 . 56 编制说明 . 66 Q/GDW 11709.22017 II 前 言 为规范充电设施电能计量和计费控制单元技术要求,国家电网公司组织
3、制定了电动汽车充电计费控制单元系列标准。 电动汽车充电计费控制单元系列标准分为 4个部分 : 第 1部分:技术条件; 第 2部分:与充电桩通信协议; 第 3部分:与车联网平台通信协议; 第 4部分:检验技术规范。 本 部分为电动汽车充电计费控制单元系列标准第 2部分。 本标准由国家电网公司营销部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位:许继集团有限公司、 国网电动汽车服务有限公司 、中国电力科学研究院、国网北京市电力公司、南京南瑞集团公司、国网信息通信产业集团有限公司、山东 鲁能智能技术有限公司 。 本标准主要起草人:沈建新、武斌、王文、马建伟、孟凡提、克潇、杨校辉、王敏
4、、于婷、张元星、曾爽、李旭玲、孙远、楚中建、张超、魏本海、许玮 本标准首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部 。 Q/GDW 11709.22017 1 电动汽车充电计费控制单元 第 2 部分:与充电桩通信协议 1 范围 本部分规定了电动汽车充电计费控制单元与充电桩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 。 本部分适用于国家电网公司管理范围内的电动汽车充电计费控制单元和充电桩之间的通信 。 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
5、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
6、(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 layer250K 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
7、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 Q/GDW 11709.
8、22017 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
9、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 Q/GDW 11709.
10、22017 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 与充电桩之间通信网络采用 CAN2.0B 通信协议。 5.2 在充电过程中,计费控制单元和充电桩交互充电状
11、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位先发送的格式。 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。 计费控制单元和充电控制器定义为不可配置地址,即该
12、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 计费控制单元与充电控制器地址分配 装置 首选地址 计费控制单元 138( 8AH) 充电控制器 246( F6H) 7.2 协议数据单元 (PDU) Q/GDW 11709.22017 4 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) R DP 表 1 表 2 表 3 表 4 表 5 表 6 表 7 表 8 表
13、 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 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. P为优先权:从最高 0设置到最低 7。 4. R位保留位:备今后开发使用,本标准设为 0。 5. DP为数据页:用来选择参数组描述的辅助页,本标准设为 0。 6. PF为 PDU格式:用来确定 PDU的格式
14、,以及数据域对应的参数组编号。 7. 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。 8. SA为源地址:发送此报文的源地址。 9. 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 6.5的规定。 10. 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)
15、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。 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
16、据 07 有效数据 08 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Q/GDW 11709.22017 5 表 4 (续) 帧序号 Data1 Data2 Data3 Data4 Data5 Data6 Data7 Data8 . . . . 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
17、范围为: 1 255。 4. 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 P G N : 1 6 3 8 4充 电 控 制 器 心 跳 帧 P G N : 1 6 6 4 0版 本 校 验版 本 校 验 处理版 本 校 验 帧 P G N : 1 7 9 2版 本 校 验 应 答 帧 P G N : 2 0 4 8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 P
18、 G N : 2 3 0 4 下 发 充 电 桩 参 数 信 息 应 答 帧 P G N : 2 5 6 0 是否成 功成 功否 否对 时 对 时 处 理对 时 帧 P G N : 1 2 8 0对 时 应 答 帧 P G N : 1 5 3 6充 电 设 备 配置 信 息 查 询设 备 配 置 信息 查 询 处 理下 发 查 询 P G N : 2 4 5 7 6信 息 上 送 P G N : 2 4 8 3 2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 P G N : 2 8 1 6充 电 服 务 启 停 控 制 应 答 帧 P G
19、N : 3 0 7 2电 子 锁 控 制电 子 锁 控 制处 理电 子 锁 控 制 帧 P G N : 3 3 2 8电 子 锁 控 制 应 答 帧 P G N : 3 5 8 4功 率 调 节功 率 调 节 处理功 率 控 制 调 节 帧 P G N : 3 8 4 0功 率 控 制 调 节 应 答 帧 P G N : 4 0 9 6遥 信 数 据 处理遥 信 数 据遥 信 帧 P G N : 8 7 0 4 ( 直 流 ) 、 P G N : 1 2 8 0 0 ( 交 流 )遥 信 数 据 处理遥 信 数 据遥 信 帧 P G N : 8 9 6 0 ( 直 流 ) 、 P G N :
20、1 3 0 5 6 ( 交 流 )遥 测 数 据 处理遥 测 数 据发 送 遥 测 数 据 帧 P G N : 8 1 9 2 ( 直 流 ) 、 P G N : 1 2 2 8 8 ( 交 流 )遥 测 数 据遥 测 数 据 处理遥 测 数 据 帧 P G N : 8 4 4 8 ( 直 流 ) 、 P G N : 1 2 5 4 4 ( 交 流 )充 电 控 制 交互充 电 控 制 交互运行阶段是是图 1 计费控制单元与充电控制器交互主流程图 8.2 主交互流程 Q/GDW 11709.22017 6 计费控制单元与充电控制器充电交互控制流程图见图 2。 系 统 启 动 系 统 启 动计
21、费 控 制 单 元 充 电 控 制 器接 收 “ 充 电 控 制 器 心 跳 帧 ” 发 送 “ 充 电 控 制 器 心 跳 帧 ”“ 充 电 控 制 器心 跳 帧 ” 接 收 3秒 超 时“ 计 费 控 制 单元 心 跳 帧 ” 接收 3 秒 超 时启 动 “ 版 本 校 验帧 ” 发 送“ 版 本 校 验帧 ” 已 接 收否 否是是“ 版 本 校 验 应答 帧 ” 已 接 收启 动 “ 版 本 校 验 应答 帧 ” 发 送是停 止 “ 版 本 校 验帧 ” 发 送是启 动 “ 下 发 充 电 参数 帧 ” 发 送“ 下 发 充 电 参数 帧 ” 接 收“ 下 发 充 电 参数 应 答 帧
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