1、直流充电设备通用技术规范附件3 功率控制模块与开关模块通信协议电动汽车非车载传导式充电机功率控制模块与开关模块通信协议1范围本部分规定了电动汽车非车载传导式充电机功率控制模块与开关模块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。本部分适用于电动汽车非车载传导式充电机功率控制模块与开关模块之间的通信。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
2、汽车术语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（Recom
3、mented 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界定的以及下列术语和
4、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 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 frameCAN总线中定义的使用11位标识符的CAN数据帧。3.6扩展帧 extended frameCAN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
5、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 proto
6、col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。3.14直流充电控制器 DC charge controller直流充电设施内实现充电启停控制、输出控制保护控制及充电状态信息上传功能的控制单元。3.15充电主控模块 Charge main module充电主控模块是直流充电控制器的组成部分，负责与车辆BMS之间的通信交互，负责与计费控制单元通信，负责控制充电设备的运行。3.16功率控制模块 Power control module功率控制模块是直流充电
7、控制器的组成部分，负责充电模块运行状态及输出参数的控制调节，负责与充电主控模块通信并接受其控制。3.17开关模块 Switch module直流充电设施内实现充电模块功率输出回路切换的控制装置。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功率控制模块与开关模块之间通信网络采用CAN2.0B通信协议。5.2在运行过程中，功率控制模块实时监测开关模块状态
8、，同时控制开关模块内部开关器件分断和闭合。5.3功率控制模块与开关模块之间的 CAN 通信网络应由功率控制模块与开关模块等节点组成。5.4本部分数据传输采用低字节先发送的格式。5.5功率控制模块发送报文的目的地址使用开关模块广播地址，开关模块无需回送应答报文。5.6功率控制模块与开关模块之间通信超时通过监测对方发送的遥控、心跳、遥测等报文来进行判断，超时判断时间依据定值设置中的“通信超时时间”。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。直流充电模块与开关模块之间的通信速率应采用125 kbit/s。7数据链路层7.
9、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。功率控制模块和开关模块定义为可配置地址，可通过拨码开关或通信等方式进行通信地址变更。功率控制模块和开关模块分配的地址如表1所示。表1 功率控制模块与开关模块地址分配装置首选地址功率控制模块地址范围：0xA0 0xAE,0xAF作为广播地址使用开关模块地址范围：0xB0 0xCE,0xCF作为广播地址使用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3。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）RDP表1
10、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28PPFPSSADATA3118880 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
11、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
12、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Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data7Data81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042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. . . .当前报文序号有效数据N校验码低字节校验码高字节00H00H00H00H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
13、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功率控制模块与开关模块交互流程8.1主交互流程图 1 功率控制模块与开关模块交互主流程图8.2控制交互流程图 2 功率控制模块与开关模块控制交互流程图8.3程序在线更新流程图 3 功率控制模块与开关模块程序在线更新流程图9报文分类9.1总则本部分报文按照类型分为：命令帧、数据帧、心跳帧。报文数据长度为 8 字节，实际数据不足 8 字节的按照 8 字节上送，未使用部分置为00H。9.2命令帧命令帧包含遥控、定值设置、定值查询和分组设置，命令帧格式应符合表5。表 4 命令帧分类报文描述PGNPGN（Hex）
14、优先权数据长度(Byte)数据类型报文周期(ms)源地址-目的地址遥控命令帧256000100H68BIN50 500，默认250ms功率控制模块-开关模块遥控应答帧512000100H68BIN非周期报文开关模块-功率控制模块定值设置应答帧327680x00800068BIN非周期报文功率控制模块-开关模块定值设置应答帧330240x00810068BIN非周期报文开关模块-功率控制模块定值查询命令帧332800x00820068BIN非周期报文功率控制模块-开关模块定值查询应答帧335360x00830068BIN非周期报文开关模块-功率控制模块9.3数据帧数据帧包含遥信帧和遥测帧，数据帧
15、格式应符合表6。表 5 据帧分类报文描述PGNPGN（Hex）优先权数据长度(Byte)数据类型报文周期(ms)源地址-目的地址遥信遥测帧368640x00200068BIN1000开关模块-功率控制模块9.4心跳帧心跳帧格式应符合表 7。表 6 心跳帧分类报文描述PGNPGN（Hex）优先权数据长度(Byte)数据类型报文周期(ms)源地址-目的地址心跳帧163840x00400068BIN1000功率控制模块-开关模块心跳帧166400x00410068BIN1000开关模块-功率控制模块9.5程序在线更新帧程序在线更新数据帧格式应符合表 7。表 7 程序在线更新帧分类报文描述PGNPGN
16、（Hex）优先权数据长度(Byte)数据类型报文周期(ms)源地址-目的地址升级心跳帧28672007000H48BIN1000功率控制模块-开关模块升级心跳应答帧28928007100H48BIN1000开关模块-功率控制模块启动下载命令帧29184007200H48BIN500功率控制模块-开关模块启动下载应答帧29440007300H48BIN500开关模块-功率控制模块索要区间命令帧29696007400H4不定BIN500功率控制模块-开关模块索要区间应答帧129952007500H48BIN500开关模块-功率控制模块索要区间应答帧230208007600H48BIN500开关模块
17、-功率控制模块启动组包命令帧30464007700H48BIN500功率控制模块-开关模块启动组包应答帧30720007800H48BIN500开关模块-功率控制模块数据发送帧30976007900H48BIN10功率控制模块-开关模块完成组包命令帧31232007A00H48BIN500开关模块-功率控制模块完成组包应答帧31488007B00H48BIN500开关模块-功率控制模块程序校验数据帧31744007C00H48BIN500功率控制模块-开关模块程序校验应答帧32000007D00H48BIN500开关模块-功率控制模块立即复位命令帧32256007E00H48BIN500功率控
18、制模块-开关模块立即复位应答帧32512007F00H48BIN500开关模块-功率控制模块10报文格式和内容10.1遥控命令功率控制模块在需要操作开关模块内部开关器件分断和闭合时，下发遥控命令帧，开关模块收到下发的遥控命令帧后执行相应开关器件的操作，并回复遥控应答帧。图 4 遥控交互流程功率控制模块向开关电模块发送遥控命令帧：优先级6，PF：0x01。表 8 遥控命令帧起始字节或位参数名称数据格式字段长度备 注1第1路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合2第2路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合3第3路开关BIN1Byte0x
19、00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合4第4路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合5第5路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合6第6路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合7第7路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合8第8路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合开关模块向功率控制模块发送遥控应答帧：优先级6，PF：0x02。表 9 遥控应答帧起始字节或位参数名称数据格式字段长度备 注1第1路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x5
20、5-分断 0xaa-闭合2第2路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合3第3路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合4第4路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合5第5路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合6第6路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合7第7路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合8第8路开关BIN1Byte0x00-无操作 0x55-分断 0xaa-闭合10.2定值设置功率控制模块在设定开关模块定
21、值参数时，下发定值设置命令帧，定值设置命令和定值设置应答帧按照“7.5 传输协议功能”进行传输。图 5 定值设置交互流程功率控制模块向开关模块发送定值设置命令帧：优先级6，PF：0x80。表 10 定值设置命令帧起始字节或位参数名称数据格式字段长度备 注1充电接口标识BIN1Byte一桩（机）多充时用来标记接口号。一桩（机）一充时此项为 0，多个接口时顺序对每个接口进行编号，范围 1255。2设备类型BIN1 Byte0x01 - 直流充电控制器0x02 - 交流充电控制器0x03 - 功率控制模块0x04 - 充电模块0x05 - 开关模块3设备通信地址BIN1 Byte4定值序号BIN2
22、Byte单 位：无分辨率：1/位范 围：1 200偏移量：06预留BIN1 Byte7定值信息/参见附录B中表B.1开关模块向功率控制模块发送定值设置应答帧：优先级6，PF：0x81。表 11 定值设置应答帧起始字节或位参数名称数据格式字段长度备 注1充电接口标识BIN1Byte一桩（机）多充时用来标记接口号。一桩（机）一充时此项为 0，多个接口时顺序对每个接口进行编号，范围 1255。2设备类型BIN1 Byte0x01 - 直流充电控制器0x02 - 交流充电控制器0x03 - 功率控制模块0x04 - 充电模块0x05 - 开关模块3设备通信地址BIN1 Byte4定值序号BIN2 By
23、te单 位：无分辨率：1/位范 围：1 200偏移量：06操作返回BIN1 ByteBit7： 成功标识 0x00 - 失败 0x01 - 成功Bit6 Bit4：预留Bit3 Bit0：失败原因 0x00 - 成功 0x01 - 无该定值 0x02 - 禁止写入 0x03 - 写入失败 0x04 - 给定越限7定值信息/参见附录B中表B.110.3定值查询功率控制模块在查询开关模块定值参数时，下发定值查询命令帧，定值查询命令和定值查询应答帧按照“7.5 传输协议功能”进行传输。图 6 定值查询交互流程功率控制模块向开关模块发送定值查询命令帧：优先级6，PF：0x82。表 13 定值查询命令帧
24、起始字节或位参数名称数据格式字段长度备 注1充电接口标识BIN1Byte一桩（机）多充时用来标记接口号。一桩（机）一充时此项为 0，多个接口时顺序对每个接口进行编号，范围 1255。2设备类型BIN1 Byte0x01 - 直流充电控制器0x02 - 交流充电控制器0x03 - 功率控制模块0x04 - 充电模块0x05 - 开关模块3设备通信地址BIN1 Byte4定值序号BIN2 Byte单 位：无分辨率：1/位范 围：1 200偏移量：0开关模块向发送功率控制模块定值查询应答帧：优先级6，PF：0x83。表 14 定值查询应答令帧起始字节或位参数名称数据格式字段长度备 注1充电接口标识B
25、IN1Byte一桩（机）多充时用来标记接口号。一桩（机）一充时此项为 0，多个接口时顺序对每个接口进行编号，范围 1255。2设备类型BIN1 Byte0x01 - 直流充电控制器0x02 - 交流充电控制器0x03 - 功率控制模块0x04 - 充电模块0x05 - 开关模块3设备通信地址BIN1 Byte4定值序号BIN2 Byte单 位：无分辨率：1/位范 围：1 200偏移量：06操作返回BIN1 ByteBit7： 成功标识 0x00 - 失败 0x01 - 成功Bit6 Bit4：预留Bit3 Bit0：失败原因 0x00 - 成功0x01 - 无该定值 0x02 - 禁止读出 0
26、x03 - 读出失败7定值信息/参见附录B中表B.110.4遥信遥侧数据开关模块上电后周期性发送遥信遥侧数据帧。图 9 遥信遥侧数据交互流程开关模块向功率控制模块发送遥信遥侧数据帧：优先级6，PF：0x20。表 15 遥信遥侧数据帧起始字节或位参数名称数据格式字段长度备 注1第1路开关状态BIN1ByteBit8-bit7；0x00-正极开关分断 0x01-正极开关闭合Bit6-bit5；0x00-负极开关分断 0x01-负极开关闭合Bit4-bit3；0x00-正极开关正常 0x01-正极开关粘连 0x02-正极开关拒动Bit2-bit1；0x00-负极开关正常 0x01-负极开关粘连 0x02-负极开关拒动2第2路开关状态BIN1ByteBit8-bit7；0x00-正极开关分断 0x01-正极开关闭合Bit6-bit5；0x00-负极开关分断 0x01-负极开关闭合Bit4-bit3；0x00-正极开关正常 0x01-正极开关粘连 0x02-正极开关拒动Bit2-bit1；0x00-负极开关正常 0x01-负极开关粘连 0x02-负极开关拒动3
