标准搜索结果: 'GB/T 27930-2015英文版'
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| GB/T 27930-2015 |
英文版
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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
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GBT 27930-2015
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标准编号: GB/T 27930-2015 (GB/T27930-2015)
中文名称: 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
英文名称: Communication protocols between off-board conductive charger and battery management system for electric vehicle
行业: 国家标准 (推荐)
中标分类: K81
国际标准分类: 29.200
字数估计: 48,469
发布日期: 2015-12-28
实施日期: 2016-01-01
旧标准 (被替代): GB/T 27930-2011
引用标准: GB/T 19596; GB/T 18487.1; ISO 11898-1-2003; SAE J1939-11-2006; SAE J1939-21-2006; SAE 1939-73-2006
起草单位: 国家电网公司
归口单位: 中国电力企业联合会
标准依据: 国家标准公告2015年第40号
提出机构: 中国电力企业联合会
发布机构: 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会
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 Management 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/T 18487.1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。
GB/T 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
GB/T 27930-2015 英文名称: Communication protocols between off-board conductive charger and battery management system for electric vehicle
ICS 29.200
K81
中华人民共和国国家标准
代替 GB/T 27930-2011
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
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
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(BatteryManage-
物理层、数据链路层及应用层的定义。
本标准适用于采用GB/T 18487.1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。
GB/T 19596 电动汽车术语
GB/T 18487.1 电动车辆传导充电系统一般要求
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
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/
11:Physicallayer-250Kbits/s,twistedshieldedpair)
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(Recom-
Diagnostics)
3 术语和定义
GB/T 19596、SAEJ1939界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
4 总则
4.1 充电机与BMS之间通信网络采用CAN2.0B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。
4.4 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ISO 11898-1:2003、SAEJ1939-11:2006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接口。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扩展帧的29位标识符,具体每个位分配的相应定义应符合SAE
J1939-21:2006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
别是优先权、保留位、数据页、PDU格式、PDU特定、源地址和数据域。
6.3 协议数据单元(PDU)格式
选用SAEJ1939-21:2006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00H。
6.5 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。
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。
7.6 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。
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。
8 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
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,并进入错误处理状
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。
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
图A.1和图A.2,充电时序详见GB/T 18487.1。充电握手阶段报文应符合表3的要求。
9.2 充电参数配置阶段
充电握手阶段完成后,充电机和BMS进入充电参数配置阶段。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A.3。充电参数配置阶段报文应符合表4的要求。
9.3 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
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。
9.4 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
9.5 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。
10 报文格式和内容
10.1 低压辅助上电及充电握手阶段报文
10.1.1 PGN9728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。
10.1.2 PGN9984BMS握手报文(BHM)
提供BMS最高允许充电总电压。PGN9984报文格式见表9。
10.1.3 PGN256充电机辨识报文(CRM)
报文功能:当充电机通过握手确认,并确定绝缘检测正常后,向BMS每隔250ms发送一次充电机
辨识报文,用于确认充电机和BMS之间通信链路正确。在收到BMS辨识报文前,确认码=0x00;在收
到BMS辨识报文后,确认码=0xAA。PGN256报文格式见表10。
6 3字节 2562 充电机/充电站所在区域编码,标准ASCII码 可选项
10.1.4 PGN512BMS和车辆辨识报文(BRM)
报文功能:充电握手阶段向充电机提供BMS和车辆辨识信息。当BMS收到SPN2560=0x00的充
电机辨识报文后向充电机每隔250ms发送一次,数据域长度超出8字节时,需使用传输协议功能传输,
报文为止。PGN512报文格式见表11。
4 1字节 2566
电池类型,01H:铅酸电池;02H:镍氢电池;03H:磷酸铁
锂电池;04H:锰酸锂电池;05H:钴酸锂电池;06H:三元
材料电池;07H:聚合物锂离子电池;08H:钛酸锂电池;
10.2 参数配置阶段报文
10.2.1 PGN1536动力蓄电池充电参数报文(BCP)
报文功能:充电参数配置阶段BMS发送给充电机的动力蓄电池充电参数。如果充电机在5s内没
有收到该报文,即为超时错误,充电机应立即结束充电。PGN1536报文格式见表12。
报文功能:充电参数配置阶段充电机发送给BMS的时间同步信息。PGN1792报文格式见表13。
10.2.3 PGN2048充电机最大输出能力报文(CML)
报文功能:充电机发送给BMS充电机最大输出能力,以便估算剩余充电时间。PGN2048报文格式
见表14。
10.2.4 PGN2304BMS充电准备就绪报文(BRO)
报文功能:BMS发送给充电机电池充电准备就绪报文,让充电机确认BMS已经准备充电。BMS
在60s内未准备好,则充电机进行等待;否则,参见C.1进行处理。PGN2304报文格式见表15。
10.2.5 PGN2560充电机输出准备就绪报文(CRO)
报文功能:充电机发送给BMS充电机输出准备就绪报文,让BMS确认充电机已经准备输出。充
10.3 充电阶段报文
10.3.1 PGN4096电池充电需求报文(BCL)
报文功能:让充电机根据电池充电需求来调整充电电压和充电电流,确保充电过程正常进行。如果
充电机在1s内没有收到该报文,即为超时错误,充电机应立即结束充电。
在恒压充电模式下,充电机的输出的电压应满足电压需求值,输出的电流不能超过电流需求值;在
恒流充电模式下,充电机输出的电流应满足电流需求值,输出的电压不能超过电压需求值。当BCL报
文中充电电流请求大于CML报文中最大输出电流时,充电机按最大输出能力输出;当BCL报文中充
电电流请求小于等于CML报文中最大输出电流时,充电机按请求电流输出;当电压需求或电流需求为
0时,充电机按最小输出能力输出。PGN4096报文格式见表17。
报文功能:让充电机监视充电过程中电池组充电电压、充电电流等充电状态。如果充电机在5s内
没有收到该报文,即为超时错误,充电机应立即结束充电。PGN4352报文格式见表18。
10.3.3 PGN4608充电机充电状态报文(CCS)
报文功能:让BMS监视充电机当前输出的充电电流、电压值等信息。如果BMS在1s内没有收到
该报文,即为超时错误,BMS应立即结束充电。PGN4608报文格式见表19。
10.3.4 PGN4864BMS发送动力蓄电池状态信息报文(BSM)
报文功能:充电阶段BMS发送给充电机的动力蓄电池状态信息。PGN4864报文格式见表20。
GB/T 27930-2015
GB
NATIONAL STANDARD OF THE
PEOPLE’S REPUBLIC OF CHINA
ICS 29.200
K 81
Replacing GB/T 27930-2011
Communication Protocols between Off-Board Conductive
Charger and Battery Management System for Electric
Vehicle
ISSUED ON. DECEMBER 28, 2015
IMPLEMENTED ON. JANUARY 1, 2016
Issued by. General Administration of Quality Supervision, Inspection
and Quarantine;
Standardization Administration of the People's Republic of
China.
Table of Contents
Foreword ... 3
1 Scope ... 5
2 Normative References ... 5
3 Terms and Definitions ... 6
4 General ... 8
5 Physical Layer ... 8
6 Data Link Layer ... 8
7 Application Layer ... 10
8 Overall Charging Procedure ... 11
9 Message Classification ... 12
10 Format and Content of Message ... 14
Appendix A (Informative) Charging Process ... 33
Appendix B (Informative) Charger and BMS Fault Diagnosis Messages ... 50
Appendix C (Informative) Charging Process Fault Handling Mode ... 54
Appendix D (Informative) Conditions for Starting and Suspending Sending Messages
... 56
Foreword
This standard is drafted in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009.
This standard replaces GB/T 27930-2011 Communication Protocols between
Off-board Conductive Charger and Battery Management System for Electric Vehicle.
In addition to editorial changes, it mainly differs from GB/T 27930-2011, in the
following technical changes.
— "The charger and BMS conforming to this standard should be capable of
forward compatibility" is specified in 4.6;
— Communication rate is increased by 50kbit/s in bad communication environment
(see Chapter 5);
— "All bits of options are delivered as specified in this standard or filled with 1; the
invalid bit or field not specified in this standard is filled with 1" is specified in 7.9;
— Overview flowchart is changed (see Chapter 8);
— Communication handshake message BHM and CHM are added in 9.1;
— 8bytes are reserved for BRM (see 10.1.4);
— CML is given minimum charging current field (see 10.2.3);
— CCS is given charging suspension field (see 10.3.3);
— Reasons for BMS's suspending charging failure are added (see 10.3.8);
— Charging sequence flow chart is added (see A.2);
— Failure process modes in charging are added (see Appendix C);
— Start and suspension conditions for message transmission are added (see
Appendix D).
This standard is proposed by and shall be under the jurisdiction of China Electricity
Council.
Drafting organizations of this standard. State Grid Corporation of China, China Energy
Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute, Nanjing Nari Group
Corporation, China Automotive Technology & Research Center.
Participating drafting organizations of this standard. China Electricity Council, Xuji
Group Corporation, China Electric Power Research Institute, Shenzhen Auto Electric
Power Plant Co., Ltd., BYD Auto Industry Company Limited, BYD Daimler New
Communication Protocols between Off-Board Conductive
Charger and Battery Management System for Electric Vehicle
1 Scope
This standard specifies the definitions of physical layer, data link layer and application
layer of the Control Area Network (CAN)-based communication between off-board
conductive charger (hereinafter referred to as "charger") and battery management
system (hereinafter referred to as "BMS") for electric vehicle.
charging mode 4 specified in GB/T 18487.1 or that between charger and vehicle
control units having charging control function.
2 Normative References
The following documents for the application of this document are essential. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
(including any amendment) applies.
GB/T 19596 Terminology of Electric Vehicles
GB/T 18487.1 Electric Vehicle Conductive Charging System - Part 1.
General Requirements
Link Layer and Physical Signaling
SAE J1939-11.2006 Recommended Practice for Serial Control and
Communication Vehicle Network - Part 11. Physical Layer -
250 K bits/s, Twisted Shielded Pair
SAE J1939-21.2006 Recommended Practice for Serial Control and
Communication Vehicle Network - Part 21. Data Link Layer
SAE J1939-73.2006 Recommended Practice for Serial Control and
Communication Vehicle Network - Part 73. Application
Layer - Diagnostics)
For the purposes of this standard, the terms and definitions given in GB/T 19596 AND
SAE J1939 and the following apply.
3.1
Frame
Set of consecutive data bits constituting a complete information.
3.2
CAN data frame
Ordered bit fields necessary for the CAN protocol for data transmission, starting from
the Start of Frame (SOF) and stopping at the End of Frame (EOF).
Messages
One or more "CAN data frames" having the same parameter group number.
3.4
Identifier
A symbol which establishes the identity of CAN arbitration field.
3.5
Standard frame
One of CAN data frame which adopts 11-bit identifier defined in CAN 2.0B
specifications.
Extended frame
One of CAN data frame which adopts 29-bit identifier defined in CAN 2.0B
specifications.
3.7
Priority
4 General
4.1 The communication network between charger and BMS adopts CAN 2.0B
communication protocol. The charging process refers to Appendix A.
4.2 During the charging, the charger and BMS monitor such parameters as voltage,
4.3 CAN communication network between charger and BMS shall be composed of
two nodes, i.e. charger and BMS.
4.4 Data information is transported in the priority of low byte.
4.5 Positive current represents discharging while negative current represents
charging.
4.6 Charger and BMS conforming to this standard should be capable of forward
compatibility.
5 Physical Layer
Physical Layer conforming to this standard shall refer to ISO 11898-1.2003 and SAE
use the CAN interface independent to power assembly control system. The
communication rate between charger and BMS may choose 250 kbit/s.
Note. 50 kbit/s communication rate may be adopted as agreement between power equipment manufacturer and
electric vehicles manufacturer in the bad communication environment (for example commercial vehicle charging
station with longer communication distance).
6 Data Link Layer
6.1 Frame format
Equipment complying with this standard shall use 29-bit identifier of CAN extended
frame, and the corresponding definition of each specific bit allocation shall meet the
6.2 Protocol data unit (PDU)
Each CAN data frame contains a single protocol data unit (PDU), as detailed in Table
1. The protocol data unit is composed of seven parts which respectively are priority,
reserved bit, data page, PDU format, specific PDU, source address and data field.
Table 2 Address Allocation of Charger And BMS
Device Preferred address
Charger 86(56H)
BMS 244(F4H)
6.7 Message type
respectively are command, request, broadcast /response, confirmation and group
function. The specific definition shall comply with the requirements on message types
as given in 5.4 of SAE J1939-21.2006.
7 Application Layer
7.1 The application layer is defined in manner of parameters and parameter group.
7.2 Parameter group is numbered by PGN, and each node identifies the content of
data packet according to PGN.
7.3 "Request PGN" is used to actively obtain the parameter groups of other nodes.
7.4 Data are transported in the form of periodical transport and event-driven mode.
function, it requires receiving multiple PGN messages of this definition to judge the
successful transmission of this function.
7.6 When defining new parameter group, the parameters of one function, the
parameters of the same or similar refresh frequency and the parameters belonging to
one subsystem shall be put into one parameter group as much as possible;
meanwhile, on one hand the new parameter group shall make the best of the data
width of 8 bytes and the relevant parameters shall be put into one group as much as
possible, and on the other hand the expansibilit...
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