Q GDW 11171-2014 基于 CAN 总线的电动汽车车载充电机与交流充电桩之间的通信协议.pdf

1、Q/GDW .6 201 1 国家电网公司企业标准 Q/GDW 11171 2014 基于 CAN 总线的电动汽车车载充电机 与交流充电桩之间的通信协议 Communication protocols based on CAN between electric vehicle on-board charger and AC charging spot 2014-08-01 发布 2014-08-01 实施 国家电网公司 发 布 Q/GDW ICS 29.240 CEC 8192013 Q/GDW 11171 2014 I 目 次 前言 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1

2、4 总则 1 5 物理层 1 6 数据链路层 2 7 应用层 3 8 总体流程 3 9 报文分类 4 10 报文格式和内容 5 附录 A（资料性附录） 互操作过程 12 编制说明 Q/GDW 11171 2014 II 前 言 为了适应电动汽车的发展和应用，支撑电动汽车充换电设施建设，国家电网公司组织制定了电动汽 车充换电设施系列标准。目前，国家电网公司已经发布了十九项相关企业标准，电动汽车充换电设施标 准体系初步建立。 基于 CAN 总线的电动汽车车载充电机和交流充电桩之间的通信协议的编制立足于国内电动汽车 和充电设施的研究与建设现状，参考国外先进经验和国际标准，并充分征求了能源行业、汽车行

3、业、电 工行业相关单位意见。本标准适用于国家电网公司建设的交流充电桩。 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。 本标准的起草单位：中国电力科学研究院、南瑞集团有限公司、许继集团有限公司、国网浙江省电 力公司、国网重庆市电力公司、国网湖北省电力公司。 本标准的主要起草人：苏胜新、魏琦、贾俊国、武斌、史双龙、李武峰、严辉、吴尚洁、徐亮、罗 小英、陈晰、李雪男、赵翔、周斌、连湛伟、霍军超、张帆、张鹏飞。 本标准首次发布。 Q/GDW 11171 2014 1 基于 CAN 总线的电动汽车车载充电机 与交流充电桩之间的通信协议 1 范围 本标准规定了基于控制器局域网（

4、 CAN）技术的电动汽车车载充电机与交流充电桩之间通信协议， 包括物理层、数据链路层、应用层、总体流程、报文分类、报文格式和内容等。 本标准适用于国家电网公司建设的交流充电桩。 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。 GB/T 19596-2004 电动汽车术语 Q/GDW 235-2008 电动汽车非车载充电机 通信协议 Q/GDW 11167-2014 电动汽车充换电设施术语 ISO 11898-1 道路车辆 控制器局域网络 第 1 部分： 数据链路

5、层和物理信令 （ Road vehicle Control area network (CAN) Part 1: Data link layer and physical signaling） SAE J1939-11 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

6、J1939-21 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） SAE J1939-71 商用车控制系统局域网 CAN 通信协议 第 73 部分：应用层诊断（ Recommented practice for serial control and communication vehicle network Part 71: Vehicle application layer

7、） 3 术语和定义 GB/T 19596-2004、 Q/GDW 11167-2014 和 Q/GDW 235-2008 中界定的术语和定义适用于本文件。 4 总则 4.1 交流充电桩根据电网充电管理要求，通过与电动汽车车载充电机通信，对充电状态和充电参数进 行调整，从而实现有序充电。交流充电桩也可通过与车载充电机通信，获得必要的动力蓄电池信息。 4.2 在本标准中车载充电机与交流充电桩之间的通信系统采用 CAN 通信协议。 采用其他通信方式的交 流充电桩和车载充电机的通信协议可参照本标准。 4.3 车载充电机与交流充电桩之间的 CAN 通信网络一般包括两个节点：车载充电机和交流充电桩。 4.

8、4 本标准数据传输采用低位先发送的格式。正的电流值代表放电，负的电流值代表充电。 5 物理层 5.1 采用本标准的通信协议物理层应符合 ISO 11898-1、 SAE J1939-11 的规定。 5.2 车载充电机与交流充电桩的通信采用独立于动力总成控制系统之外的 CAN 接口。 Q/GDW 11171 2014 2 5.3 车载充电机与交流充电桩之间的通信速率宜采用 250kbit/s。 6 数据链路层 6.1 帧格式 本标准的 CAN 数据帧采用 29 位标识符的 CAN 扩展帧。标识符每个位的分配和相应定义符合 SAE J1939-21 的规定。 6.2 协议数据单元 （ PDU） 每

9、个 CAN 数据帧包含一个单一的协议数据单元（ PDU） 。协议数据单元由七部分组成，分别是优先 级，保留位，数据页， PDU 格式，特定 PDU 格式，源地址和数据域，如表 1 所示。 表 1 协议数据单元 （ PDU） D P R P PF PS SA DATA 位 - 3 1 8 8 8 0-64 注 1： P 为优先级：从最高 0 设置到最低 7。在本标准中，错误报文优先级设为 2，充电允许和充电终止信息报文优 先级设为 4，其他报文的优先级设为 6。 注 2： R 为保留位：备今后开发使用，本标准设为 0。 注 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。 注

10、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。 注 5： PS 为特定 PDU 格式： PS 值取决于 PDU 格式。在本标准中采用 PDU1 格式， PS 值为目标地址。 注 6： SA 为源地址：发送此报文的源地址。 注 7： DATA 为数据域：若给定参数组数据长度 8 字节，可使用数据域全部的 8 个字节。若给定参数组数据长度为 91785 字节时，数据传输需多个 CAN 数据帧，通过传输协议功能的连接管理能力来建立和关闭多包参数组 的通信 , 详见 6.5 节。 6.3 协议数据单元格式 SAE J1939-21 中定义两种 PDU 格式： PD

11、U1 格式（特定 PDU 格式为目标地址）和 PDU2 格式（特 定 PDU 格式为组扩展） 。 PDU1 格式实现 CAN 数据帧定向到特定目标地址的传输， PDU2 格式仅用于 不指向特定目标地址的传输。本标准选用 PDU1 格式。 6.4 参数组编号 （ PGN） 参数组编号（ PGN）是一个 24 位的值，用来识别 CAN 数据帧的数据域所属的参数组， PGN 包括： 保留位、数据页位、 PDU 格式域（ 8 位）和特定 PDU 格式域（ 8 位） 。 若 PDU 格式域值 240， PGN 的低字节置 0；否则，将其值设为组扩展域的值。本标准 PDU 采用 PDU1 格式，因此， P

12、GN 的第二个字节为 PDU 格式域值，高字节和低字节位均为 00H。具体定义详见 SAE J1939-21 的规定。 6.5 传输协议功能 传输协议是为了传送数据在 9 字节或以上的 PGN 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。本标准中交流充电桩与车载充电机之间传输在 9 字节或以上的数 据使用传输协议功能。具体连接初始化、数据传输、连接关闭遵循 SAE J1939-21 的规定。 6.6 地址的分配 本标准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来源。车载充电机和交流充电桩为 不可配置地址，即该地址固定在电子控制单元（ ECU）程序代码中

13、，包括服务工具在内的任何手段都不 Q/GDW 11171 2014 3 能改变其源地址。车载充电机和交流充电桩分配的地址如表 2 所示。 表 2 车载充电机和交流充电桩地址分配 装置 地址分配 车载充电机 73(0 x49) 交流充电桩 85(0 x55) 6.7 消息类型 CAN 总线技术规范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。具体定 义遵循 SAE J1939-21 的规定。 7 应用层 7.1 本标准应用层的定义参照 SAE J1939-71，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 来识别报文的内容。 7.

14、3 报文的发送主要采用事件激活和周期发送的方式。本标准中规定的各报文周期为该报文在被激活 状态的发送周期。 7.4 各节点可使用“请求 PGN”来主动获取其他节点的参数组。 7.5 报文的信息单元应按照标准规定的报文格式和内容发送；信息单元分为必须发送项和可选发送项， 必须发送项的信息单元为无效数据或可选发送项的信息单元在不需发送时，应对单字节参数设置为 0 xFF，对双字节参数设置为 0 xFFFF，对四字节参数设置为 0 xFFFFFFFF。 7.6 对于多字节的信息单元，在传送中低字节在前，高字节在后；预留或无效的字节以 0 xFF 填充，预 留或无效的位均置为 1。 8 总体流程 交流

15、充电桩为车载充电机充电的通信过程包括四个阶段：握手阶段、配置阶段、充电阶段和结束阶 段，总体流程图见图 1。在各个阶段，交流充电桩和车载充电机如果在规定的时间内没有收到对方报文 或没有接收到正确报文，即判定为超时，超时时间除特殊规定外，均为 10s；当出现超时后，交流充电 桩和车载充电机发送错误报文，并进入错误处理状态。 图 1 总体流程图 Q/GDW 11171 2014 4 9 报文分类 9.1 握手阶段 当交流充电桩和车载充电机物理连接完成并上电后，交流充电桩和车载充电机进入握手阶段。典型 的充电工作状态转换如附录 A 图 A.1 所示。 握手阶段报文分类见表 3。 表 3 握手阶段报文

16、分类 报文 代号 报文描述 PGN PGN （ Hex） 优先权 数据 长度 报文周期 源地址 -目的地址 AIM 交流充电桩辨识信息 256 000100H 6 5 字节 250ms 交流充电桩 -车载充电机 CIM 车载充电机辨识信息 512 000200H 6 24 字节 250ms 车载充电机 -交流充电桩 9.2 配置阶段 握手阶段完成后，交流充电桩和车载充电机进入配置阶段。在此阶段，交流充电桩向车载充电机发 送最大输出功率的报文。车载充电机向交流充电桩发送车载充电机和电池参数报文，及是否接受有序充 电调控。如果车载充电机不接受有序充电调控，交流充电桩将按照车载充电机的要求进行供电。

17、典型的 充电工作状态转换如附录 A 图 A.2 所示。 配置阶段报文分类见表 4。 表 4 配置阶段报文分类 报文 代号 报文描述 PGN PGN （ Hex） 优先权 数据 长度 报文周期 源地址 -目的地址 AOP 交流充电桩输出参数 2048 000800H 6 2 字节 250ms 交流充电桩 -车载充电机 CBP 车载充电机及电池参数 2304 000900H 6 5 字节 250ms 车载充电机 -交流充电桩 ASM 交流充电桩充电准备好标识 2560 000A00H 4 1 字节 250ms 交流充电桩 -车载充电机 CSM 车载充电机充电准备好标识 2816 000B00H 4

18、 1 字节 250ms 车载充电机 -交流充电桩 9.3 充电阶段 配置阶段完成后，交流充电桩和车载充电机进入充电阶段。交流充电桩向车载充电机发送实时功率 门限值以及充电电流、电压、功率等数据。如果车载充电机接受有序充电调控，车载充电机将根据交流 充电桩发送的实时功率进行调整。在充电过程中，车载充电机向交流充电桩发送 SOC 信息以及电池或 车载充电机的故障信息。 交流充电桩根据有序充电要求、充电过程是否正常、是否达到人为设定的充电终止条件（时间、电 量等） 以及是否收到车载充电机终止充电报文来判断是否终止充电； 车载充电机根据充电过程是否正常、 是否达到人为设定的充电参数值以及是否收到交流充

19、电桩终止充电报文来判断是否终止充电。典型的充 电工作状态转换如附录 A 图 A.3 所示。 充电阶段报文分类见表 5。 Q/GDW 11171 2014 5 表 5 充电阶段报文分类 报文 代号 报文描述 PGN PGN （ Hex） 优先权 数据 长度 报文周期 源地址 -目的地址 ARP 交流充电桩实时功率限值 4096 001000H 6 8 字节 2s 交流充电桩 -车载充电机 ARM 交流充电桩实时数据 4352 001100H 6 6 字节 2s 交流充电桩 -车载充电机 CRM 车载充电机实时数据 4608 001200H 6 2 字节 2s 车载充电机 -交流充电桩 ATM 交

20、流充电桩终止充电 4864 001300H 4 3 字节 250ms 交流充电桩 -车载充电机 CTM 车载充电机终止充电 5120 001400H 4 3 字节 250ms 车载充电机 -交流充电桩 9.4 结束阶段 当交流充电桩和车载充电机停止充电后，双方进入结束阶段。在该阶段车载充电机向交流充电桩发 送整个充电过程中的充电统计数据，如初始荷电状态（ SOC） 、终了 SOC 等；交流充电桩向车载充电机 发送整个充电过程中的输出电量、 累计充电时间等信息。 典型的充电工作状态转换如附录 A 图 A.4 所示。 结束阶段报文分类见表 6。 表 6 结束阶段报文分类 报文 代号 报文描述 PG

21、N PGN （ Hex） 优先权 数据 长度 报文周期 源地址 -目的地址 AST 交流充电桩统计信息 6144 001800H 6 6 字节 250ms 交流充电桩 -车载充电机 CST 车载充电机统计信息 6400 001900H 6 4 字节 250ms 车载充电机 -交流充电桩 9.5 错误报文 整个充电阶段，交流充电桩和车载充电机发送的错误信息。错误报文分类见表 7。 表 7 错误报文分类 报文 代号 报文描述 PGN PGN （ Hex） 优先权 数据 长度 报文周期 源地址 -目的地址 AEM 交流充电桩错误报文 7680 001E00H 2 1 字节 事件触发 交流充电桩 -车

22、载充电机 CEM 车载充电机错误报文 7936 001F00H 2 1 字节 事件触发 车载充电机 -交流充电桩 10 报文格式和内容 10.1 握手阶段 10.1.1 交流充电桩辨识信息 （ AIM） 报文目的：握手阶段交流充电桩向车载充电机提供交流充电桩辨识信息。当交流充电桩和车载充电 机完成物理连接并上电后，由交流充电桩向车载充电机发送交流充电桩辨识报文，用于确认交流充电桩 和车载充电机通信链路正确。在收到车载充电机辨识报文前，确认码 =0 x00；在收到车载充电机辨识报 文后，确认码 =0 xAA。 注： 用可疑参数编号（ SPN）来标识报文中的参数。 Q/GDW 11171 2014

23、 6 表 8 AIM 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 4 字节 1 交流充电桩编号 数据分辨率： 1 /位；偏移量： 0；数据范围： 0429,4967,294 必须 5 1 字节 2 确认码 ： =未确认； ： =已确认； ： =无效 必须 10.1.2 车载充电机辨识信息 （ CIM） 报文目的：握手阶段车载充电机向交流充电桩提供车载充电机辨识信息。当车载充电机收到 AIM 报文：确认码 =0 x00 的交流充电桩辨识报文后向交流充电桩发送车载充电机辨识信息，直到收到 AIM 报 文：确认码 =0 xaa 的交流充电桩辨识报文为止。 表 9 CIM 报文格式

24、 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 3 字节 3 通信协议版本号，如版本 V1.0，表示为： byte3 00H， byte2 01H； byte1 00H 必须 4 4 字节 4 车载充电机编号 数据分辨率： 1 /位；偏移量： 0；数据范围： 0429,4967,294 必须 8 17 字节 5 所在车辆识别码（ VIN） 可选 10.2 配置阶段报文 10.2.1 交流充电桩输出参数 （ AOP） 报文目的：交流充电桩发送给车载充电机充电额定输出功率参数。 表 10 AOP 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 2 字节 33 交流充电桩最大

25、输出功率 数据分辨率： 0.01kW /位；偏移量： 0；数据范围： 0300kW 必须 10.2.2 车载充电机及电池参数 （ CBP） 报文目的：充电参数配置阶段车载充电机发送给交流充电桩的车载充电机参数、电池系统参数及是 否接受有序充电调控指令。 表 11 CBP 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 1 字节 34 是否接受有序充电调控指令 ： =不接受； ： =接受； ： =无效 必须 2 2 字节 35 车载充电机额定输入功率 数据分辨率： 0.01kW /位；偏移量： 0；数据范围： 0300 必须 4 2 字节 46 电池额定容量 数据分辨率： 0.1

26、Ah /位；偏移量： 0；数据范围： 01000 必须 Q/GDW 11171 2014 7 10.2.3 交流充电桩充电准备好标识 （ ASM） 报文目的：交流充电桩发送给车载充电机充电准备好标识，表示交流充电桩准备就绪，允许充电。 表 12 ASM 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 1 字节 37 交流充电桩充电准备好标识 ： =未准备好； ： =准备好； ： =无效 必须 10.2.4 车载充电机充电准备好标识 （ CSM） 报文目的：车载充电机发送给交流充电桩充电准备好标识，表示准备就绪，允许充电。 表 13 CSM 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN

27、 信息定义 1 1 字节 38 车载充电机充电准备好标识 ： =未准备好； ： =准备好； ： =无效 必须 10.3 充电阶段报文 10.3.1 交流充电桩实时功率限值 （ ARP） 报文目的：交流充电桩发送给车载充电机的有序充电调控指令和充电实时数据。在充电过程中限制 实时充电功率不能高于门限值。当车载充电机被设置为接受有序充电调控指令（ SPN36=0 xaa）时，该门 限值生效。 表 14 ARP 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 2 字节 65 实时功率限值 数据分辨率： 0.01kW /位；偏移量： -300；数据范围： -300300 必须 3 2

28、字节 66 实时充电电压 数据分辨率： 0.01V /位；偏移量： 0；数据范围： 0750 可选 5 2 字节 67 实时充电电流 数据分辨率： 0.1A /位；偏移量： -400；数据范围： -400400 可选 7 2 字节 68 实时充电功率 数据分辨率： 0.01kW /位；偏移量： -300；数据范围： -300300 可选 10.3.2 交流充电桩实时数据 （ ARM） 报文目的：交流充电桩发送给车载充电机的充电实时统计数据。 表 15 APM 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 2 字节 69 充电电能量 数据分辨率： 0.01kWh /位；偏移量：

29、 0；数据范围： 0655.34 可选 3 2 字节 70 充电金额 数据分辨率： 0.01 元 /位；偏移量： 0；数据范围： 0655.34 可选 Q/GDW 11171 2014 8 表 15（续） 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 5 2 字节 71 充电时间 数据分辨率： 1min /位；偏移量： 0；数据范围： 065534 可选 10.3.3 车载充电机实时数据 （ CRM） 报文目的：车载充电机发送给交流充电桩的电池实时信息和实时故障信息。 表 16 CRM 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 实时电池 SOC 数据分辨率： 1% /位；

30、偏移量： 0；数据范围： 0100 必须 1 1 字节 72 数据分辨率： 1% /位；偏移量： 0；数据范围： 0100 2 1 字节 73 车载充电机实时故障信息： bit1：车载充电机过温 ： =未过温； ： =过温 bit2：车载充电机过压 ： =未过压； ： =过压 bit3：车载充电机过流 ： =未过流； ： =过流 bit4：电池过温 ： =未过温； ： =过温 bit5：电缆连接故障 ： =无故障； ： =有故障 可选 10.3.4 交流充电桩终止充电报文 （ ATM） 报文目的：交流充电桩向车载充电机发送终止充电报文，确认交流充电桩即将终止充电过程以及终 止充电原因。 表 1

31、7 ATM 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 1 字节 74 交流充电桩终止充电原因 bit1：达到充电桩设定的条件终止 ： =未达到设定条件； ： =达到设定条件； bit2：人工终止 ： =未人工终止； ： =人工终止； bit3：故障终止 ： =未故障终止； ： =故障终止； 必须 2 1 字节 75 交流充电桩终止充电故障代码 bit1：电子元器件过温 ： =没有该故障； ： =有该故障； bit2：连接器过温 ： =没有该故障； ： =有该故障； 必须 Q/GDW 11171 2014 9 表 17（续） 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项

32、 2 1 字节 75 bit3：急停中断 ： =没有该故障； ： =有该故障； bit4：其他故障 ： =没有该故障； ： =有该故障 必须 3 1 字节 76 交流充电桩终止充电错误代码 bit1：电流过大 ： =正常； ： =异常； bit5：电压异常 ： =正常； ： =异常 10.3.5 车载充电机终止充电报文 （ CTM） 报文目的：车载充电机向交流充电桩发送终止充电报文，确认车载充电机即将终止充电以及结束充 电原因。 表 18 CTM 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 1 字节 77 车载充电机终止充电原因 bit1：达到电池所需的 SOC 目标值 ：

33、 =未达到电池所需的 SOC 目标值； ： =达到电池所需的 SOC 目标值； bit2：达到电池总电压的设定值 ： =未达到电池总电压的设定值； ： =达到电池总电压的设定 值； bit3：达到电池单体电压的设定值 ： =未达到电池单体电压的设定值； ： =达到电池单体电压的 设定值 bit4：用户终止充电要求 ： =没有用户终止充电要求； ： =有用户终止充电要求 必须 2 1 字节 78 车载充电机终止充电故障代码 bit1：车载充电机过温 ： =没有该故障； ： =有该故障； bit2：连接器过温 ： =没有该故障； ： =有该故障； bit3：连接线过温 ： =没有该故障； ： =有

34、该故障； bit4：电池过温 ： =没有该故障； ： =有该故障； bit5：所需电量不能传送 ： =没有该故障； ：有该故障； bit6：手动干扰中断 ： =没有该故障； ： =有该故障； bit7：其他故障 ： =没有该故障； ： =有该故障 必须 Q/GDW 11171 2014 10 表 18（续） 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 3 1 字节 79 车载充电机终止充电错误代码 bit1：电流不匹配 ： =匹配； ： =不匹配； bit2：电压不匹配 ： =匹配； ： =不匹配 必须 10.4 充电结束阶段 10.4.1 交流充电桩统计信息 （ AST） 报文目的：交

35、流充电桩发送给车载充电机本次充电统计数据。 表 19 AST 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 2 字节 97 充电总电能量 数据分辨率： 0.01kWh /位；偏移量： 0；数据范围： 0655.34 可选 3 2 字节 98 充电总金额 数据分辨率： 0.01 元 /位；偏移量： 0；数据范围： 0655.34 可选 5 2 字节 99 充电总时间 数据分辨率： 1min /位；偏移量： 0；数据范围： 065534 可选 10.4.2 车载充电机统计信息 （ CST） 报文目的：车载充电机发送给交流充电桩本次充电统计数据。 表 20 CST 报文格式 起始位

36、 /字节 长度 SPN 信息定义 发送选项 1 2 字节 100 初始 SOC 数据分辨率： 0.1% /位；偏移量： 0；数据范围： 0100 可选 3 2 字节 101 终了 SOC 数据分辨率： 0.1% /位；偏移量： 0；数据范围： 0100 可选 10.5 错误报文 10.5.1 交流充电桩错误报文 （ AEM） 报文目的：当交流充电桩检测到通信错误时，发送给车载充电机的错误报文。 表 21 AEM 报文格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 1 1 字节 129 交流充电桩错误原因： bit1：接收车载充电机辨识报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit2：接收车载充电机

37、及电池参数报文超时 ： =不超时； ： =超时 必须 Q/GDW 11171 2014 11 表 21（续） 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 1 1 字节 129 bit3：接收车载充电机充电准备好报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit4：接收车载充电机实时数据报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit5：接收车载充电机终止充电报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit6：接收车载充电机统计数据报文超时 ： =不超时； ： =超时 必须 10.5.2 车载充电机错误报文 （ CEM） 报文目的：当车载充电机检测到错误时，发送给交流充电桩的充电错误报文。 表 22 CEM 报文

38、格式 起始位 /字节 长度 SPN 信息定义 1 1 字节 130 车载充电机错误原因： bit1：接收确认码 =0 x00 的交流充电桩辨识报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit2：接收确认码 =0 xAA 的交流充电桩辨识报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit3：接收交流充电桩输出参数报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit4：接收交流充电桩充电准备好报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit5：接收交流充电桩实时功率限值和充电数据报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit6：接收交流充电桩实时统计数据报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit7：接收交流充电桩中止充

39、电报文超时 ： =不超时； ： =超时 bit8：接收交流充电桩统计数据报文超时 ： =不超时； ： =超时 必须 Q/GDW 11171 2014 12 附 录 A （ 资料性附录 ） 互 操 作 过 程 当交流充电桩和车载充电机物理连接完成并上电后，交流充电桩和车载充电机的状态转换，是相互 协调工作的互操作约定。各阶段典型的充电工作状态转换如图 A.1图 A.4 所示。 发送确认码 =0 x00的 充电桩辨识报文 是否收到充电机辨 识报文 发送确认码 =0 xAA的 充电桩辨识报文 是否收到确认码 =0 x00的充电桩辨 识报文 发送充电机辨识报文 是否收到确认码 =0 xAA的充电桩辨

40、识报文 握手阶段 错误 配置 阶段 物理连接 上电 是 否 超时 超时 超时 是 是 否 否 交流充电桩 车载充电机 图 A.1 握手阶段互操作过程 Q/GDW 11171 2014 13 图 A.2 配置阶段互操作过程 Q/GDW 11171 2014 14 图 A.3 充电阶段互操作过程 图 A.4 结束阶段互操作过 Q/GDW 11171 2014 15 基于 CAN 总线的电动汽车车载充电机与 交流充电桩之间的通信协议 编 制 说 明 Q/GDW 11171 2014 16 目 次 一、编制背景 17 二、编制主要原则及思路 17 三、与其他标准文件的关系 17 四、主要工作过程 17

41、 五、标准结构和内容 18 六、条文说明 18 Q/GDW 11171 2014 17 一、编制背景 目前中国的电动汽车技术已经逐渐成熟，并正在向产业化推广。交流充电桩作为给电动汽车充电的 重要基础设施，对如何能够实现电动汽车的安全、有序、可靠充电至关重要。电动汽车有序充电有利于 保证电动汽车和电网的协调发展和安全可靠充电，是未来的发展方向。为保证电动汽车的安全、有序充 电，电动汽车车载充电机与交流充电桩之间应进行信息交互，及时了解充电过程中双方状态，接收对方 传达的信息，从而调整充电状态。通信协议是保证双方无障碍通信的手段，应制定统一的通信协议对双 方进行规范。 本标准与电动汽车充电接口标准

42、密切相关，将两者结合执行，保证了充电设施的安全性、通用性、 互换性。因此，在充电基础设施大规模建设和电动汽车大规模应用之前，统一车载充电机与充电设施之 间的通信协议意义重大。 本标准依据 关于下达 2011 年度国家电网公司技术标准制 （修） 订计划的通知 （国家电网科 2011 190 号文）的要求编写。 二、编制主要原则及思路 在本标准的编制立足于国内电动汽车和充电设施的研究与建设现状，参考国外先进经验和国际标 准，并充分征求了能源行业、汽车行业、电工行业相关单位意见。 本标准规定了基于 CAN 总线技术的电动汽车车载充电机与交流充电桩之间通信协议，适用于国家 电网公司建设的交流充电桩。

43、三、与其他标准文件的关系 （ 1）本标准与 ISO/IEC 15118 Road vehicles - Vehicle to grid communication interface 的关系：由 ISO 和 IEC 联合工作组正在制定的 ISO/IEC 15118，是关于电动汽车与电网之间的协调互动的通信协议，标 准涵盖了直流和交流充电模式，主要交互信息除了充电控制信息之外，包括计量计费、授权和认证等， 以及增值服务信息。该标准主要是基于 PLC 技术的。本标准是规定了电动汽车交流充电时的充电控制、 计量计费等信息，应用范围是 ISO/IEC 15118 的一个子集。目前国内 PLC 技术还不

44、成熟，在电动汽车领 域的应用没有充分研究和验证，而 CAN 总线技术在汽车领域的应用已经很成熟，通信速率和可靠性都 能得到保证，因此本标准提出了基于 CAN 总线的通信协议。 （ 2）本标准与国家标准基于 CAN 总线的电动汽车车载充电机和交流充电桩之间的通信协议的 关系：本标准与正在制定的国家标准基于 CAN 总线的电动汽车车载充电机和交流充电桩之间的通信 协议基本保持一致。 四、主要工作过程 2011 年 1 月，根据国家电网公司标准编制计划，由中国电力科学研究院牵头成立标准起草小组。起 草小组依据电动汽车交流充电的通信需求，参考了国内已颁布和正在编制的相关通信协议标准，完成该 标准的初稿

45、。 4 月 20 日，在北京召开标准起草组第一次讨论会，起草小组对标准的定位、涵盖的主要内容、通信 方式与充电接口的统一性、信息交互内容等进行了探讨，并将标准名称修改为基于 CAN 总线的电动 汽车车载充电机与交流充电桩之间的通信协议 。会后对标准的框架结构和具体内容进行了修改。 5 月 17 日， 在北京召开标准起草小组第二次讨论会。 会后根据讨论结果对标准框架结构、 通信流程、 报文组织、标准格式等进行修改完善，形成了标准征求意见稿。 6 月 15 日， 将标准征求意见稿发送给相关单位征求意见。 起草小组根据反馈意见对标准进行了修改。 9 月 1 日，在北京召开标准送审稿统稿会，会上对征求

46、意见处理情况进行了讨论。会后根据讨论意 见对标准进行了进一步修改，形成标准送审稿。 10 月 20 日，由国家电网公司营销部组织相关专家召开了标准审查会，审查组通过了标准送审稿的 审查，建议根据专家意见修改后形成报批稿，上报主管部门批准。 五、标准结构和内容 Q/GDW 11171 2014 18 本标准依据 GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写规则的编写要求进行 编制。标准的主要结构和内容如下： （ 1）前言。 （ 2）正文共设 10 章，包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、总则、物理层、数据链路层、 应用层、总体流程、报文分类、报文格式和内容。 （

47、3）附录：互操作过程 。 六、条文说明 4 总则 电动汽车与交流充电桩之间的通信方式与交流充电接口的型式密切相关，而目前电动汽车交流充电 接口国家标准中未对通信接口做出明确的规定。为了与车辆控制系统的通信网络相一致，并考虑到技术 的成熟程度，本标准采用了 CAN 通信方式。 国际标准 ISO/CD 15118 正在制定电动汽车与充电设施之间的通信协议，其第 3 部分（物理层和数 据链路层）采用了 PLC 技术。标准编制组对 CAN 和 PLC 技术在国内外及相关领域的应用情况进行了调 研，认为在我国 PLC 的技术和应用环境还不成熟，不宜现阶段在本标准中采用，但也不能排除未来应 用的可能性。因

48、此，本标准仍采用较为成熟的 CAN 总线技术，将标题修改为基于 CAN 总线的电动汽 车车载充电机与交流充电桩之间的通信协议 。对于未来可能采用的电力线载波通信（ PLC） 、无线通信 等其他方式，可另行制定标准。 5 物理层 通信协议的物理层参照了 ISO 11898-1、 SAE J1939-11 关于物理层的规定。 与车辆 CAN 网络相一致，车载充电机与交流充电桩之间的通信波特率采用 250kbit/s，对应的位时 间为 4 s。 6 数据链路层 数据链路层定义遵循 SAE J1939-21。本标准采用了 29 位标识符的 CAN 扩展帧，将 29 位标识符划 分为优先级、数据页、 PDU 格式、特定 PDU、源地址等多个位域采用参数组编号对信息类型等定义， 并采用“传输协议”作为多包消息的传送方式。网络地址采用了不可配