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.pdf

1、ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 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 Charging tariff and control unit for electric vehicles Part 1:Technical specification 2018 - 03 - 06 发布 2018 - 03 - 06 实施 国家电网公司 发布 Q/GDW 11709.1 2017 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语 和定义 . 1 4 缩略语 . 2 5 总则 .

2、2 6 基本构成 . 2 7 功能要求 . 2 8 技术要求 . 4 9 检验规则 . 7 附 录 A （资料性附录） 计费控制单元功能和系统架构 . 8 编制说 明 . 9 Q/GDW 11709.1 2017 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 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 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 标准的第 1部分 。

3、本 部分 由 国家电网公司 营销部 提出并解释。 本 部分 由国家电网公司科技部归口。 本 部分 起草单位： 南京南瑞集团公司 、 国网电动汽车服务公司、许继集团有限公司、山东鲁能智能技术有限公司、中国电力科学研究院、国网信息通信产业集团有限公司、国网山东电力集团公司。 本 部分 主要起草人： 沈建新、武斌、彭建国、朱炯、张世帅、 马建伟、 李索宇、严辉、叶建德、张建伟、汝雁飞、刘麟、臧其威、谷岭、胡宝、乔海强、 巴宇、 刁晓虹、杨勇、臧志斌、马胜国、张 华栋 本 部分 首次发布。 本 部分 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 11709.1 2017 1 电动汽

4、车充电 计费控制单元 第 1 部分：技术条件 1 范围 本 部分 规定了 电动汽车充电 计费控制单元 的 总则、 基本构成、功能 要求 、技术要求、 检验规则 等 。 本 部分 适用于 接入 国家电网公司 车联网 平台 的 电动汽车充电设施 用 计费控制单元 。 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 2423.1 2008 电工 电子产品环境试验 第 2部分：试验方法 试验 A：低温 GB/T 2423.2 2008 电工电子产品环境试验 第

5、2部分：试验方法 试验 B：高温 GB/T 2423.3 2016 电工电子产品环境试验 第 2部分：试验方法 试验 Cab：恒定湿热试验 GB/T 2423.16 2008 电工电子产品环境试验 第 2部分：试验方法 实验 J及导则：长霉 GB/T 4797.6 2013 环境条件分类 自然环境条件 尘、沙、盐雾 GB/T 15284 2002 多费率电能表 特殊要求 GB/T 17626.2 2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3 2016 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4 2008 电磁兼容 试验和测量

6、技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5 2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌 (冲击 )抗扰度试验 GB/T 17626.11 2008 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 GB/T 18487.1 2015 电动车辆传导充电系统 一般要求 GB/T 20234.1 2015 电动汽车传导充电连接装置 第 1 部分：通用要求 GB/T 28569 2012 电动汽车交流充电桩电能计量 GB/T 29317 2012 电动汽车充换电设施术语 GB/T 29318 2012 电动汽车非车载充电机电能计量 NB/T 33001 2010 电动汽

7、车非车载传导式充电机技术条件 DL/T 645 2007 多功能电表通信协议 Q/GDW 11709.3 2017 电动汽车充电 计费控制单元 第 3部分： 与 车联网 平台通信协议 3 术语 和 定义 GB/T 29317 2012、 Q/GDW 11709.3 2017界定 的 以及 下列术语和定义适用于本 文件 。 3.1 计费控制单元 tariff and control unit Q/GDW 11709.1 2017 2 充电设施 内 实现 认证、 结算 、人机交互等充电业务相关功能 ，具备 与 车联网 平台 通讯功能的控制单元。 3.2 充电控制器 charge controlle

8、r 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。 3.3 嵌入式安全控制模块 embedded secure access module 具有普遍安全应用价值的嵌入式数据安全产品 ， 硬件集成有国密算法、硬件随机数发生器、电压和频率检测等多种安全性保护机制，可有效保证传输数据的机密性和完整性。 4 缩略语 下列 缩略语 适用于本文件。 TCU： 计费控制单元 （ Tariff and Control Unit） ESAM： 嵌入式安全控制模块 （ Embedded Secure Access Module） 5 总则 电动汽车充电 计费控制单元 应 安

9、全 、准确 、可靠地实现 认证结算 功能 。 6 基本构成 电动汽车充电 计费控制单元 由 CPU处理器、 ESAM模块、非易失存储器、 硬件接口 、语音模块、定位模块、开关量输入、开关量输出、时钟、电源管理等部件构成。 电动汽车充电 计费控制单元 应包括以下接口：读卡器接口、电能表接口、远程通讯接口、显示器接口和充电控制器接口等。 7 功能要求 7.1 认证结算功能 在 充电过程中 应 使用支持 DL/T 645-2007协议的电能表获取用户充电电量 ，应具备对每个充电口的输出电 量 进行 认证结算 的功能 。 计费控制单元 应能 实现 分时 电费 的计算 、充电服务费的计算及统一结算功能

10、,应 支持本地分时电 费 和服务费模型的存储和更改功能。 非车载充电机电能计量功能应符合 GB/T 29318-2012的要求，交流充电桩电能计量应符合 GB/T 28569-2012的要求 。 计费控制单元 功能及系统架构参 见附录 A。 7.2 读卡器 操作功能 应具备 充电 卡 （符合 ISO 14443的 CPU卡 ） 识别功能， 能够实现对充电卡的读写操作，具有身份识别，卡内信息读取，对充电卡进行灰锁、解灰、扣款等操作。 7.3 安全认证和数据加解密功能 Q/GDW 11709.1 2017 3 ESAM模块 具备存储密钥以及进行加解密运算的功能，应由 计费控制单元 启动 ESAM模

11、块与 充电卡完成安全认证以及数据保护工作。 计费控制单元 应具备 与 车联网 平台双向认证的功能， 以及 对其内部 ESAM的密钥数据进行更新的功能。 7.4 充电控制功能 计费控制单元 应 具备 有卡充电 功能 和 无卡充电 功能 ， 用户能够通过刷充电卡、扫描二维码、输入账号等方式，完成身份识别，并实现充电服务。 计费控制单元 能够 采集充电桩的状态信息、告警信息和充电桩参数信息等 ，能通过充电控制指令控制充电桩的启、停 ，并能够对充电功率进行 控制 。 7.5 显示功能 计费控制单元 应能 通过显示器向用户提供充电操作提示，显示充电桩工作状态、充电过程信息、充电交易信息和用户交互信息等。

12、 7.6 通讯功能 可通过单独的通讯模块与 车联网 平台 通讯，通讯方式可选择 2G/3G/4G/以太网。 7.7 存储功能 7.7.1 黑名单存储 功能 计费控制单元 应 能 存储 车联网 平台 下发的黑名单，存储 记录数 不少于 五万 条。 7.7.2 交易记录存储 计费控制单元 应存储 充电卡充电正常交易记录、充电 卡充电异常交易记录、充电 卡解灰交易记录和无卡 充电交易记录。 计费控制单元 存储 交易记录数据 接近 设计上限后 应向主站报警 ,达到上限后 ,能够 自动逐条更新交易纪录 ， 交易记录存储数量不少于 十万条 。 7.7.3 认证结算 模型 存储 功能 计费控制单元 应存储

13、车联网 平台下发的 认证结算 模型信息，包括电 费 模型和服务费模型 。 7.7.4 告警和故障记录 存储 功能 计费控制单元 应记录充电 桩产生的告警和故障记录，存储容量不少于 五万条 。 7.8 远程升级 功能 计费控制单元 应具有通过 车联网 平台实现 应用 软件 远程升级 的 功能。 7.9 RTC 时钟和校时 功能 计费控制单元 应有 RTC时钟，当外电源停电后，应维持时钟正常工作， 维持时间 不低于个月。 计费控制单元 应支持远程校时功能， 车联网 平台 定期通过读取充电设施 的时钟，进行时钟管理，对时钟超差的充电 设施 发送校时指令，确保充电 设施 时钟与后台保持一致。 时钟 准

14、确度 0.5s/d。 7.10 掉电检测 功能 计费控制单元 应具有掉电检测功能， 掉电后 应 实现 当前 未完成 交易记录 的 存储功能 。 Q/GDW 11709.1 2017 4 7.11 定位 功 能 计费控制单元 通过 北斗 或 GPS模块获取当前充电 设施 坐标，并传给 车联网 平台 。 7.12 语音 功能 认证计费单元应具备语音功能，完成充电操作提示、告警等语音 输出 功能 。 7.13 扩展功能 计费控制单元 可根据需求扩展以下功能： a) 数据导出：留有 USB接口，便于数据导出； b) 智能控制：预留蓝牙 、 UART接口，用于 车位检测 或 车锁控制 等 ； c) 扩展

15、存储 ： 预留 SD卡 插拔接口 ，根据数据存储量要求可使用 SD卡扩展存储容量 ； d) 广告功能：具有广告信息存储和推送功能 。 8 技术要求 8.1 环境条件 8.1.1 环境温度： -40 70； 8.1.2 相对湿 度： 5 95； 8.1.3 海拔高度： 2000m； 8.1.4 大气压强： 80kPa 110kPa。 8.2 电源要求 8.2.1 额定 电压： DC12V， 电压范围 DC9V 15V； 8.2.2 额定功率： 20W； 8.2.3 支持电源输入反接保护。 8.3 硬件要求 8.3.1 处理能力 要求 8.3.1.1 计费控制单元所采用的 CPU应为 ARM架构，

16、且 主频不低于 600MHz。 8.3.1.2 计费控制单元所采用的内存不小于 512MByte。 8.3.2 存储 能力 要求 计费控制单元 自身 存储容量不得低于 1GByte。 8.3.3 通信能力要求 应配置同时支持中国移动、中国联通、中国电信 4G/3G/2G的全网通通信模块 。应具备 2个标准 SIM卡插槽，支持外插式安装 ，支持双卡切换功能 。 8.3.4 对外 接口要求 Q/GDW 11709.1 2017 5 计费控制单元应至少具备如下 对外 接口： a) 一路触控屏接口 ： 采用 LVDS接口，硬件采用 DVI接口形式 ； b) 两路串口 ： 一路 RS485接口 ，实现

17、与电能 表 通信功能 ； 一路 RS232接口 ，实现与刷卡 器 通信功能 ； c) 一路 USB接口 ：用于扩展功能 ； d) 一路 CAN接口：实现与充电控制器通信功能 ； e) 一路以太网 ： 实现以太网组网功能 ； f) 音频接 口：内置功放，驱动外置扬声器 ； g) 开关量输入 ：两路带隔离的开关量输入 ； h) 开关量输 出：两路带隔离的开关量输出。 8.4 系统软件要求 8.4.1 操作系统 计费控制单元采用 Linux系统平台， Linux内核版本不低于 3.14。 8.4.2 文件 系统 计费控制单元应建立特定的文件系统 ，满足 应用程序和数据 的存储需求，并 满足表 1 的

18、要求 。 表 1 文件系统要求 文件 路径 存储容量 应用程序 /mnt/nandflash/app/ 不小于 100M 应用程序所需要的库文件 /usr/lib/ 不小于 60M 远程升级下载文件 /mnt/nandflash/download/ 不小于 40M 远程升级备份文件 /mnt/nandflash/back-up/ 不小于 80M 人机交互 程序 /opt/ 不小于 60M 人机交互内容文件 /opt/image/ 不小于 40M 语音文件 /opt/voice/ 不小于 40M 8.5 结构要求 8.5.1 外壳 计费控制单元 外壳尺寸不大于：（长宽高） 150mm 150mm

19、 60mm。 计费控制单元 应采用金属外壳封装，外壳结构设计应考虑接线端子接线操作和安装的便利性。 整体无外露锐角，表面涂覆色泽层应均匀光洁，不起泡 、 不龟裂、 不脱落。 8.5.2 安装方式 宜 采用挂钩加螺丝 或导轨 固定方式。 8.6 耐环境要求 8.6.1 三防（ 防 潮湿，防霉变，防盐雾 ）保护 Q/GDW 11709.1 2017 6 计费控制单元 内 的 印刷线路板、 接插件 等部件应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理。 其中防 霉变 腐蚀 试验参考 GB/T 2423.16 2008中 试验方法 1，长霉程度等级不低于标准中要求的 2a； 防盐雾腐蚀能力应能满足 GB/T 479

20、7.6 2013中图 7的要求。 8.6.2 防锈（防氧化）保护 设备的铁质外壳和暴露在外的铁质支架、零件应采取双层防锈措施，非铁质的金属外壳也应具有防氧化保护膜或进行防氧化处理 。 8.6.3 高低温和湿 热 性能 8.6.3.1 低温性能 按 GB/T 2423.1 2008 中试验 Ab 规定的方法进行试验，在试验前、试验期间、试验后， 计费控制单元 应能正常工作 。 8.6.3.2 高温性能 按 GB/T 2423.2 2008 中试验 Bb 规定的方法进行试验，在试验前、试验期间、试验后， 计费控制单元 应能正常工作 。 8.6.3.3 湿热性能 按 GB/T 2423.3 2016

21、 中试验 Cab 规定的方法进行试验，在试验前、试验期间、试验后， 计费控制单元 应能正常工作 。 8.7 绝缘要求 8.7.1 绝缘电阻 用开路电压为表 2规定的直流电压等级的测试仪器测量， 计费控制单元 非电气连接的各带电回路之间、各 独立带电回路与地（金属外壳）之间绝缘电阻应大于等于 10 M 。 8.7.2 介电强度 计费控制单元 非电气连接的各带电回路之间、各独立带电 回 路与地（金属外壳）之间，按其工作电压应能承受表 2所规定历时 1 min的工频交流电压（也可采用直流电压，试验电压为交流电压有效值的 1.4倍）。 试验过程中 ，试验部位不 应 出现 绝缘击穿和闪络现象。 8.7.

22、3 冲击耐压 计费控制单元 各带电回路、各带电电路对地（金属外壳）之间，按其工作电压应能承受表 2所规定标准雷电波的短时冲击电压试验。试验过程中 ，试验部位不应出现 击穿放电。 表 2 绝缘试验的试验等级 额定绝缘电 压 Ui （ V） 绝缘电阻测试仪器的电压等级 （ V） 介电强度 试验 电压 （ kV） 冲击 耐压试验 电压 （ kV） 6 0 250 1.0(1.4) 1 注 1：括号内数据为直流介质强度试验值。 注 2： 出厂试验时，介电强度试验允许试验电压高于表中规定值的 10 %， 试验时间 1 s。 Q/GDW 11709.1 2017 7 8.8 电磁兼容 8.8.1 抗扰度要

23、求 8.8.1.1 静电放电抗扰度 计费控制单元 应能承受 GB/T 17626.2-2006 中第 5 章规定的试验等级为 3 级的静电放电抗扰度试验。 8.8.1.2 射频电磁场辐射抗扰度 计费控制单元 应能承受 GB/T 17626.3-2016 中第 5 章规定的试验等级为 3 级的射频电磁场辐射抗扰度试验。 8.8.1.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度 计费控制单元 应能承受 GB/T 17626.4-2008 中第 5 章规定的试验等级为 3 级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。 8.8.1.4 浪涌（冲击）抗扰度 计费控制单元 应能承受 GB/T 17626.5-2008 中第 5 章规定

24、的试验等级为 3 级的浪涌（冲击）抗扰度试验。 8.8.1.5 电压暂降、短时中断抗扰度 计费控制单元 应能承受 GB/T 17626.11-1998 中第 5 章规定的电压暂降、短时中断抗扰度试验。 8.8.2 发射试验要求 8.8.2.1 辐射骚扰限值 计费控制单元辐射骚扰试验 , 应满足 NB/T33001 2010 中 6.12.2.1 节的要求。 8.8.2.2 传导骚扰 限值 计费控制单元 传导骚扰试验 , 应满足 NB/T33001 2010 中 6.12.2.2 节的要求。 9 检验规则 出厂试验和型式试验项目见表 3。表中带“”号为应做试验项目，带“ ”号为有条件进行的试验项

25、目。 表 3 检验和实验项目 序号 实验项目 型式实验 出厂试验 1 一般检查 2 电气性能检查 3 功能 试验 4 环境 试验 5 电磁兼容试验 Q/GDW 11709.1 2017 8 附 录 A （ 资料性 附录） 计费控制单元 功能和 系统 架构 计费 控制单元 通过软硬件接口连接相应输入 /输出组件， 完成 人机 显示、 计量 计费、 支付 、 数据 加解密、控制充电设备启停、 与 车联网 平台通信 等 功能。 计费控制单元 功能及系统架构 如图 A.1 所示 。 图 A.1 计费控制单元 功能和系统架构 图 Q/GDW 11709.1 2017 9 电动汽车充电 计费控制单元 第

26、1部分： 技术 条件 编 制 说 明 Q/GDW 11709.1 2017 10 目 次 1 编制背景 . 11 2 编制主要原则 . 11 3 与其他标准文件的关系 . 11 4 主要工作过程 . 11 5 标准结构和内容 . 12 6 条文说明 . 12 Q/GDW 11709.1 2017 11 1 编制背景 本标准 依据 国家电网公司关于下达 2016 年度公司第一批技术标准制修订计划的通知 （ 国家电网科 2015 1240 号 ） 的 要 求编写。 本标准编制主要目的，是 为促进 电动汽车安全 充电 ，提升 国家 电网公司对系统内 充电设备 电能计量和认证结算 的管控能力 ， 为规

27、范充电设施电能计量和 计费控制单元 技 术要求，国家电网公司组织制定了电动汽车充电 计费控制单元 系列标准。 2 编制主要原则 本标准 根据以下 原则 编制 ： a) 标准编制的原则是遵守现有相关法律、条例、标准和导则等， 根据 国家电网 电动汽车充换电 设施建设规划，结合公司电动汽车示范工程取得的经验和成果，充分考虑先进性和实用性 相结合 、统一性与灵活性相结合以及未来技术发展，制定本标准 ； b) 本标准的出发点 和基本原则是保障 电动汽车充电 过程的安全 和 稳定 ，在 标准制定过程中，与电动汽车 服务 公司、 计费控制单元 制造商和充电设施制造企业 进行 沟通和技术交流 ，同时尽量使条

28、文具有较好的可操作性，便于理解、引用和实施 ； c) 本标准适用于 国家电网公司系统使用的 电动汽车 充电 计费控制单元 。 3 与其他标准文件的关系 本标准与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致。 本标准不涉及专利、软件著作权等知识产权问题。 4 主要工作过程 2015 年 12 月，根据国家电网公司科技部标准编制计划要求启动项目。 2016 年 3 月，确立编研工作的总体目 标，构建编制工作小组，开展课题前期研究工作。 2016年 4月，完成标准大纲编写，由标准起草单位 南京 南瑞集团 公司 北京国网普瑞特高压输电技术有限公司 组织召开标准讨论和评审会，对标准草稿的格式、章节、内

29、容等进行认真讨论，对标准的试验方法、技术要求、参考和引用的标准提出修改意见。会后编制小组根据修改意见对标准进行了修改，形成标准初稿。 2016 年 6 月，经过编制小组和相关专家反复论证和修改， 完成征求意见稿编写 ，在公司系统内各网省公司第一次广泛征求意见 ， 征求意见 包括： 国网电科院实验验证中心、国网黑龙江省电力公司、国网浙 江省电力公司 、 许继集团 有限 公司 等 多家单位 。 2016 年 8 月，组织召开编制组讨论会，对收集到的意见进行整理讨论。 2017 年 5 月，经协商，由公司营销部组织，将该系列 4 个标准 统一 在公司系统内各网省公司第二次广泛征求意见。编制组对收集到

30、的意见进行整理讨论，修改形成标准送审稿。 2017 年 6 月 23 日，公司电力营销技术标准化工作组组织召开了标准审查会 ，审查结论为：经评审专家协商一致，同意修改后报批。 2017 年 6 月，修改形成标准报批稿。 Q/GDW 11709.1 2017 12 5 标准结构和内容 本标准按照国家电网公司技术标准管理办法（国家电网企管） 455 号文）的要求编写。 电动汽车充电计费控制单元 标准 分以下 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 第 1部分规定了 电动汽车充电计费控制单元的总则、基本构

31、成、功能要求、技术要求、检验规则等要求；第 2部分 规定了 电动汽车充电计费控制单元与充电桩控制器之间基于 CAN总线的通信物理层、数据链路层及应用层的定义 ； 第 3部分规定了车联网平台与电动汽车充电计费控制单元之间通信接口和报文规范 ； 第 4部分规定了电动汽车充电计费控制单 元的检验规则、检验条件、检验项目、检验方法等内容。这 4部分标准可以独立使用 。 本部分是 电动汽车充电计费控制单元 的 第 1 部分。 本 部分 的主要结构和内容如下： 本 部分 主题章为 3 章， 主题章功能要求 由 认证结算功能、 读卡器操作功能 、 安全认证和数据加解密功能 、充电控制功能、显示功能、通讯功能、存储功能、远程升级功能、 RTC 时钟和校时功能 、掉电检测功能、定位功能、语音功能、扩展功能 13 个部分 组成 ；主题章技术要求由环境条件、电源要求、硬件要求、系统软件要求、结构要求、耐环境要求、绝缘要求、电磁兼容等部分组成 ；主题章检 验规则列举了 出厂试验和型式试验 的 项目 。 6 条文说明 无