电动汽车无线充电系统第2部分：车载充电机和无线充电设备之间的通信协议

电动汽车无线充电系统第2部分：车载充电机和无线充电设备之间的通信协议

国家标准 GB/38775.2一2020 电动汽车无线充电系统 第2部分:车载充电机和无线 充电设备之间的通信协议 Electricvehiclewirelesspowertransfer一Part2Communieationm proto0colsbetweenon-b0ardchargerandwirelessp0wertransferdevice 2020-04-28发布 2020-11-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB/T38775.2一2020 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 缩略语 无线充电系统 无线充电管理通信流程 接口消息定义 8 参数定义 38 参考文献 55
GB;/T38775.2一2020 前 言 GB/T38775《电动汽车无线充电系统》分为以下部分 第1部分:通用要求; 第2部分;车载充电机和无线充电设备之间的通信协议; 第3部分:特殊要求; 第4部分:电磁环境限值与测试方法 本部分为GB/T38775的第2部分 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本部分由电力企业联合会提出并归口 本部分起草单位;电力科学研究院有限公司.电力企业联合会.中兴新能源汽车有限贵任 公司,国网江西省电力有限公司电力科学研究院、汽车技术研究中心,浙江万安科技股份有限公司 中惠创智无线供电技术有限公司,许继电源有限公司、国同冀北电力公司电力科学研究院、国网上海市 电力公司电力科学研究院,国网江苏省电力有限公司、上海汽车集团股份有限公司、浙江青利汽车研究 院有限公司,北京新能源汽车股份有限公司,清华大学、天津工业大学、东南大学、上海电器科学研究所 集团)有限公司 本部分主要起草人.王松岑、刘永东,葛得辉,黄晓华,胡超,马建伟、王阳、张晓丽、黄析,王成亮 范瑞祥、袁瑞铭、魏斌、李妮、陈锋、焦来磊、徐肿
GB/T38775.2一2020 引 言 本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时,可能涉及5.1,5.2,5.4,6、7.5.8与其对应内容相关 的专利的使用 本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场 该专利持有人已向本文件的发布机构保证,他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下， 就专利授权许可进行谈判 该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案 相关信息可以通过以下 联系方式获得 专利持有人姓名.Witrieity公司 地址:57WaterStreet,watertown,MA,USA 专利持有人姓名;中必新能源汽车有阳贵任公司 地址;广东省深圳市南山区中兴通讯西丽工业园研一楼 专利持有人姓名中惠创智无线供电技术有限公司 地址;山东省烟台市莱山区明达西路11号 专利持有人姓名厦门新页科技有限公司/厦门新页电气有限公司 地址;厦门市思明区金山路8号和盛大厦11层 专利持有人姓名,华为技术有限公司 地址;深圳市龙岗区坂田华为基地 请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利 本文件的发布机构不承担识别这些专 利的责任
GB;/T38775.2一2020 电动汽车无线充电系统 第2部分车载充电机和无线 充电设备之间的通信协议 范围 GB/T38775的本部分规定了电动汽车静态无线充电系统地面通信控制单元(csU)与车载通信控 制单元(IVU)之间实现无线充电控制的通信协议;亦规定了无线充电控制管理系统(wCCMS)参与无 线充电控制的通信协议 本部分适用于地面通信控制单元(csU)与控制管理系统(wccMIS)之间,以及车载通信控制单元 IVU)与地面通信控制单元(CSU)之间的管理和控制 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/T38775.1一2020电动汽车无线充电系统第1部分;通用要求 GB/T38775.32020电动汽车无线充电系统第3部分:特殊要求 无线电频率划分规定(工业和信息化部令第46号 IEEEStd802.11TMIEEE信息技术标注系统间的通信及信息交互局域网特殊要求;第11 部分;无线局域网媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范[IEEEStandardforInformationtechnol ogyTelecommunicationsandinformationexehangebetweensystemms一Localandmetropolitanarea networksSpeeifiecrequirements;Part1l;wirelessLANMediumAccessControlMAC)andPhysi callayer(PHY)Speeifeations] 术语和定义 GB/T38775.1一2020和GB/T38775.3一2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 车位标识 chargingspotidentifieation 用于识别车位的唯一信息 3.2 车位信息eharsmg spotinformmation 地面系统中充电车位的车位标识以及线圈信息 3.3 eoilinforation 线圈信息 由线圈角色、标识,类型,功率,频率信息组成的表示线圈身份及参数的信息
GB/T38775.2一2020 3.4 地面系统信息grwundtaeitites information 由车位信息、地面通信控制单元(CsU),功率发送控制器(PTC)、功率因数校正(PFC)的软硬件版 本信息、,地面通信控制单元(CsU)和功率发送控制器(PTC)的绑定关系,功率发送控制器(PTC)和充电 位的绑定关系组成的表示地面系统身份及功能的信息 3.5 充电状态chargingstate 电动汽车连接充电系统后的状态,包括充电和未充电两种状态 3.6 车辆系统信息yehielesystemimformatonm 由车辆系统中车载通信控制单元(IVU),功率接收控制器(PPC)的软硬件版本信息组成的表示车 辆系统身份及功能的信息 3.7 vehiclestate 车辆状态 用于表示车辆无线充电过程中车载设备以及车辆行驶的状态,主要包括车载通信控制单元(IvU) 状态,车辆行驶模式等信息,当出现故障的时候还包括对应的故障值,以及功率接收控制器(PPC)充电 电量等信息 3.8 保活 keepalive 确认两个通信节点之间是否处于连接状态的机制 在通信协议中,允许有通信连接的设备定期向 该连接的对等方发送不含数据的空段 如果连接仍然有效,对方设备会响应一个包含确认的段 如果 无效,对方设备将回应一个连接复位段 3.9 通信模式A caseAcommumication 地面通信控制单元(CsU)与车载通信控制单元(IVU)之间进行通信并进行数据交换的模式 3.10 通信模式B caseBcommunieation 地面通信控制单元(csU)、车载通信控制单元(IvU)及无线充电控制管理系统(wcCMS)之间进 行通信并进行数据交换的模式 3.11 中点电压 midpointvoltage 副边设备输出的电压值 3.12 condition 缓启动状态 slowstart 电压或电流以一定的斜率逐渐上升的状态 3.13 PFC更新状态pdatestate ofPrC PFC软件处于更新时的状态 缩略语 下列缩略语适用于本文件 `ommunicationServiceUnit) CSU;地面通信控制单元(Cor
GB;/T38775.2一2020 IVU;车载通信控制单元(In-VehicleUnit PFC;功率因数校正(PowerFaetorCorrection) PPC;功率接收控制器(PowerPekup Controller PrC;原边线圈(PrimaryCoil PTC;功率发送控制器(PowerTransmitControler) PuC:副边线圈(PickUpCoil Protocol UDP:用户数据报协议(UserDat atagram System wccMs;无线充电控制管理系统(wirelessChargingcomtrolManugememr 无线充电系统 5.1概述 无线充电系统在结构上分为地面设备和车载设备，二者之间无直接物理连接 在无线充电过程中 地面设备和车载设备之间应通过无线通信来交互信息以实现充电过程的控制与管理 无线充电系统运行过程中,csU应通过vU与电动汽车车辆控制系统进行有效通信,以实现对电 池充电过程的安全监控 通信模式B时,无线充电系统应具有网络端远程综合管理能力,csU应具备与wCCMs进行数据 通信的接口 无线充电系统包括地面系统和车辆系统两部分 a)地面系统;包括wcCMs,CsU、PTc,PFC和PrC等设备 b)车辆系统;包括车辆控制系统、,IvU,PPC以及PuC等设备 管理和通信系统包括wccMSs,csU和vU等通信单元 PTc,Prc,PPC和PuC组成无线能量 传输系统,实现电能从地面系统通过无线接口传输到车辆系统 地面系统的PTc和车辆系统的PPc 通过管理和通信系统进行互通和通信 图1是无线充电系统的架构图 PPC和车辆控制系统之间可有通信接口 注本标准暂不支持管理和通信系统跨多个运营商的场景
GB/T38775.2一2020 设备管理平台 运营服务平台 wcCMS WI接口 通信系统 wC接口 C接口 CSU IVU PFC PTc 车辆控制系统 PPC PrC PuC 无线能量传输系统WPT 地面系统 车辆系统 功率传输线 表示通信接口，而非实体连接线 表示通信接口，而非实体连接线 信号/数掘传输线 商根据应用场景首行选择非必选项》 无线电能传输 图1无线充电功能系统架构图 wCCMS与CsU之间允许存在wC接口,wCCMS与IVU之间允许存在w接口,wC接口、w 接口均为可选 设备管理平台、运营服务平台宜与传导式充电设备统一 5.2通信单元功能 各通信单元功能如下 wcCMS;无线充电控制和管理,负责对系统管理、IVU和cSU的认证,设备认证,充电管理 a wCCMS应具备如下功能 完成对csU和IvU的认证鉴权和通信安全管理; 22) 无线充电监测 计量处理(可选); 3 参与部分充电控制,如检查IvU用户标识和vU设备标识是否匹配,csU用户标识和 ！ sU设备标识是青匹配,充电异常处理等 CsU;地面通信控制单元,完成地面系统信令控制,以及 b WCCMS对地面系统,车辆系统对地 面系统信令控制的通信通道功能 CsU应具备以下功能 控制PTC启动、停止对PrC进行供电; 1) 22 PTC.PFC故障和异常事件检测; 33 向IVU上报充电状态; ！ 和IVU之间转发PPC、PTC数据;
GB;/T38775.2一2020 5 检查原边线圈和副边线圈是否匹配 通信模式B时,CSU还应具备以下功能 1负责地面系统和wcCMS通信; 22 向wCCMS上报充电状态 IVU:车载通信控制单元,实现无线充电车载部分的控制,与PPC完成信令交互,并与CsU完 成信令交互 IVU应具备以下功能 负责与地面系统中CsU以及车辆控制系统的通信; 1) 22 监测PPC,车辆控制系统故障以及异常事件; 33 和CsU之间转发PPC,PTC数据 通信模式B时,IVU应提供wCCMS所需信息 IVU可提供用户进行无线充电控制和状态监控的人机界面的接口 5.3物理层协议 c接日的通信物理层应符合EEEsd802.1I叫的规定 注1:IEEEStd802.11M是通过HTAPs或者HTSTAs实施的 注2HTsTA的功能在IEEESstd802.11TM;2012的4.3.10给出了详细规定,HTAP是与HTSTA具有相同功能 的访问节点 5.4通信接口 无线充电系统具有以下接口: W接口(可选wCCMS和IVU之间的接口,该接口也可表示IVU通过CSU间接连接wC a CMS,主要功能包括IVU的注册、信息上报以及发起开始充电请求、保活 充电模式B时可 建立wI接口 b wC接口:wCCMS和CsU之间的接口,主要功能包括CsU的注册、信息上报和保活,以及 wCCMS利用该接口向CSU发起充电命令 充电模式B时应建立wC接口 CI接口:CSU和IVU之间的接口,包括两个逻辑接口:控制信令接口和数据接口 控制信令 接口主要提供CSU和IVU之间的充电控制功能,数据接口提供包括IVU寻找CsU的IP地 址,PTC和PPC之间数据通信的承载以及保活 d 其他接口;车辆系统中IVU和PPC之间的接口是内部接口 地面系统中CsU和PTC之间 的接口是内部接口 5.5CSU、PIC和PrC之间的关系 图2为csU,PTC和PC之间的关系示意图，一个csU可控制多个PTC，一个PTC只能由 csU逃行控制 PTc可通过可控开关器件为一个指定的PrC供电,PTC亦可通过设定好可控开关器件,同时为多 个PrC供电,可控开关器件的控制应由csU执行
GB/T38775.2一2020 csu PTcI PTCn-l PICm PTC2 PrC1 PrC2 PrCm-1 PrCm 车位a1 车位m-1 车位2 车位nm 图2sU、,PIc和PrC之间的关系 5.6安全 IVU和CsU应检查设备信息完整性,以防止被修改 IVU和CsU之间的控制信令应进行完整性保护和加密保护 IvU和CsU之间数据接口转发的PTC和PPC数据宜进行完整性保护 wCCMS应对IVU及CSU进行用户鉴权和设备鉴权,以防止非授权用户或设备接人 VU,CSU和wCCMS之间的信令应进行完整保护和加密保护 无线充电管理通信流程 6 6.1充电总体流程 电动汽车无线充电系统的正常充电流程如图3所示,车载侧和地面侧设备的充电流程共4个状态 分别为通信未连接、通信连接,待机,充电: 通信未连接;地面、车载侧设备功率模块部分待机,等待指令下达后可进行能量传输,但通信连 a 接未建立 该状态下,通信单元处于工作状态 通信连接;各通信单元建立了通信连接,但能量未开始传输 该状态下,系统在完成地面、车载 b 侧的互操作性检测、认证鉴权处理、对位检测等流程后进人空载待机状态 注1:系统在对位检测时,如车辆侧提出要求也可发送与对位相关的信号 注2;互操作性检测、认证鉴权处理也可在车辆进人充电位过程中完成 待机:系统进行地面、车载侧的互操作性检测、认证鉴权处理、对位检测已结束,但还未开始能 量传输 系统完成能量传输前提条件的判断,等待执行能量传输指令 d 充电:接收到启动充电指令,根据车辆控制系统下达的充电指标执行能量传输;接收到停止充 电指令,停止能量传输 建立通信连接后,车载、地面设备的信息交互应同步,保证充电流程安全执行
GB;/T38775.2一2020 注销 停止充电 终正通信 注销 终正遇信 通信未连接 通信连接 待机 充电 注册 信息上报及查询 启动充电 建立通信 图3无线充电总体流程 6.2通信模式A的充电流程 6.2.1IvU初始化 IVU初始化过程如图4所示 IVU向csU发起注册,IvU注册之后,向csU上报车辆系统信息 CsU向IvU返回准备状态信息 IvU注册参见6.3.1 vU向csU上报车辆信息 IVU向CSU上报车辆状态 CSU向VU返回准备状态 图4IVU初始化 6.2.2IU发起充电 vU发起开始充电过程如图5所示 该过程用于IvU主动向CsU发起开始充电过程
GB/T38775.2一2020 vU向CsU发出开始充电请求 CsU与IVU之间互发互操作性信息 CsU判断互操作性信息是否通过 sU向IU返回互操作性信息 CsU发起开始充电 CSU和VU之间转发PpPC SU、IU故障 CsU向Iv通知车位状态 数据/PTC数据见6.3.5.4 检测 图5vU发起充电 开始充电过程为 IVU向CsU发起开始充电请求; a b CSU与IVU之间互发互操作性信息; c CcsU判断互操作性信息是否通过; d CsU向IVU返回互操作性检测信息; 互操作性检测通过,则CsU发起开始充电命令; e fD 当CsU检测到PTC状态变化,向IVU上报充电状态 在充电过程中,地面系统的PTC和车 辆系统的PPC分别通过CsU和IVU的数据接口进行充电控制信令传递,同时CsU、,IVU分 别进行故障检测,当检测到故障的时候向IVU、,CSU进行充电状态及车辆状态上报 CsU和 IVU之间还应通过保活机制确保在线 启动充电的判断条件中应至少包括 互操作性检测 a b对齐判断 安全监控及诊断功能的工作 c 6.2.3充电正常停止 正常状态下IvU触发停止充电过程如图6所示
GB;/T38775.2一2020 vU向CsU发起停止充电命令 CSU向IVU通知充电状态 图6充电正常停止 6.2.4充电异常停止 当CSU或IVU检测到故障或者PTC或PPC检测到故障时,停止充电的过程如图7所示 csU检测到故障或者PIc停止充电 cSU向rvU通知充电状态 IVU检测到故障或者PPC停止充电 vU向csU发起停止充电 IVU向CsSU上报故障 图7充电异常停止 6.3通信模式A的充电要求 6.3.1注册过程 IVU注册过程如图8所示 该过程用于IVU向CsU进行注册 IVU CSU .设备肩动开 获敢湖边设答 2.注册请求 工验定迈设 备ID和VUID 的绑定关系 4.鉴权请求 5,鉴权响应 6.注册响应 图8IVU注册过程
GB/T38775.2一2020 IVU注册过程为 IVU获取副边设备ID,并且与IVUID生成签名认证值; a IVU向CsU发起注册请求,消息中包括IVU用户标识和副边设备ID,签名认证值 b) CsU通过签名认证值验证副边设备ID和IVUID的绑定关系,如果失败则返回注册响应,带 c 有失败原因值; csU向vU发送鉴权认证请求消息.消息携带随机数 d IvU根据随机数和用户密钥本地计算网络计算认证码,如果和csU提供的网络计算认证码 -致,则IVU对CSU认证成功;IVU根据随机数和用户密钥计算设备计算认证码,并在鉴权 响应中将设备计算认证码返回给CsU; fD CsU判断设备计算认证码正确,则CsU认为对IVU认证成功,然后向IVU返回注册响应 VU注册成功之后,主动上报车辆系统信息,当车辆进人车位之后,并上报车辆状态 6.3.2注销过程可选 VU注销过程如图9所示 该过程用于IVU向CsU进行注销 IVU CSU 1.注销请求 2.注销响应 图9IVU注销过程 IVU注销过程为 a)充电停止后,IVU向CsU发起注销请求,带有IVU用户标识 b) CsU包括地面系统信息、充电状态或者车辆系统信息、车辆状态,然后向IVU返回注销响应 6.3.3IVU车位标识上报过程 vU获取车位标识上报过程如图10中所示,该过程用于车辆驶人充电位后,获取车位标识信息 并向CsU上报 vU CsU 获敢军位 标识 2.上报车位标识信息 图10IvU车位标识上报过程 vU车位标识上报过程为 当充电汽车进人充电位之后,IVU通过读取充电位预配置的地面系统信息获取当前的车位 a 标识 b)IVU将获取的车位标识信息发送给CSU. 10
GB;/T38775.2一2020 6.3.4信息上报和查询 6.3.4.1CSsU向IVU发起信息上报过程 CSU向IVU发起充电状态信息上报过程如图11所示 在开始充电之后,该过程用于csU直接 向IVU发送充电状态 CSU IVU 1.信息上报 2.信息上报响应 图11CsU向IvU发起信息上报过程 csU向IvU发起信息上报过程为 CsU检测到PTc开始充电或者停止充电,向vU发起信息上报过程,消息中带有充电状态 aa 信息; IvU向csU返回状态信息上报响应 b 6.3.4.2IvU向csU发起信息查询过程 IVU向CSU发起信息查询过程如图12所示 该过程用于IVU主动向CsU发起查询地面系统信 息或者充电状态 IvU CsU 1.查询信息请求 2.查询信息响应 图12IVU向CSU发起信息查询过程 IvU向CsU返回状态信息上报过程为 IvU向csU发起查询地面系统信息或者充电状态信息 a esU返回对应的信息 b 6.3.5充电状态控制过程 6.3.5.1IvU发起开始充电过程 IVU发起开始充电过程如图13所示 该过程用于IVU主动向csU发起开始充电过程 1
GB/T38775.2一2020 PTC CSU IvU 1.开始充电请求 2,开始充电请求响应 3.csU执行开始充电过程 图13IVU发起开始充电过程 IvU发起开始充电过程为 vU向csU发起开始充电请求,消息中带有车辆行驶模式和触发类型 a) b)csU判断启动充电是否通过,如果通过,则csU向vU返回充电请求响应,IvU状态为等待 状态 csU发出充电指令,PTC执行开始充电 6.3.5.2cSU发起停止充电过程 CsU发起停止充电过程如图14所示 该过程用于CsU发起停止充电过程 车辆系统中的PPC 可主动通知PTc停止充电 CSU PTc VU 1.csU向PIc发起停止充电 2.csU信息上报过程 图 14csU发起停止充电过程 CsU发起停止充电过程为: a)CSU向PTC发起停止充电 bCsU向IVU主动上报充电状态信息,带有PTC充电状态 6.3.5.3IvU发起停止充电 VU发起停止充电过程如图15所示 该过程用于IVU发起结束充电,IVU直接通知csU停止 充电命令 12
GB;/T38775.2一2020 Iv PpC PTC CSU 1.IVU主动发起结束充电 2.充电终止 .充电停止响应 4.csU发起停止充电过程 图15IVU发起停止充电过程 IvU发起停止充电过程为 IVU主动发起停止充电; a b IVU直接向csU发送停止充电,消息中带有车位标识和PTcC标识 CsU返回充电停止响应; c dCSU发起停止充电过程 6.3.5.4CsU和IVU之间数据转发 CSsU和IVU之间数据转发过程如图16所示 该过程用于IVU和CsU之间转发PTC数据包或 者PPC数据包 PTc和PPC之间的通信链路由PTc首先发起握手信息 PPC的地址可使用默认配置,或者从 IvU的广播消息中获取 CSU VU PPC Tc .rC数据 2.数据转发请求(Prc数据 3.PTc数据 4.PPC数掘 5.数据转发请求(PPC数据) 6.Pc数据 图16CSU和IVU之间数据转发过程 csU和IvU之间数据转发过程为 CsU接收PTc数据,目的地址为车辆系统的PPC; aa bCSU向对应的IVU发送数据转发请求,消息中带有PTC数据 IVU将数据发送到对应PPC; c d)IVU接收PPC数据; 13
GB/T38775.2一2020 IVU向对应的CSU发送数据转发请求,消息中带有PPC数据; e fD CSU将数据发送到对应PTC 6.3.6保活过程 保活过程如图17所示 该过程用于在充电过程中,CsU和IVU之间的保活 节点1 节点2 1.保活请求 2.保活响应 图17保活过程 保活过程为: a 节点1定期向节点2发起保活请求,并启动定时器等待节点2. b) 节点2返回保活响应 csU和vU之间的保活按如下方式处理,定时器超时限值时间宜设置为1min: 如果csU没有在定时器超时之前收到IvU发送保活,则csU停止充电,并向IvU通知充电 a 状态 b 如果IVU在定时器超时之前没有收到CsU响应,则IVU发起停止充电过程 6.3.7消息异常处理 6.3.7.1充电控制过程消息异常处理 充电控制过程消息应有异常处理机制 消息发送方在消息发送后未在响应时间内收到响应消息,应重新发送此消息 a b)消息发送方重发消息的数量达到重发上限次数时仍未收到响应消息时,应停止继续发送并记 录异常信息; 消息接收方在接收消息后应对必要参数做校验,无论校验成功还是失败,都应在响应时间内响 应发送方 6.3.7.2保活过程消息异常处理 保活过程消息应有异常处理机制 保话发起方在双方设备登陆鉴权通过以后,即应当开始发起保话过程,并应按照保话时间定时 a 发起保活; 保活发起方发起保话后,直到按照保话时间下一次发起保话时仍没有收到保活接收方的响应 b 时应当记录保活失效次数,当保活失效次数达到失效上限时应停止继续发送保活消息,并主动 断开通讯链路,尝试重新连接; 保活接收方接收到保活消息后,直到按照保活时间计时仍未收到保活发起方的下一次保活时 应当记录保活时效次数,当保活失效次数达到失效上限时应停止继续等待保活消息,并主动断 开通讯链路,等待重新连接 14
GB;/T38775.2一2020 6.4通信模式B的充电流程 6.4.1CSsU初始化 CSU初始化过程，如图18所示 该过程中,CSU向wCCMS进行注册 CSU注册之后,向 wCCMs上报地面系统信息 如果wCCMS确定该CsU控制的充电位上有充电汽车,则通知最新车 位信息,触发对应的IVU重新获取CSU的IP地址 csU注册见6.5.1.2 sU向wccMsS上报地面系统信息 图18csU初始化 6.4.2IVU初始化 vU初始化过程,如图19所示 IvU向csU进行注册 IvU注册之后向csU上报车辆系统信 息,之后CsU向wcCMs上报车辆信息,CsU向vU返回准备状态 见6.5.1.1 VU注册 IvU向CsU上报车辆信息 CsU向wcCMs上报车辆信息 CsU向vU返回准备状态 IVU向csU上报车辆状态 图19IVU初始化 6.4.3IVU发起充电 正常IVU触发开始充电过程,如图20所示 充电过程为 IVU向CSU发起充电请求; 15
GB/T38775.2一2020 b IVU和CsU互发互操作性信息; CsU向wcCMS发起开始充电请求,其中带有CSU与IVU的互操作性信息 c d wcCMS判断互操作性是否通过,是则确定本次充电的CsU和PTC wCCMS向csU返回互操作性通过信息; e fD CSU向IVU返回互操作性信息; 若互操作性通过,则wCcCMS向CSU发起充电命令,CsU向PTC发起开始充电命令; g h 当CsU检测到PTC状态变化,向wcCMS上报充电状态 在充电过程中,地面系统的PTc 和车辆系统的PPC分别通过CsU和IVU的数据接口进行充电控制信令传递,同时CSU和 IVU分别进行故障检测,当检测到故障的时候向wCCMS进行充电状态或者车辆状态上报 CSU和IVU、wCCMS之间还通过保活机制确保在线 当CsU检测到IVU不在线时,向 wccMIs上报车辆状态,其中IvU状态为故障,带有的故障值为csU检测到vU断链 并 且发起CSU停止充电过程,CSU检测到PTC停止充电之后,向wCCMS通告充电状态 vU向csU发出开始充电请求 VU与CsU互发互操作性信息 MS发起开始充电请求 CSU向wCC wcCMS判断互操作是否通过 wcCMS向CsU返回互操作性信息 csu响返回互操作性信息 wcCMSCsU发起开始充电命令 csU和U之间转发 CsU向IVUwcCMS CsU、IU故障 CsU、IVU电量上报 PPC数据/PTC数据 通知车位状态 检测 图20IVU发起充电 6.4.4正常停止充电 正常vU触发停止充电过程如图21所示,csU应向vU和wcCMS通知充电状态 16
GB;/T38775.2一2020 VU向CSU发起停止充电命令 csU向IvUwccMS通知充电状态 图21正常停止充电 6.4.5异常停止充电 检测到故障时应触发停止充电过程,如图22所示 csU检测到故障或者PTc停止充电 sU向v通知充电状态 sU向wcCMS上报故障 IvU检测到故障 v向cSU发起停止充电 IVU向CsU上报故障 csU向wcCMSs上报故障 图22异常停止充电 6.5通信模式B的充电要求 6.5.1注册过程 6.5.1.1IvU注册过程 IVU注册过程如图23所示 该过程用于IVU向wcCMS进行注册 17
GB/T38775.2一2020 VU csU wcCMS 设备日动开 获取副边设备 ID 2.注册请求 3.转发注册请求 验证南远设 备ID和VUID 的绑定关系 5.鉴权请求 6.转发鉴权请求 7.鉴权响应 8.转发鉴权响应 9.注册响应 10.转发注册响应 图23IU注册过程 以下步骤中，IVU应向wCCMS注册 a IVU获取副边设备ID,并且与IVUID生成签名认证值 b)IVU向CsU发起注册请求,消息中包括IVU用户标识和副边设备ID,签名认证值 c CsU向wCCMS转发IVU的注册请求; wccMs通过签名认证值验证副边设备D和IvUD的绑定关系,如果失败则返回注册响 d 应,带有失败原因值; wccMs向csU发送IvU的鉴权认证请求消息,消息携带随机数 e U向IU转发整权认证请求消息 CSU vU根据随机数和用户密钥本地计算网络计算认证码,如果和wcCcMS提供的网络计算认证 g 码一致,则IvU对wcCMs认证成功;IvU根据随机数和用户密钥计算设备计算认证码,并 在鉴权响应中将设备计算认证码返回给csU csU向wcCMS转发鉴权消息 h wcCMS判断设备计算认证码正确,则wCCMS认为对IvU认证成功,然后向CsU返回 VU的注册响应 CsU向IvU转发注册响应 j IvU注册成功之后,主动上报车辆系统信息,当车辆进人车位之后,并上报车辆状态 6.5.1.2CSU注册过程 CSU注册过程如图24所示 该过程用于C'SU向wcCMS进行注册 当CsU的IP地址发生变 化,CcsU将重新发起注册过程 18
GB;/T38775.2一2020 CSU wCCMS 1.注册请求 2.鉴权请求 3.鉴权响应 4.注册响应 图24CsU注册过程 CsU注册过程为 csU向wccMs发起注册请求.,消息中包括csU用户标识和设备标识,还可带有数字签名 a b)如果收到数字签名,wccMs检查csU,IvU发送的数字签名,验证设备完整性,如果成功则 向csU发送鉴权请求消息,该消息中带有本次鉴权的随机数以及网络计算认证码 如果失败 则返回注册响应,带有失败原因值 CsU根据随机数和用户密钥本地计算网络计算认证码,如果和wCCMs提供的网络计算认证 码一致,则CsU对wcCMS认证成功;CsU根据随机数和用户密钥计算设备计算认证码,并 在鉴权响应中将设备计算认证码返回给wcCCMs wcCMS判断设备计算认证码正确,则wcCMS认为对CsU认证成功,然后向csU返回注 d 册响应 CsU注册成功之后,CsU主动上报地面系统信息,其中包含有该csU,PTc和充电位的对应关系 如果wcCCMS确定该CsU控制的充电位上有充电汽车,则通知最新车位信息,触发对应的IvU重新 获取csU地址 6.5.2cSU,IU注销过程(可选 CSU,IVU注销过程如图25所示 该过程用于CsU,IVU向wCCMS进行注销 IVU向CsU注销的过程按6.3.2执行 19
GB/T38775.2一2020 wcCMS CSU L注销请求 2注销响应 VU wcCMS CSU !.注销请求 2.转发注销请求 3注销响应 4.转发注销响应 图25CSU、IvU注销过程 CsU注销过程为: 充电停止后,CsU向wcCMs发起注销请求,带有CsU用户标识; a b) wcCMS删除地面系统信息、充电状态或者车辆系统信息车辆状态,然后向CsU返回注销 响应 当CSU发起注销请求之后,如果wCCMS确定该CSU控制的充电位上有充电汽车,则通知最新 车位信息 VU注销过程为 a 充电停止后,IVU向CsU发起注销请求,带有IVU用户标识 b)CsU向wCCNMS转发IVU注销请求; c wccMs删除地面系统信息充电状态或者车辆系统信息、车辆状态,然后向csU返回vu 的注销响应; CSU向IVU转发注销响应 d 6.5.3CSU和IvU车位标识上报过程 IVU车位标识上报过程按照6.3.3执行 cSU获取车位标识上报过程如图26所示 该过程用于车驶人充电位后,获取车位标识信息,并向 wCCMS上报 CSU wcCMS .获取车位 标识 2.上报车位标识信息 图26cSU车位标识上报过程 20
GB;/T38775.2一2020 CSU车位标识上报过程为 a 当充电汽车进人充电位之后,CSU通过读取充电位预配置的地面系统信息获知当前的车位 标识; b)CsU将获取的车位标识信息发送给wcCMS. 6.5.4信息上报和查询 6.5.4.1CSU向wCCMs发起信息上报过程 CsU向wCCMS发起信息上报过程如图27所示 该过程用于CSU向wCCMs上报地面系统信 息、车位状态,充电状态,PFC充电性能测量信息 当CSU注册成功之后，上报地面系统信息; b)当CsU、PTC,PFC状态发生变化的时候上报充电状态信息,或者当CSU检测到故障的时候， 停止充电并上报充电状态信息 在充电过程中,CsU可定时上报PTC充电性能测量信息 该过程也用于IVU向wCCMS上报车辆系统信息、车辆状态、本次充电PPC充电性能测量信息: 当vU注册成功之后,上报车辆系统信息,当车辆状态发生变化,上报车辆状态信息: a b vU检测到放障,或者IvU检测到车辆离开车位的时候,向csU发起停止充电过程并上报车 辆状态信息; 在充电过程中,rU可上报c充电性能测量信息和车辆挖制系统性能测量信息 CSU wcCMs 1.信息上报 2.信息上报响应 IU WCCMS CSU 1.信息上报 2.转发信息上报 3.信息上报响应 4,转发信息上报响应 图27信息上报过程 cSU信息上报过程为 a CsU向wCCMS发起信息上报消息中带有地面系统信息或者充电状态信息,或者IVU向 wCCMS发起信息上报,消息中带有车辆系统信息或者车辆状态信息,车辆状态信息中携带有 当前的车位标识 如果IVU上报的充电状态中不包含车位标识,指示车辆离开车位 b)wCCMS保存该信息并返回状态上报响应 IVU向wCCMS信息上报通过CsU转发 21
GB/T38775.2一2020 6.5.4.2wcCMIs向csU,IvU发起信息查询过程 wCCMs向CSU,IVU发起信息查询过程如图28所示 该过程用于wcCMS主动向CSU查询地 面系统信息、充电状态,向IVU查询车辆系统信息和车辆状态 CSU wcCMS !查询信息请求 2.查询信息响应 vU CSU WCCMS 1.查询信息请求 2.转发查询信息请求 3.查询信息响应 4.转发查询信息响应 图28信息查询过程 wCCMS信息查询过程为: wCCMS向CsU发起查询地面系统信息或者充电状态信息,消息中带有车位标识,或者wC a CMS向IVU发起查询车辆系统信息或者车辆状态信息,消息中带有IVU用户标识和IVU设 备标识 wCCMS也可以向CsU、IVU查询本次充电的PTC性能测量信息(定义)、PPC性能 测量信息和车辆控制系统性能测量信息 bCsU、IVU返回对应的信息 wcCMS向vU进行信息查询时,通过csU转发查询信息请求及查询信息响应 6.5.4.3csU向IvU发起充电状态通知过程 按照6.3.4.1执行 6.5.4.4IU向CsU发起信息查询过程 按照6.3.4.2执行 6.5.5充电状态控制过程 6.5.5.1wccMs发起开始充电过程 wCCMS发起开始充电过程如图29所示 该过程用于wcCNMS主动向csU发起开始充电,或者 wcCMS收到IVU的充电请求之后,wCCMS决定开始充电过程 22
GB;/T38775.2一2020 PIc csU wcCMSs vU PPc 1.开始充电命令 2.充电命令 3,开始充电命令响应 4.状态上报 5.状态上报 图29wcCMs发起开始充电过程 wCCMS发起开始充电过程为: wCCMS向CsU发起开始充电命令,带有车位标识和对应的PTC标识 a b)CSU根据PTC标识确定对应的PTC,并根据车位标识确定对应的原边线圈,指示对应的PTC 对该车位进行充电,PTC开始给对应的原边线圈供电 消息中可带有PPC的地址信息,PTC 利用该地址和PPC进行通信 CsU向wcCMS返回开始充电命令响应 c 当csU检测到对应的PTC开始对该车位进行充电之后,CsU主动向wcCMS发起充电状态 d 更新,同时CSsU也将该PTC状态信息通知给IVU IVU也可以主动向CsU查询充电状态 信息 6.5.5.2IU发起开始充电过程 IVU发起充电过程如图30所示 该过程用于IVU主动发起充电,该过程用于IVU主动向wCcC MS或CcsU发起开始充电过程 PTC CSU WcCMS IU 1.开始充电请求 2.转发充电请求充电请求 3.开始充电请求响应 4，转发开始充电请求响应 5.wCCMS发起开始充电过程 图30IvU发起开始充电过程 IvU发起开始充电过程为 IvU向csU发起开始充电请求,消息中带有车辆行驶模式和触发类型 b)CsU向wCCMS转发IVU的开始充电请求; WCCNMS判断启动充电的判断条件是否通过,如果通过,则wCCMS向CSU发送开始充电请求响应 d)CSU向IVU转发开始充电请求响应; 23
GB/T38775.2一2020 wCCMS发起开始充电过程 6.5.5.3wcCMs发起停止充电过程 wCCMS发起停止充电过程如图31所示 该过程用于wcCMS发起停止充电过程 PTC CSU WCCMS IVU I. .停止充电命令 2.停止充电命令 3.cSU状态信息上报过稻 4.csU状态信息上报 5.计量处理 图31wcCMs发起停止充电过程 wcCMS发起停止充电过程为: wcCMS决定需要发起停止充电,向该csU发起停止充电命令,带有车位标识以及与该车位 a 绑定的PTC标识 CsU检查该PTc标识和该车位绑定且正在进行充电,则向该PTC发送充电停止命令; b 当csU检测到对应的PTC停止对该车位进行充电之后,csU主动向wcCMsS发起充电状态 c 更新,同时csU也将该PTC状态信息通知给vU d WCCMS进行计量处理 6.5.5.4cSU发起停止充电 CSU发起停止充电过程如图32所示 该过程用于CsU检测到地面系统中PTC充电异常,发起 停止充电过程 车辆系统中的PPC可主动通知PTC停止充电 PTC CSU WCCMS VU 1l.cSU向PIC发起停止充电 2.csU信息上报过程 3.计量处理" 4.CsU信息上报过租 图32csU发起停止充电过程 CsU发起停止充电过程为: CsU向PTC发起停止充电 a b)CsU向wCCNMS发起充电状态信息上报过程,带有PTC充电状态; c wCCMS进行计量处理 公共应用时应执行该步骤,私人应用时可执行该步骤; d)CSU向IVU主动上报充电状态信息,带有PTC充电状态 24
GB;/T38775.2一2020 6.5.5.5IVU发起停止充电 VU发起停止充电过程如图33所示 该过程用于IVU检测到异常之后,或者IVU主动发起结束 充电,IVU直接通知CSU停止充电命令,同时向wCCMS通知车辆状态事件 wCCMS P CSU U PT .检测到异常或者IU 主动发起结束充电 2.充电终止 B.充电终止响应 4.csU发起停止充电过程 5.信息上报 6.转发信息上报 7响应 8.转发应 图33IvU发起停止充电过程 VU发起停止充电过程为 VU检测到车辆故障或者异常事件,或者IVU主动停止充电 a b)IVU直接向CSU发送停止充电,消息中带有车位标识和PTC标识,CsU返回响应; csU发起停止充电过程 c vU向wccMS发起车辆状态上报， d 如果故障则带有IVU故障值,wCCMS返回响应 e VU向wCCMS发起信息上报以及wcCMS向IVU响应,通过csU转发相应消息 6.5.5.6cSU和IVU之间数据转发 按照6.3.5.4执行 6.5.6保活过程 csU与IvU的保活过程按照6.3.6执行 CsU与wCCMS的保活过程可参考6.3.6 CsU和wcCMS之间的保活按如下方式处理,定时器超时限值时间宜设置为1min 如果CSU没有在定时器超时之前收到wcCMS响应,则CsU停止充电,并向IVU通知充电 状态; b 如果CSU在定时器超时之前没有收到IVU响应,则CsU发起停止充电过程,并向wCCMS 上报充电状态; 如果wcCMs在定时器超时之前没有收到csU发送保活,则wCCMs主动中断和CsU的通 信并等待csU重新注册鉴权 6.5.7消息异常处理 6.5.7.1充电控制过程消息异常处理 按照6.3.7.1执行 25
GB/T38775.2一2020 6.5.7.2保活过程消息异常处理 按照6.3.7.2执行 接口消息定义 7.1概述 本章定义wC和CI接口消息内容 本章未规定w接口消息内容 接口消息应符合TCP/IP协议 7.2消息头说明 无线充电管理通信协议的消息头如表1所示,消息属性如表2所示 表1消息头 字节 1~4 启动字符 子版本 主版本 序列号 校验和 保留 1013 目的通信单元标识 心 源通信单元标识 15 16~24 csUu,IVU标识 2526 消息总长度=个消息包总长度=n×.r十4) 命令码 2字节 消息包1 参数长度 2字节 27 27一1十n×(r十4 参数 r字节 消息包2-" 表2消息属性 消息属性 备注 指示必选参数,发送方应包含该参数,接受方如果检测到没有包括该参数,应返回参数 M:Mandatory 错误 指示在某些条件下,该参数必选,接收方检测到条件满足而没有该参数,则应退出该 C;Conditional 过程 指示该参数是在某些条件下是可选的 CO;Conditional-Optional 指示该参数可选,可以不出现在消息中 O;Optional 26

电动汽车无线充电系统第2部分：车载充电机和无线充电设备之间的通信协议GB/T38775.2-2020

随着电动汽车的普及和无线充电技术的不断发展，车载充电机和无线充电设备之间的通信协议越来越受到关注。为了确保充电过程的安全性和稳定性，国家标准化管理委员会发布了GB/T38775.2-2020标准，规定了车载充电机和无线充电设备之间的通信协议。 该标准首先确定了通信协议的基本要求，包括通信速率、数据格式、传输方式等。同时，还规定了通信协议在充电前、充电过程中和充电后的具体应用流程，如充电开始前的初始化、数据传输、充电状态监测等，以确保充电过程的安全性和稳定性。 另外，标准还规定了车载充电机和无线充电设备之间的错误处理、故障诊断和故障保护等方面的要求。这些要求将有助于提高充电系统的可靠性和安全性，避免在充电过程中出现意外情况。 总之，GB/T38775.2-2020标准为车载充电机和无线充电设备之间的通信协议提供了明确的规范，为保障充电过程的安全性和稳定性提供了重要的保障。未来，我们可以期待无线充电技术的进一步发展，为电动汽车的普及和可持续发展做出更大贡献。

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