国家标准 GB/T40425.1一2021 电动客车顶部接触式充电系统第部分:通用要求 Electrievehicletopcontaectchargingsystem一Part1;Generalrequirements 2021-08-20发布 2022-03-01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/T40425.1一2021 次目前言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义分类通用要求通信电击防护电动客车和顶部接触式充电系统之间的连接车辆接口、供电接口的特殊要求 1C 电动客车供电设备结构要求电动客车顶部接触式充电系统性能要求 12过载保护和短路检测急停及异常处理 13 使用条件 14 15维修 16标识和说明附录A(规范性附录)控制导引电路与控制原理附录B(资料性附录接近识别和无线通信协议 20 附录c(资料性附录充电弓及充电弓对接端接口 28 参考文献 30
GB;/T40425.1一2021 前言 GB/T40425《电动客车顶部接触式充电系统已经发布了以下部分第1部分:通用要求本部分为GB/T40425的第1部分本部分按照GB/T1.l一2009给出的规则起草请注意本文件的某些内容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本部分由电力企业联合会提出并归口本部分起草单位;特来电新能源有限公司,青岛特来电新能源科技有限公司、上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,国电南瑞南京控制系统有限公司、许继电源有限公司,国网智慧能源交通技术创新中心(苏州)有限公司,国网电动汽车服务有限公司、上海奥威科技开发有限公司,国电南蹦科技股份有限公司,郑州宇通客车股份有限公司,青岛海汇德电气有限公司、上海电器科学研究所(集团)有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、江苏万帮德和新能源科技股份有限公司本标淮主要起草人;果文祷、穆晓鹏,朱正礼、戴敏、乔海强、贾俊国,海晓祷.苗小丽、俞拙非、黄建、于士友、刘耿、成勇、朱君亮
GB;/T40425.1一2021 电动客车顶部接触式充电系统第1部分;通用要求范围 GB/T40425的本部分规定了电动客车顶部接触式充电系统的分类,通用要求,通信,电击防护,电动客车和顶部接触式充电系统之间的连接,车辆接口、供电接口的特殊要求,电动客车供电设备结构要求,电动客车顶部接触式充电系统性能要求,过载保护和短路检测,急停及异常处理,使用条件,维修,标识和说明本部分适用于电动客车顶部接触式充电系统该系统包括非车载充电机和充电自动鹏合器其供电电源额定电压最大值100oVAC或150oVC,额定输出电压最大值150oVC 本部分也适用于从现场储能系统(如缓冲蓄电池组等)获得能量的电动客车顶部接触式充电系统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)适用于本文件件 GB/T7251.1一2013低压成套开关设备和控制设备第1部分:总则电动汽车传导充电系统第1部分;通用要求 GB/T18487.12015 GB/T20234.1一2015电动汽车传导充电用连接装置第1部分;通用要求 GB/T27930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/T29317电动汽车充换电设施术语 NB/T33001一2018电动汽车非车载传导式充电机技术条件 EEE802.1ln-2009信息技术标准局域网和城域网特殊要求第11部分;无线局域网介质访问控制层和物理层(IEEEStandardforInformationTechnologyLocalandmetropolitanareanet worksSpeeificrequirements一Part11;wirelessLANMediumAccessControl(MAC)andPhysical Layer(PHY)) 术语和定义 GB/T18487.1-2015,GB/T29317界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 连接方式DeaseDeonneetionm 将电动汽车与供电网连接时,使用了充电弓和充电弓对接端组成的充电自动合器见图1)
GB/T40425.1一2021 说明: 充电弓充电弓对接端 -充电自动合器图1连接方式D 3.2 连接方式EceaseEconeetiom 将电动汽车与供电网连接时,使用了受电弓和受电弓对接端组成的充电自动稠合器(见图2) 说明: 受电弓; 受电弓对接端; 充电自动耦合器图2连接方式上 3.3 充电自动耦合器automatedeoneetioncoupler 自动实现充电设备与电动汽车间的电气物理连接的装置注:包括充电自动耦合器主动端和充电自动耦合器被动端 3.4 充电自动耦合器主动端automatedconnectiondeviee;ACD 主动端充电自动耦合器中,通过主动的机械动作实现充电设备与电动汽车电气物理连接的部分 3.5 充电自动耦合器被动端 automatedconnectiomdevicecounterpart 对接端ACD counterpart 被动端充电自动耦合器中,被动实现充电设备与电动汽车电气物理连接的部分
GB;/T40425.1一2021 3.6 顶部接触式充电系统topcontactchargingsystem 充电自动耦合器位于电动汽车顶部为电动汽车提供电能的充电系统 3.7 充电弓ofr-board pantograph -种充电自动合器主动端,安装在专用支架或建筑物上,通过下压方式与安装在车辆顶部的被动端连接实现充电 3.8 受电排 unteparfof-warpantograph 充电弓对接端 -种充电自动合器被动端,安装在车辆顶部,充电弓通过下压方式与之连接实现充电 3.9 受电弓o-wardpantvgrapn -种充电自动稠合器主动端,安装在车辆顶部,通过上举方式与安装在专用支架或建筑物上的被动端连接实现充电 3.10 充电排counterpartofo-b0ardpantograph 受电弓对接端 -种充电自动耦合器被动端,安装在专用支架或建筑物上,受电弓通过上举方式与之连接实现充电分类 4.1按供电设备输入特性电动客车供电设备根据输人特性的分类应符合GB/T18487.12015中4.1的规定 4.2按供电设备输出特性电动客车供电设备根据输出特性的分类应符合GB/T18487.1一2015中4.2的规定 4.3按使用环境电动客车供电设备根据环境的分类应符合GB/T18487.1一2015中4.3的规定按供电设备输出电压 4.4 电动客车供电设备按照输出电压分类(优选值): 直流:200V750V -直流:500V950V; -直流:750V1500V 直流充电电流优选值:500A,800A,l000A,1500A 4.5按电击防护电动客车供电设备按电击防护分类应符合GB/T18487.1一2015中4.6的规定
GB/T40425.1一2021 4.6按连接方式按照充电弓和受电排以及受电弓和充电排的安装位置分类连接方式D; 连接方式E 5 通用要求 5.1电动客车充电模式使用条件模式4用于电动客车连接到直流供电设备的情况,应用于永久连接在电网(电源)的设备和通过电缆与电网(电源)连接为其供电的设备模式4可直接连接至交流电网或直流电网连接方式D连接方式E适用于模式4 控制导引功能见附录A 5.2顶部接触式充电系统提供的功能 5.2.1供电设备的控制导引功能电动客车供电设备至少应提供以下控制导引功能保护接地导体连续性的持续监测 -电动客车与供电设备正确连接的确认供电控制功能; 断电控制功能当电动客车供电设备能够同时为多辆车充电时,应确保上述控制导引功能在每个充电连接点都能独立地正常运行 5.2.2保护接地导体连续性的持续检测在模式4连接方式D,连接方式E下充电时,保护接地导体的电气连续性应由电动客车供电设备持续监测在失去保护接地导体电气连续性的情况下,应在100nms内断开s1开关并将电流降到5A 以下,在之后的1s内断开电气连接(C1,Cc2),并在之后的5s内断开充电自动耦合器的机械连接 5.2.3电动客车与供电设备正确连接的确认供电设备和电动客车应能够确定充电自动耦合器搭接正确而且可靠 5.2.4供电设备供电控制功能应符合GB/T18487.12015中5.2.1.4 5.2.5供电设备断电控制功能应符合GB/T18487.1一2015中5.2.1.5 5.2.6充电电流的监测供电设备通过数字通信方式告知电动客车允许最大可用电流值,该值不应超过供电设备、,充电自动耦合器的最大电流值
GB;/T40425.1一2021 5.2.7充电过程中的通风要求应符合GB/T18487.1一2015中5.2.2.1. 5.2.8电动客车供电设备可用负载电流实时调节应符合GB/T18487.1一2015中5.2.2.2 5.2.9充电自动糯合器的连接充电自动耦合器连接时,应有相应的措施保证连接可靠 5.2.10避免意外带电切换充电自动耦合器连接时,电动客车应有互锁机制,确保只有在动力系统关闭或车辆不可移动时才能充电,以避免意外带电切换通信应采用数字通信实现车辆与供电设备的信息交互,具体要求应符合GB/T27930 交互过程中的状态信息可参见附录B 电击防护 7.1 般要求电动客车供电设备的电击防护应符合GB/T18487.1一2015中7.1 7.2直接接触防护触及危险部分的防护等级应满足供电设备的外壳防护等级应至少IPXXC 充电自动耦合器断开状态及鹏合连接时,充电自动合器主动端及充电自动耦合器被动端的直流电极都不应被人所触及(不使用工具) 站台或地面距离充电自动耦合器主动端或充电自动耦合器被动端直流电极的最短距离d>3m;客车踏板距离充电自动合器主动端或充电自动合器被动端直流电极最短距离d>3m,如图3所示如果不能满足以上要求,应具备其他措施防止人员触电
GB/T40425.1一2021 说明客车踏板站台; 地面; g 表面最短距离,d>3m. 图3充电系统 7.3电容放电充电自动耦合器断开后1s内,充电自动耦合器任何可触及的导电部分与保护接地导体之间的电压应小于或等于60VDC,或等效存储电荷应小于50AC 7.4保护接地导体的尺寸保护接地铜导体尺寸应不小于35 mm" 7.5补充措施为防止由于基本保护和/或故障保护失效、或由用户大意引起的电击,应提供附加防护,如剩余电流保护装置、绝缘监测装置等 7.6电动客车供电设备和电动客车之间信号电路的安全要求应符合GB/T18487.1一2015中7.6 8 电动客车和顶部接触式充电系统之间的连接供电接口和车辆接口的控制导引与控制原理应符合附录A的要求,物理接口参见附录C 车辆接口、供电接口的特殊要求 9.1温度监控要求供电设备侧的DC+/DC一电极上应配置温度监控装置,在充电过程中,供电设备应具备温度监测和过温保护功能
GB;/T40425.1一2021 g.2电缆加长组件电动客车顶部接触式充电系统采用了分体式充电机结构,不属于使用电缆加长组件 9.3分断能力充电自动耦合器无分断能力,不应进行带载断开当充电过程中发生故障导致充电自动耦合器断开时,不应有引起着火或触电的危险 9.4IP防护等级 GB/T20234.12015中的IP防护等级规定不适用电动客车顶部接触式充电系统的自动充电耦合器 9.5连接压力充电自动桐合器连接后,每一对连接的导电电极之间的压力应在80N300N 9.6接口的防护充电自动耦合器的连接处露天使用时,宜提供防积水、,积雪,冰冻的措施 9.7冲击电流充电自动耦合器接通时发生的车辆到供电设备、或者供电设备到车辆的冲击电流(峰值)应控制在 20A以下 0电动客车供电设备结构要求 10.1概述电动客车顶部接触式充电系统应符合GB/T18487.1-2015中14.1正常使用条件下的要求,装配应符合GB/T7251.1一2013和供电设备制造商的相关要求 10.2开关和隔离开关应符合GB/T18487.1一2015中10.2 0.3剩余电流保护器当充电自动耦合器主动端固定在地面且使用了单相或三相交流供电时,应具备防故障电流保护措施 AC型的剩余电流保护器,或符合AC型剩余电流保护功能的相关装置 10.4电气间隙和爬电距离应符合GB/T18487.12015中10.4 10.5防护等级电动客车供电设备防护等级应不低于IP32(室内)或IP54(室外).
GB/T40425.1一2021 1 电动客车顶部接触式充电系统性能要求 11.1概述应符合GB/T18487.1一2015中11.1 11.2接触电流应符合GB/T18487.1一2015中ll.2 11.3绝缘电阻应符合GB/T18487.12015中l1.3 11.4介电强度应符合GB/T18487.12015中11.4 11.5冲击耐压应符合GB/T18487.1一2015中11.5 11.6温度要求 11.6.1概述当参考环境空气温度为25C,并根据GB/T7251.1一2013的相关要求进行验证时,供电设备及其电路应能在特定条件下(GBT7251.1一2013的5.3.1和5.3.2)持续承受最大电流温升极限应符合 GB/T7251.1一2013的9.2,对于没有相关标准的组件,温升极限应符合GB/T7251.1一2013的ll.6.2 11.6.2极限温升电动客车顶部接触式充电系统在额定负载下持续运行至温度稳定,充电自动耦合器连接处的最大温升应小于80K,线缆和电极连接处最大温升应小于50K 11.6.3允许表面温度应符合GB/T18487.12015中l1.6.3 1.7雷电防护应符合GB/T18487.1一2015中11.7 11.8防风等级固定于地面的充电自动耦合器主动端支架或充电自动合器被动端支架应能承受不小于17.2m/s 的大风,有特殊要求的,和客户协商决定 12 过载保护和短路检测 2.1概述应符合GB/T18487.1一2015中12.1
GB;/T40425.1一2021 2.2充电电缆的过载保护应符合GB/T18487.1一2015中12.2. 12.3短路检测供电设备应具备对直流输出回路进行短路检测的功能,当直流输出回路出现短路故障时,应停止直流输出并发出告警信息 3急停及异常处理 3.1概述供电设备及其附属控制设备上应安装急停装置以切断供电设备和电动客车之间的联系,以防电击、起火或爆炸 3.2急停在充电自动稠合器主动端运行过程中按下急停,运动机构应在1s内停止急停开关复位后,充电自动稠合器主动端应复位;在充电过程中按下急停,应在100ms内断开S1开关并将电流降到5A以下,并在之后的1s内断开电气连接急停开关复位后,充电自动耦合器主动端应复位 13.3充电过程中的异常处理充电系统的保护功能满足以下要求应符合NB/T330012018的6.10中除6.10.6之外的要求 aa 应符合A.3.9的要求 b 充电自动耦合器主动端应具备应急复位功能当运动机构失去正常电源后,应可采用手动或 c 者自动的方法使其复位 4使用条件应符合GB/T18487.1一2015中第14章维修 15 应符合GB/T18487.1一2015中第15章 16 标识和说明供电设备应清晰标识以下内容: 应符合GB/T18487.1一2015中第16章充电自动耦合器主动端及充电自动合器被动端应有高压警示标志
GB/T40425.1一2021 附录 A 规范性附录) 控制导引电路与控制原理充电系统原理框图 A.1 如图A.1所示,电动客车顶部接触式充电系统采用[DC十,IDC-、PE,CP四极连接供电设备和电动客车之间的数字通信采用无线局域网方式,物理层和数据链路层应符合IEEE802.1ln-2009;顶部接触式充电系统的符号和定义如表A.1所示 ACD对接端 ACD 无线通值充电车辆 wi-F W-Fi 控制单元控制单元供电 PPp 接近识别 PPD DC C5 c2 功率转换动力电池 dcl 模块 DC Cy2 MD PE 供电设备电动客车注1，供电设备应具备启动电流限制功能,可采用防反灌二极管(可在功率转换模块内)方案,也可采用旁路预充电路Rpre和C7)方案或其他等效等效电路注2:充电自动合器应有连接可靠性检测措施,如压力检测图A.1顶部接触式充电系统连接框图表A.1顶部接触式充电系统符号对象符号定义备注 C1,C2 供电设备DC输出正、负极的接触器 C1.c2前端电压 Vdel 供电设备 Vde2 C1,C2后端电压 10
GB;/T40425.1一2021 表A.1续) 符号对象定义备注供电设备的Dc+,Dc-对PE的Y电容 Cy1 供电设备应在X+,Dc-电极上配置温度传感器供电设备 F1 C母线上的保险丝,也可采用其他等效电路接近识别装置供电设备可配置射频识别(RFID)读 PPD 写器,能够识别进人充电区域的电动客车接近识别装电动客车可配置无源电子标签心供电设备电动客车控制导引信号供电设备和电动客车通过CP电压信 CE 号,可以传递请求或停止充电信号 wi-i 供电设备经wIF链接到电动客车 C5.C6 电动客车DC输人正,负极接触器电动客车 Cy2 电动客车的IC十、DC一对车身的Y电容 A.2控制导引电路电动客车顶部接触式充电系统的控制导引电路及参数如图A.2和表A.2所示供电设备 ACD ACD对接端电动客车 P l1 R4 +12V R3,2.74k R2,1.3k 100k s0 S R1.1k R1',10k 注1s0可选不选时,此处应短接注2s3和R4可选,R4阻值可自定义该部分电路可实现待机状态时充电系统的PE连续性检测不选时,此处是断开状态图A.2控制导引原理图 11
GB/T40425.1一2021 表A.2控制导引电路参数符号标称值最小值对象参数单位最大值 uun 12 电源电压 12.6 1l.4 R 1030 1000 970 供电设备 RI等效电阻 Q kn 10.3 10 R1'等效电阻 R1'" 9.7 R2等效电阻 R2 n 1339 1300 1261 电动客车 R3等效电阻 R3 Q 2822 274o 2658 等效二极管压降 D1 0.85 0.7 0,55 A.3充电控制过程 A.3.1c1和c2的粘连检测供电设备在开始充电前应完成C1和C2的粘连检测宜在充电结束后再对C1,C2做一次粘连检测 A.3.2连接/断开过程使车辆处于不可行驶状态电动客车停靠在充电区域内,建立无线通信链接后,确认电动客车处于不可行驶状态,充电自动耦合器主动端的运动机构才能进行连接充电结束,运动机构完成复位后,电动客车才允许驶离 A.3.3连接确认充电自动耦合器连接后,供电设备和电动客车电路通过检测U,的电压来判断是否已完全连接 A.3.4C5和c6的粘连检测供电设备通过U.,电压确认连接状态,检测C1,C2的外侧电压,当检测电压值超过60V,认为C5、 C6粘连,不应启动充电 A.3.5短路检测和线缆绝缘检测供电设备在完成C5,C6的粘连检测后,闭合C1、C2做充电前绝缘检测,绝缘检测电压为通信握手报文内的最高允许充电总电压和供电设备额定电压中的较小值如果C1、C2外侧的DC正负间发生短路,则停止输出,报短路故障;如果没有短路,则进行绝缘检测,完成后,将IMD从DC母线上分离,并投人泄放回路将电压泄放至60V以下后,断开C1,C2 A.3.6启动充电电流限制供电设备可采用防反灌二极管方式,或预充电阻的方式,或其他等效方式,应避免C1、C2闭合瞬间产生>20A的冲击电流 .3> 充电过程中的绝缘检测 A 在充电过程中,供电设备对充电过程中的绝缘做实时监测,直到充电结束C1.,C2断开 12
GB;/T40425.1一2021 A.3.8正常条件下的充电结束 A.3.8.1当车辆电池达到充满状态,向供电设备发送相应的报文,请求停止充电,同时断开S2开关在确认充电电流<5A后断开C5和C6. A.3.8.2供电设备在检测到U.电压由6V变为9V或收到相应的停止充电报文,断开S1开关,并确定电流在5A以下,然后再断开C1和C2 A.3.8.3CI和C2断开后,充电自动耦合器开始分离断开,在ACD没有完全复位前,车辆不准许驶离 A.3.8.4 充电自动耦合器主动端复位后,车辆可以驶离,接近识别会失效,然后无线通信断开 A.3.9非正常条件下的充电结束 A.3.9.1CP电压异常充电过程中,如果U.电压为非6V状态C),供电设备和车辆会在100ms内断开各自的S1和S2 并将电流降低到5A以下,在之后的1s内断开电气连接,充电自动耦合器在之后的5s内断开机械连接 A.3.9.2充电中绝缘检测异常充电过程中,供电设备检测到绝缘故障后,S1开关应在100ms内断开并将电流降低到5A以下在之后的1s内断开电气连接,充电自动合器在之后的5s内断开机械连接 A.3.9.3充电过程中充电自动耦合器接触异常充电过程中,充电自动耦合器接触的可靠性应实时监测,如果接触可靠性指标超限,S1或S2开关应在1s内断开并将电流降至5A以下,在之后的s内断开电气连接,充电自动鹏合器在之后的5 s内断开机械连接 A.3.9.4充电过程中温度超限充电过程中,供电设备应检测DC十和DC一的温度如果出现温度指标超限,采取降功率或在5、内断开s1并将电流降低到5A以下,在之后的1s内断开电气连接,充电自动耦合器在之后的5s断开机械连接 A.4控制导引电路状态图及时序图 A.4.1控制导引电路状态控制导引电路中U.电压状态的定义如表A.3所示 13
GB/T40425.1一2021 表A.3U,电压状态 U U S U'/V 连接状态 S2 说明状态闭合断开充电准备就绪 12 断开断开断开充电结束,充电自动羁合器主动端复位充电自动合器连接成功 B 闭合断开或充电中电动客车请求停止充电,S2断开 U'=U 连接闭合闭合充电中电动客车和供电设备双方确认停止充电 D 断开断开断开闭合充电中,供电设备请求停止充电,sl断开 D2 ,5 A.4.2控制导引电路状态转换控制导引电路的状态转换如图A.3和表A.4所示非定义状态 -3.2 一-3.1 D1 D2 图A.3控制导引电路状态转换图表A.4控制时序转换表时序条件备注 1 A状态,供电设备就绪准备响应充电连接命令传导充电开始连接 A-B 2充电连接后,U,电压由12V转为9V状态即由A转为B )B状态,充电连接成功等待电动客车充电允许 2电动客车检测到U,=9V后,闭合S2开关,传递允许充电命令，开始充电 Re U,=6V,状态由B转为C C状态,充电中 1 2.1 2电动客车断开S2开关,传递停止充电信号,U,电压由6V变为9电动客车停止充电 B--C V,状态由c转为B 14
GB;/T40425.1一2021 表A.4续) 时序条件备注供电设备检测到U,电压6V到跳变到9V 2.2 供电设备断开S1开关,对停止充电予以响应 U,电压由9V变为停止充电确认 D1-B 3V,状态由B转为D1 )c状态为充电中 3.l 2供电设备断开S1开关,传递急停信号,U.电压由6V转为供电设备停止充电 D2-C 1.5V,状态由c转为2 电动客车断开S2开关,对停止充电予以响应 U,电压由1l.5V变 3.2 停止充电确认 D1-D2 为3V,状态由D2转为D1 1供电设备、电动客车均确认停止充电断开充电连接运动机构断开充电连接,U,=12VU,'=0V,状态由转为A A-D 2 如在充电中则停止充电并其他任何已定义状态进人非定义的异常状态 E-xx 断开充电连接 A.5充电时序 A.5.1充电状态表A.5定义了供电设备的充电状态表A.5充电状态表充电自动接近无线 c1Cc2 c5/C6 备注 Sl S2 Um 状态识别稠合器通信 Statel 未连接未识别未链按 U 待机状态 open open open open 接近识别已完成;无线 U 未连接已识别已链接通信已链接;s闭合,请 State2 open open closed" open 求连接自动合器 Stat 已识别 U 已连接" 已链接自动鹏合器连接完成 te3 open open cl0sed open T5时刻前完成c1/2及 C5/6粘连检测;S2闭 closed open Statel 已连接已识别已链接 elosedlclosed U 电动汽车充电准备合 -open closed 就绪,进行短路检测绝缘检测和预充 elosed 充电中 State5 已连接已识别已链接 closed closed closed -open 15
GB/T40425.1一2021 表A.5(续) 充电自动接近无线 S1 C1/C2 C5/C6 S2 U 备注状态合器识别通信 S2断开,电动汽车请求 closed closed U” 已识别已连接已链接停止充电,并断开C5/6; State6 open” open U open open S断开,并断开C1/2 充电结束，自动藕合器复位;车辆驶离,接近识 U State7 未连接" 未识别" 未链接" open open open open 别变成未识别,无线链接断开 U ~ closed edlosed eosedl State5" 已连接已识别已链接 dlosed 充电中 open s!断开,充电系统请求 closed Ua closed State6 已连接已识别已链接停止充电,并断开C1/2; open open open open Uad S2断开,并断开c5/6 充电结束，百动合器复位;车辆驶离,接近识 open open open open State7* 未连接" 未识别" 未链接" 别变成未识别,无线链接断开注1，数字上标为状态转换变换标识注2;“ ”表示由供电设备侧请求停止充电的状态 A.5.2充电时序图供电设备正常停止充电时序如图A.4所示,电动客车正常停止充电如图A.5所示,对应的时序说明如表A.6所示 16
GB;/T40425.1一2021 |#明初始化及数字遇伯阶8 电结刻发送力能量传输森系统状态宫时刻拉制导引cP I供电没备 P 供电设名接近识别p 电动代布数字遇信win 388 来链楼供电设各开美1 连液供电设备连拔状右cD 连城电动汽车禁止驶离禁止驶离开关美动内车海核命令|cD电动内布肩动/伴止 I供电设电远车充电停止状态供电没备东电状态电动大车 C 供电设备道 c,c2供电设务打开(<5 .. 接触器电动汽车 s,6电动汽车按触烈纯橡监利供电设备传他缘监测电动汽布 ch.c前" vw！供电设备 n电压 cI.c2后 vk2供电设务电 l供电设备猫出电x Ae 电动汽布充电电流图A.4供电设备正常停止充电 17
GB/T40425.1一2021 件号初始化及数字通细阶反步数发送方能量传折充电结束生进 SIe3 系统状态 e 供电设备时刻 rrn 电动水车控制导引供电没备 A 供电设备接近识别D 电动K不供电设备 W- 数字递份 L动代车未锈接开关！供电设% 供电设名 ACD 核状态心动车生整禁止驶关2 心动汽车 n 连楼命" l动内有 Ac 白动/ 供电设备电动汽车止充电停止状态供电设备充电状方电动汽车时1 供电设名粘连 c.ca供电没备触器热 u动汽4 cs,s电动光车全汽 c 她绿监测供电没备电动代地缘监测 c2前 1 供电没者端电压 eI、2后供电设名 2 端电压供电设输出电肉电动汽车图A.5电动客车正常停止充电 18
GB;/T40425.1一2021 表A.6充电控制时序表待机(空闲)状态,接近识别无败,无线通信未链接,充电自动棚合器未连接接近识别已识别到对方 T 无线通信建立充电准备就绪,闭合S1l,准备传导充电连按 T 充电自动棚合器连接过程车辆充电准备就绪,S2闭合触发启动充电绝缘检测(C5,C6断开 6闭合,车辆端绝缘检测停止在T,时刻前,应完成c1.c2粘连检测及c5,c6粘连检测 C5、C6 充电电流限制 T8'时刻,充电机绝缘检测启动 2断开,电动客车请求停止充电 T 电流降至5A以下后C5、C6断开,车辆端绝缘检测启动 T 充电中状态 Tm 响应电动客车停止充电请求,供电设备S1断开断开C1,C2,充电机绝缘检测停止 T12 充电自动羁合器开始断开 T1a T;一T 充电自动耦合器断开(复位)的过程 T 接近识别失效无线通信断开链按 T T S断开,供电设备请求停止充电 T 电流降至5A以下后断开C1,C2,充电机绝缘检测停止 T To 充电中状态响应供电设备停止充电请求,电动客车s2断开 Tmm T c5,C6断开,车辆端绝缘检测启动 T 充电自动桐合器开始断开 T Tm 充电自动棚合器断开(复位)的过程 T 接近识别失效 T 无线通信晰断开链接注1:T(),Tn(),T(")三个时刻点有可能是同时,Tn()和Te(”)的时刻也可能超前于To 注2;cI,c2的粘连检测开始时刻不做要求,完成时刻是在c5,c6闭合(T,)前注3:故障条件下的充电结束,Sl或S2会先动作通知到对方注4;“"表示由供电设备侧请求停止充电的时序 19
GB/T40425.1一2021 附录 B 资料性附录接近识别和无线通信协议 B.1 接近识别 B.1.1接近识别原理如图B.1所示,RFID装置由读写器和标签两部分组成 RFID读写器安装在充电弓端,RFID标签贴装在电动客车车顶上 RFID读写器向下定向发送超高频电磁波915MHz860MHz960MHz). 电动客车停靠在充电弓下面指定充电区域内时,读写器可以读到车顶的RFID标签,并将识别到的车辆信息传递至充电弓控制器 RFID读写器 (含天线 RFID标签充电弓控制器图B.1RFID接近识别原理框图 B.1.2RFID读写器及标签之间的协议 RFID读写器及标签的通信采用860MHz~960MHz的超高频频段可采用电子产品代码(EPC) 类别1CLASS1)第二代Gen2)或ISO/IEC18000-6C协议 RFID读写器读标签的最大有效距离不小于2m B.2无线通信参数设置电动客车端无线设置 B.2.1 B.2.1.1电动客车端无线模式为站点(sTA) IP地址固定为172.0.0.10,端口号固定为;30002 B.2.1.2电动客车端STA的目标服务集标识符(SSID)及密码,是根据绑定在本车上的充电电子标签 EPC)区中的内容来确定的 20
GB;/T40425.1一2021 B.2.2充电弓端的无线设置 B.2.2.1充电弓端无线模式为无线接人点(AP),仅允许一个sTA连接 IP地址固定为172.0.0.11,端口号固定为;30001 B.2.2.2充电弓端RFID读写器搜索到车端电子标签后根据B.2.2.4规则调整为对应的SSID及密码和对应车辆上STA绑定的SSID及密码一致 B.2.2.3无线通信的安全机制是无线保护访问2(wPA2),加密类型为高级加密标准(AES). B.2.2.4电动客车端的RFID标签参照EPC标准,和ssID及密码相关的信息应写人标签EPC区,规则如表B.1所示表B.1EPC编码规则字节长度内容说明 0xAA 这两个字节为标签类型区别码,表示为充电专 2字节 0 0xBB 用电子标签 2字节保留用于扩展信息 8字节有效数据区可采用8个大小写字母或数字的ASCI码 -RFID标签的位数不少于96bit,其低64bit转化为8个Byte按表B.1规则进行写人一11字节的内容为ssID名称,宜对应车牌或相关控制器的序列号; 密码生成规则相关方可协商确定,宜根据SsI名称做一定变换做为密码 B.2.3无线传输协议及帧格式无线传输协议采用用户数据包协议(UDP),一个UDP帧包含一个控制器局域网(CAN)倾，一个 CAN帧包含20个字节,如表B.2所示表B.2UDP帧格式头发送顿ID 时间戳校验帧信息数据模式 ms 0xFE 0xFD 0x00 帧头;长度2个字节,标识一个的开始,固定为0xFE,0xFD 发送模式:默认为0x00 帧信息;长度1个字节,靠右对齐,用于标识该CAN帧的一些信息,如类型、长度等,如表B.3所示表B.3帧信息定义 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 BBit3 Bit2 Biul Bit0 FF RTR 保留保留 Dx D" D1 D0 0 FF;标准帧和扩展帧的标识 1为扩展帧,0为标准帧 RTR:远程帧和数据帧，1为远程帧,0为数据帧 21
GB/T40425.1一2021 保留位默认为0. Bit3Bit0;标识该CAN帧的数据长度如二进制0100,标识本CAN为4字节数据段帧ID长度4个字节扩展帧有效位是29位举例,如表B.4所示表B.4帧ID定义 1D 高字节低字节 0x12 0x56 0x78 0x34 数据帧:长度8个字节有效长度由信息中的D3~D0的值决定,无效的字节补0x00. 数据传输采用低字节先传送的格式 8个字节有效数据的表示方式,如表B.5所示表B.5数据帧定义 DATA1 DATA8 0x22 0x33 0x55 0x66 0xll 0x44 0x77 0x88 如有效数据不足8字节,如6个字节有效长度的表示方式,如表B.6所示表B.6数据帧定义 DATA8 DATA 0x55 0xll 0x22 0x33 0x44 0x66 0x00 0x00 时间戳:3个字节，上电开始计时,溢出后归0,继续计时校验字节;1个字节,为从帧头到接收时间戳的所有字节的异或值,byteO,bytelbytel8. B.3 充电状态流程 B.3.1充电状态流程基于GB/T18487.1一2015附录B图B.3做扩展更改在握手阶段之前,增加无线局域网连接流程,控制充电弓下降操作;在结束阶段之后,增加控制充电弓上升操作 B.3.2充电状态流程图供电设备与电动客车之间的充电流程包括无线通信链接、充电自动稠合器连接充电以及充电完成车辆驶离充电状态流程见图B2 无线通信链接成功后,供电设备和电动客车周期性互发彼此状态,5内收不到对方状态信息,则报超时中止车辆请求充电弓连接后,车辆内部宜有数字锁定措施保障车辆处于不可移动状态直到充电完毕充电弓复位后,车辆的数字锁才能解锁如无线通信异常中断超过15s,车辆的数字锁也可解开车辆驶离充电车位后,无线链接断开 22
GB;/T40425.1一2021 供电设备电动客车停靠充电区域接近识剔成功配置sSID及密码链接预定的sSID wi-F链接成功 wi-Fi链接成功一ACs(充电弓状态 -vCs(车辆状态 VRP(充电连接请求》 -ARR(充电连接应答车辆数字锁定收到Y食 0V 连接成功连捧 ARR(充电连接完成) AVIN(请求VIN码 VIN(回复VIN码)- 准备妹休谷 6V GBT27930部分斯开长3/4 解电子锁 U=3V 森 VRP(充电断开请求)》 ARR(充电断开应答我 -ARR(充电断开完成》 Acs(充电弓状态) -VCs(车辆状态》车辆敢锁接近检测失败车辆驶肉 W连技斯开复位AP 流程结束流程结束图B.2充电状态流程图 23
GB/T40425.1一2021 B.4 通信协议 B.4.1CAN通信与无线通信 CAN通信部分以GB/T27930为基础无线通信的协议指令见表B.7 其中弓端控制器为充电弓的控制器或控制部分，固定地址:0x6B;车端控制器为充电弓对接端的控制器或控制部分,固定地址:;0x6C 表B.7无线协议指令列表 P(GN P(GN 报文数据长度报文周期报文描述优先权源地址一目的地址代号 Dece) Hex Byte ms 弓端控制器 ACS 供电设备状态 008000H 32768 250 车端控制器车端控制器 VCS 电动客车状态 33024 008100H 250 弓端控制器弓端控制器 AVIN 充电弓申请VIN码 3328o 008200H 250 车端控制器车端控制器 VVIN BMS回复VIN码 33536 008300H 17 250 弓端控制器车端控制器 500 VRP 充电请求 33792 008400H 弓端控制器弓端控制器 ARRR 34048 008500H 500 充电请求应答车端控制器 B4.2无线通信指令 B.4.2.1PGN32768008000HH)ACs供电设备状态报文功能:无线通信建立链接后,供电设备以250ms周期向电动客车发送状态,如表B.8所示表B.8PGN32768报文格式起始字节长度 SPN SPN定义发送选项或位 1字节 3524 供电设备状态必须项 3525 可选项 1字节供电设备故障原因 2字节 3526 实时充电电量必须项 SPN3524供电设备状态第1~2位;供电设备状态 00>;=正常;(01);一故障;(10);=不可信状态; 24
GB;/T40425.1一2021 第35位;充电弓状态 (000>;=充电弓复位完成;(001);=充电弓下压中;(010):=充电弓下压完成; 011):=充电弓上升中;(100):=充电弓状态未知第68位;充电机状态 (000):=待机;《001);=启动中;;一正常;(1);一温度异常第2位;电极压力 0>:=正常;(1):一电极压力异常第3位;位置状态 0):=正常;(1):=位置异常; 第4位;运动机构 0>;=正常;(1)>;=运动机构异常; 第5位:供电设备内部通信 (0>;=供电设备内部通信正常;(1);供电设备内部通信故障; 第6位:C1,C2粘连 (0>:=正常;(1>:=粘连; 第7位;C5,C6粘连; (0>:=正常;(1):=粘连第8位:C1,C2外侧短路 (0>;=正常;(1);=粘连; sPN3526 数据分辨率:0.1kwh/位,0kwh偏移量 B.4.2.2PGN33024008100HVCS电动客车状态报文功能:无线通信建立链接后,电动客车以250m、周期向供电设备发送状态,如表B.9所示表B.9PGN33024报文格式起始字节或位长度 SPN SPN定义发送选项 1字节 3514 电动客车状态: 必须项字节 3515 电动客车故障原因可选项 sPN3514电动客车状态第1~2位;电动客车状态 (00);一正常;(01);一故障;(10);=不可信状态; 第34位:电动客车驻车状态 00>;=非驻车;<01);=已驻车; 第5位:不可移动状态 0>;=已打开;(1)已锁定; SPN3515电动客车故障原因第1位;电极温度 25
GB/T40425.1一2021 0);=正常;(1);=温度异常; 第2位;电动客车内部通信; 0)=电动客车内部通信正常;(I);电动客车内部通信故障注，预留位填充1. B.42.3PGN33280(008200AVIN供电设备申请电动客车VIN码报文功能;无线通信建立链接后,供电设备会向电动客车请求VIN码,如表B,.10所示表B.10PGN33280报文格式起始字节或位长度 SPN SPN定义发送选项获取VIN请求 0x00>不请求; 1字节 3516 必须项 0x01)请求获取VIN码 0x02)获取VIN成功; B.4.2.4PGN33536(008300HwIN电动客车回复VIN码报文功能;传递车辆VIN码,由BMS发送当BMS收到PGN33280请求VIN标志为0时不发送,请求VIN标志为1时,BMs需要周期发送PGN33536,将车的VIN发给供电设备,当AVIN标志为 2时,说明VIN已被成功获取,停止发送PGN33536,如表B.11所示注此多帆参考GB/"T27930的多峡发送机制进行发送表B.11PGN33536报文格式起始字节或位 SPN定义发送选项长度 SPN 17 3517 车辆识别码(VIN 必须项 B.4.2.5PGN33792(008400)VRP充电连接请求报文功能;无线通信建立条件下,人工触发连接充电/断开充电或按自动规则触发连接充电/断开充电,电动客车向供电设备发送连接请求 5s内请求没有得到应答,则按超时处理;当收到PGN34048 充电连接完成或充电断开完成时,停止发送PGN33792,如表B.12所示表B.12PGN33792报文格式 SPN SPN定义发送选项起始字节或位长度充电连接请求 3518 1字节充电连接请求; 必选项《0x01 (0x02)充电断开请求 B4.2.6GN34048008500H)ARR充电连接请求应答报文功能:无线通信建立条件下,应答充电连接请求,如表B.13所示 26
GB;/T40425.1一2021 表B.13PGN34048报文格式起始字节或位长度 SPN SPN定义发送选项充电请求应答 <0xA1)充电连接应答; 1字节必须项 3519 0xF1》充电连接完成 0xA2)充电断开应答; 0xF2)充电断开完成 27

电动客车顶部接触式充电系统第1部分：通用要求GB/T40425.1-2021解读

随着电动汽车的普及和市场需求的不断增长，电动客车作为公共交通工具逐渐受到人们的青睐。然而，由于其大容量电池的充电需求，传统的插座充电方式已经无法满足其快速充电的需求。因此，顶部接触式充电系统成为了一种更加便捷、高效、安全的充电方式。

GB/T40425.1-2021是我国制定的电动客车顶部接触式充电系统的通用要求标准，主要涵盖了该系统的基本原理、技术参数、安全要求、试验方法等方面的内容。

一、基本原理

该标准规定了电动客车顶部接触式充电系统的基本原理，即通过直流或交流电源向车载储能装置中的电池组供电，实现电池组的充电。

二、技术参数

该标准还详细规定了电动客车顶部接触式充电系统的技术参数，包括额定电压、额定电流、工作温度范围、环境湿度等，确保该系统在不同环境下稳定可靠地运行。

三、安全要求

为了保障人员和设备的安全，该标准还制定了电动客车顶部接触式充电系统的安全要求。其中包括对接头、连接器、线缆、控制装置等方面的要求，以及防护措施、应急处理等内容。

四、试验方法

最后，该标准还规定了电动客车顶部接触式充电系统的试验方法，旨在评估该系统的性能和可靠性。其中包括高低温试验、机械强度试验、电磁兼容性试验等多项试验内容。

综上所述，GB/T40425.1-2021标准的制定和实施，对于促进我国电动客车产业的发展、提升公共交通服务水平具有重要意义。我们相信，在不断完善和更新的标准指导下，电动客车的顶部接触式充电系统将会更加安全、可靠、高效地为人们出行服务。