【GB国家标准】 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

本网站 发布时间: 2024-06-19 13:06:00
  • GB/T 38775.2-2020
  • 现行

基本信息

  • 标准号:

    GB/T 38775.2-2020

  • 标准名称:

    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

  • 标准类别:

    国家标准(GB)

  • 标准状态:

    现行
  • 出版语种:

    简体中文
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GB/T 38775.2-2020.Electric vehicle wireless power transfer-Part 2: Communication protocols between on-board charger and wireless power transfer device.
1范围
GB/T 38775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。
GB/T 38775.2适用于地面通信控制单元(CSU)与控制管理系统(WCCMS)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。
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 38775.1-2020电动汽车无线充电系统 I第1部分:通用要求
GB/T 38775.3-2020电 动汽车无线充电系统、第3部分:特殊要求
中华人民共和国无线电频率划分规定(中华人民共和国工业和信息化部令第46号)
IEEE Std 802.11TM IEEE 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[IEEE Standard for Information technology-Telcommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications]

标准内容标准内容

部分标准内容:

ICS43.040.99
中华人民共和国国家标准
GB/T38775.2—2020
电动汽车无线充电系统
第2部分:车载充电机和无线wwW.bzxz.Net
充电设备之间的通信协议
Electric vehicle wireless power transfer-Part 2: Communicationprotocols between on-board charger and wireless power transfer device2020-04-28发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2020-11-01实施
GB/T38775.2—2020
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
参数定义
参考文献
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;
一第2部分:车载充电机和无线充电设备之间的通信协议;一第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—2009给出的规则起草本部分由中国电力企业联合会提出并归口。GB/T38775.2—2020
本部分起草单位:中国电力科学研究院有限公司、中国电力企业联合会、中兴新能源汽车有限责任公司、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、中国汽车技术研究中心、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、国网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、浙江吉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、王成亮、范瑞祥、袁瑞铭、魏斌、李妮、陈锋、焦来磊、徐。1
GB/T38775.2—2020
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:Witricity公司地址:57WaterStreet,Watertown,MA,USA专利持有人姓名:中兴新能源汽车有限责任公司地址: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-ik
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。
1范围
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
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(WCCMS)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—2020电动汽车无线充电系统,第1部分:通用要求GB/T38775.3-2020电动汽车无线充电系统第3部分:特殊要求中华人民共和国无线电频率划分规定(中华人民共和国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-ogy-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan areanetworksSpecificrequirements:Partll:WirelessLANMediumAccessControl(MAC)andPhysical Layer(PHY)Specifications术语和定义
GB/T38775.1—2020和GB/T38775.3—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chargingspotidentification用于识别车位的唯一信息。
车位信息chargingspotinformation地面系统中充电车位的车位标识以及线圈信息。3.3
coilinformation
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—2020
地面系统信息groundfacilitiesinformation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
charging state
充电状态
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vehiclesysteminformation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52C辆系统身份及功能的信息。
vehicle state
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Aca
电量等信息。
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Kae
无效,对方设备将回应一个连接复位段。3.9
通信模式AcaseAcommunication
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BcaseBcommunication
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
midpointvoltage
中点电压
副边设备输出的电压值。
slow start condition
缓启动状态
电压或电流以一定的斜率逐渐上升的状态3.13
updatestateof PFC
PFC更新状态
PFC软件处于更新时的状态。
4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CSU:地面通信控制单元(CommunicationServiceUnit)2
IVU:车载通信控制单元(In-VehicleUnit)PFC:功率因数校正(PowerFactorCorrection)PPC:功率接收控制器(PowerPickupController)PrC:原边线圈(PrimaryCoil)PTC:功率发送控制器(PowerTransmitController)PuC:副边线圈(PickUpCoil)
UDP:用户数据报协议(UserDatagramProtocol)GB/T38775.2—2020
WCCMS:无线充电控制管理系统(WirelessChargingControlManagementSystem)5
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IVU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WCCMS、CSU和IVU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—2020
设管理台
wc接11-
运营眼务台
Ct核Ⅱ
逆台系统
无线能生传输系统W1
泡而系统
表示迪估接口,而非实体注接线表示通信楼口,非实味注接
中厂离根据应!场景口行逃挥择(必送项)无线巾能传输
车辆系统
动率传输线
忙号/数据传输线
无线充电功能系统架构图
车满控利系统
WCCMS与CSU之间允许存在WC接口,WCCMS与IVU之间允许存在WI接口.WC接口、WI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
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。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:1
无线充电监测:
计量处理(可选);
参与部分充电控制,如检查IVU用户标识和IVU设备标识是否匹配,CSU用户标识和CSU设备标识是否匹配、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WCCMS对地面系统,车辆系统对地b)
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
PTC、PFC故障和异常事件检测;2)
向IVU上报充电状态;
和IVU之间转发PPC、PTC数据;
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:向WCCMS上报充电状态。
GB/T38775.2—2020
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c)
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;11
监测PPC、车辆控制系统故障以及异常事件;2)
3)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
CI接口的通信物理层应符合IEEEStd802.11TM的规定。注1:IEEEStd802.11TM是通过HTAPs或者HTSTAs实施的。注2:HTSTA的功能在IEEEStd802.11TM: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。
通信接口
无线充电系统具有以下接口:
WI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WCa)
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。
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b)
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c)
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、PTC和PrC之间的关系
图2为CSU、PTC和PrC之间的关系示意图,一个CSU可控制多个PTC,一个PTC只能由一个CSU进行控制。
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—2020
车性!
5.6安全
车位2
Prtem l
车位m-1
图2CSU、PTC和PrC之间的关系
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PTC1
PicC'rm
车位m
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入。IVU、CSU和WCCMS之间的信令应进行完整保护和加密保护。6无线充电管理通信流程
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:a)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:但通信连接未建立。该状态下,通信单元处于工作状态。b)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。c)
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。6
通侣未还接
终正通信
建文通信
通信模式A的充电流程
6.2.1IVU初始化
终上逛信
通信选接
信点「报疫杏询
无线充电总体流程
停止充士
启动充电
GB/T38775.2—2020
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。
IVI注册(多见6.3.1)
HCSU上报车辆信息
间CS上报车摘状添
(SU向IVL:这回准备状态
图4IVU初始化
6.2.2IVU发起充电
IVU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—2020
开始充电过程为:
VTJCSTI发出开充电请求
CSL.与IVU之间五发五送作性信息CSU判互操作性信息是否通过
CSU向IV返同丘案作性信息
CSr:发起开始充电
C:向IV随知车份状态
CSU利VU之间转发PC
数据/FTC数据(见6. 3. 5. 4)
图5IVU发起充电
IVU向CSU发起开始充电请求;
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;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;CSU、IVL做障
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;
b)对齐判断;
安全监控及诊断功能的工作。
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。8
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