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/T27930-2015

中华人民共和国国家标准

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

Communication protocols between off-board conductive charger and battery management system for electric vehicle

GB／T 27930-2015

代替GB／T 27930-2011

发布日期：2015年12月28日    

实施日期：2016年1月1日

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

     中国国家标准化管理委员会              发布

前言

    本标准按照GB／T 1．1-2009给出的规则起草。

    本标准代替GB／T 27930-2011《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》。与GB／T 27930-2011相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

    ——规定了“执行本标准的充电机和BMS宜具备向前兼容性”见4．6；

    ——通信环境恶劣的情况增加50kbit／s的通信速率(见第5章)；

    ——规定了“可选项所有位按照本标准规定格式发送或填充1，本标准未规定的无效位或字段填充1”(见7．9)；

    ——修改了总体流程图(见第8章)；

    ——增加通信握手报文BHM和CHM(见9．1)；

    ——BRM增加8个字节用于预留(见10．1．4)；

    ——CML增加最小充电电流字段(见10．2．3)；

    ——CCS增加充电暂停字段(见10．3．3)；

    ——增加BMS中止充电故障原因(见10．3．8)；

    ——增加充电时序流程图(见A．2)；

    ——增加充电过程故障处理方式(见附录C)；

    ——增加报文开始发送条件和中止发送条件(见附录D)。

    本标准由中国电力企业联合会提出并归口。

    本标准负责起草单位：国家电网公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、南京南瑞集团公司、中国汽车技术研究中心。

    本标准参加起草单位：中国电力企业联合会、许继集团有限公司、中国电力科学研究院、深圳奥特迅电力设备股份有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、比亚迪戴姆勒新技术有限公司、上海汽车集团股份有限公司、普天新能源有限责任公司、中国电器科学研究院、上海电器科学研究院。

    本标准主要起草人：沈建新、刘永东、武斌、吾喻明、张雪焱、孟祥峰、倪峰、董新生、李志刚、史双龙、周荣、王洪军、王治成、邓晓光、徐枭、吕国伟、李新强、耿群锋、戴敏、邵浙海、李晓强、马建伟、李彩生、孟凡提、夏露。

    本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

    ——GB／T 27930-2011。

1  范围

    本标准规定了电动汽车非车载传导式充电机(以下简称充电机)与电池管理系统(Battery Manage-ment System，以下简称BMS)之间基于控制器局域网(Control Area Network，以下简称CAN)的通信物理层、数据链路层及应用层的定义。

    本标准适用于采用GB／T 18487．1规定的充电模式4的充电机与BMS之间的通信，也适用于充电机与具有充电控制功能的车辆控制单元之间的通信。

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 19596  电动汽车术语

    GB／T 18487．1  电动车辆传导充电系统一般要求

    ISO 11898-1：2003  道路车辆控制器局域网络  第1部分：数据链路层和物理信令[Road vehicle-Control area network(CAN)Part 1：Data link layer and physical signaling]

    SAE J1939-11：2006  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-250 Kbits／s，twisted shielded pair)

    SAE J1939-21：2006  商用车控制系统局域网CAN通信协议  第21部分：数据链路层(Recom-mented practice for serial control and communication vehicle network-Part 21：Data link layer)

    SAE J1939-73：2006  商用车控制系统局域网CAN通信协议  第73部分：应用层  诊断(Recom-mented practice for serial control and communication vehicle network-Part 73：Application Layer-Diagnostics)

3  术语和定义

    GB／T 19596、SAE J1939界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3．1  

    帧  frame

    组成一个完整信息的一系列数据位。

3．2

    CAN数据帧  CAN data frame

    用于传输数据的CAN协议所必需的有序位域，以帧起始(SOF)开始，帧结束(EOF)结尾。

3．3

    报文  messages

    一个或多个具有相同参数组编号的“CAN数据帧”。

3．4

    标识符  identifier

    CAN仲裁域的标识部分。

3．5

    标准帧  standard frame

    CAN2．0B规范中定义的使用11位标识符的CAN数据帧。

3．6

    扩展帧  extended frame

    CAN2．0B规范中定义的使用29位标识符的CAN数据帧。

3．7

    优先权  priority

    在标识符中一个3位的域，设置传输过程的仲裁优先级，最高优先权为0级，最低优先权为7级。

3．8

    参数组  parameter group；PG

    在一报文中传送参数的集合。

3．9

    参数组编号  parameter group number；PGN

    用于唯一标识一个参数组的一个24位值。参数组编号包括：保留位、数据页、PDU格式域(8位)、PDU特定域(8位)。

3．10

    可疑参数编号  suspect parameter number；SPN

    应用层通过参数描述信号，给每个参数分配的一个19位值。

3．11

    协议数据单元  protocol data unit；PDU

    一种特定的CAN数据帧格式。

3．12

    传输协议  transport protocol

    数据链路层的一部分，为传送数据9～1785字节的PGN提供的一种机制。

3．13

    电子控制单元  electronic control unit；ECU

    电子控制单元，即车载电脑，由微控制器和外围电路组成。

3．14

    诊断故障代码  diagnostic trouble code；DTC

    一种用于识别故障类型、相关故障模式以及发生次数的4字节数值。

4  总则

4．1  充电机与BMS之间通信网络采用CAN2．0B通信协议。充电流程参见附录A。

4．2  在充电过程中，充电机和BMS监测电压、电流和温度等参数，同时BMS管理整个充电过程。

4．3  充电机与BMS之间的CAN通信网络应由充电机和BMS两个节点组成。

4．4  数据信息传输采用低字节先发送的格式。

4．5  正的电流值代表放电，负的电流值代表充电。

4．6  执行本标准的充电机和BMS宜具备向前兼容性。

5  物理层

    采用本标准的物理层应符合ISO 11898-1：2003、SAE J1939-11：2006中关于物理层的规定。本标准充电机与BMS的通信应使用独立于动力总成控制系统之外的CAN接口。充电机与BMS之间的通信速率采用250kbit／s。

    注：在通信环境恶劣的专用场合(如通信距离较长的商用车充电站)，经供电设备制造商和电动汽车制造商协商一致，可采用50kbit／s通信速率。

6  数据链路层

6．1  帧格式

    采用本标准的设备应使用CAN扩展帧的29位标识符，具体每个位分配的相应定义应符合SAE J1939-21：2006中的相关规定。

6．2  协议数据单元(PDU)

    每个CAN数据帧包含一个单一的协议数据单元(PDU)，见表1。协议数据单元由七部分组成，分别是优先权、保留位、数据页、PDU格式、PDU特定、源地址和数据域。

表1  协议数据单元(PDU)

6．3  协议数据单元(PDU)格式

    选用SAE J1939-21：2006中定义的PDU1格式。

6．4  参数组编号(PGN)

    PGN的第二个字节为PDU格式(PF)值，高字节和低字节位均为00H。

6．5  传输协议功能

    BMS与充电机之间传输9～1785字节的数据使用传输协议功能。连接初始化、数据传输、连接关闭应遵循SAE J1939-21：2006中5．4．7和5．10消息传输的规定。对于多帧报文，报文周期为整个数据包的发送周期。

6．6  地址的分配

    网络地址用于保证信息标识符的唯一性以及表明信息的来源。充电机和BMS定义为不可配置地址，即该地址固定在ECU的程序代码中，包括服务工具在内的任何手段都不能改变其源地址。充电机和BMS分配的地址如表2所示。

表2  充电机和BMS地址分配

6．7  信息类型

    CAN总线技术规范支持五种类型的信息，分别为命令、请求、广播／响应、确认和组功能。具体定义应遵循SAE J1939-21：2006中5．4信息类型的规定。

7  应用层

7．1  应用层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来识别数据包的内容。

7．3  使用“请求PGN”来主动获取其他节点的参数组。

7．4  采用周期发送和事件驱动的方式来发送数据。

7．5  如果需发送多个PGN数据来实现一个功能的，需同时收到该定义的多个PGN报文才判断此功能发送成功。

7．6  定义新的参数组时，尽量将相同功能的参数、相同或相近刷新频率的参数和属于同一个子系统内的参数放在同一个参数中；同时，新的参数组既要充分利用8个字节的数据宽度，尽量将相关的参数放在同一个组内，又要考虑扩展性，预留一部分字节或位，以便将来进行修改。

7．7  修改第9章已定义的参数组时，不应对已定义的字节或位的定义进行修改；新增加的参数要与参数组中原有的参数相关，不应为节省PGN的数量而将不相关的参数加入到已定义的PGN中。

7．8  充电过程中充电机和BMS各种故障诊断定义应遵循SAE J1939-73：2006的5．1中CAN总线诊断系统的要求，附录B给出了故障诊断报文定义规范。

7．9  报文选项分为必须项和可选项，对于同一帧报文中全部内容为可选项的，该报文可以选择不发送，对于同一帧报文中部分内容为可选项的，可选项所有位按照本标准规定格式发送或填充1，本标准未规定的无效位或字段填充1。本标准未规定的位或预留位填充1。

7．10  报文的长度和必须项内容及格式需按照第10章中规定发送。

8  充电总体流程

    整个充电过程包括六个阶段：物理连接完成、低压辅助上电、充电握手阶段、充电参数配置阶段、充电阶段和充电结束阶段。在各个阶段，充电机和BMS如果在规定的时间内没有收到对方报文或没有收到正确报文，即判定为超时(超时指在规定时间内没有收到对方的完整数据包或正确数据包)，超时时间除特殊规定外，均为5s。当出现超时后，BMS或充电机发送9．5规定的错误报文，并进入错误处理状态。在对故障处理的过程中，根据故障的类别，分别进行不同的处理(参见附录C)。在充电结束阶段中，如果出现了故障，直接结束充电流程。报文的开始发送条件和中止发送条件参见附录D。充电总体流程见图1。

图1 充电总体流程图

9  报文分类

9．1  低压辅助上电及充电握手阶段

    充电握手阶段分为握手启动阶段和握手辨识阶段，当充电机和BMS物理连接完成并上电后，开启低压辅助电源，进入握手启动阶段发送握手报文，再进行绝缘监测。绝缘监测结束后进入握手辨识阶段，双方发送辨识报文，确定电池和充电机的必要信息。CHM报文和BHM报文是为产品兼容的新增报文，用于在握手启动阶段充电机和BMS判断双方使用的标准版本。典型的充电工作状态转换参见图A．1和图A．2，充电时序详见GB／T 18487．1。充电握手阶段报文应符合表3的要求。

表3  充电握手阶段报文分类

9．2  充电参数配置阶段

    充电握手阶段完成后，充电机和BMS进入充电参数配置阶段。在此阶段，充电机向BMS发送充电机最大输出能力的报文，BMS根据充电机最大输出能力判断是否能够进行充电。典型的充电工作状态转换参见图A．3。充电参数配置阶段报文应符合表4的要求。

表4  充电参数配置阶段报文分类

9．3  充电阶段

    充电配置阶段完成后，充电机和BMS进入充电阶段。在整个充电阶段，BMS实时向充电机发送电池充电需求，充电机根据电池充电需求来调整充电电压和充电电流以保证充电过程正常进行。在充电过程中，充电机和BMS相互发送各自的充电状态。除此之外，BMS根据要求向充电机发送动力蓄电池具体状态信息及电压、温度等信息。BMV，BMT，BSP为可选报告，充电机不对其进行报文超时判定。

    BMS根据充电过程是否正常、电池状态是否达到BMS自身设定的充电结束条件以及是否收到充电机中止充电报文(包括具体中止原因、报文参数值全为0和不可信状态)来判断是否结束充电；充电机根据是否收到停止充电指令、充电过程是否正常、是否达到人为设定的充电参数值，或者是否收到BMS中止充电报文(包括具体中止原因、报文参数值全为0和不可信状态)来判断是否结束充电。典型的充电工作状态转换参见图A．4。充电阶段报文应符合表5的要求。

表5  充电阶段报文分类

9．4  充电结束阶段

    当充电机和BMS停止充电后，双方进入充电结束阶段。在此阶段BMS向充电机发送整个充电过程中的充电统计数据，包括：初始SOC、终了SOC、电池最低电压和最高电压；充电机收到BMS的充电统计数据后，向BMS发送整个充电过程中的输出电量、累计充电时间等信息，最后停止低压辅助电源的输出。典型的充电工作状态转换参见图A．5。充电结束阶段报文应符合表6的要求。

表6  充电结束阶段报文分类

9．5  错误报文

    在整个充电阶段，当BMS或充电机检测到存在错误时，发送错误报文。错误报文应符合表7的要求。

表7  错误报文分类

10  报文格式和内容

10．1  低压辅助上电及充电握手阶段报文

10．1．1  PGN9728充电机握手报文(CHM)

    报文功能：当充电机和电动汽车物理连接并完成上电，且电压检测正常后，由充电机向BMS每隔250ms发送一次充电机握手报文，用于确定双方是否握手正常。PGN9728报文格式见表8。

表8 PGN9728报文格式

10．1．2  PGN9984 BMS握手报文(BHM)

    报文功能：当BMS收到PGN9984充电机握手报文后，向充电机每隔250ms返回BMS握手报文，提供BMS最高允许充电总电压。PGN9984报文格式见表9。

表9 PGN9984报文格式

    其中：

        SPN2601最高输出电压(V)：

        数据分辨率：0．1V／位，0V偏移量。

10．1．3  PGN256充电机辨识报文(CRM)

    报文功能：当充电机通过握手确认，并确定绝缘检测正常后，使用250kbit／s通信速率向BMS每隔250ms发送一次充电机辨识报文，用于确认充电机和BMS之间通信链路正确。在收到BMS辨识报文前，确认码＝0x00；在收到车载充电机辨识报文后，确认码＝0xAA。PGN256报文格式见表10。

表10  PGN256报文格式

10．1．4  PGN512 BMS和车辆辨识报文(BRM)

    报文功能：充电握手阶段向充电机提供BMS和车辆辨识信息。当BMS收到SPN2560＝0x00的充电机辨识报文后向充电机每隔250ms发送一次，数据域长度超出8字节时，需使用传输协议功能传输，格式详见6．5的规定，发送间隔为10ms，直到在5s内收到SPN2560＝0xAA的充电机辨识报文为止。PGN512报文格式见表11。

表11  PGN512报文格式

10．2  参数配置阶段报文

10．2．1  PGN1536动力蓄电池充电参数报文(BCP)

    报文功能：充电参数配置阶段BMS发送给充电机的动力蓄电池充电参数。如果充电机在5s内没有收到该报文，即为超时错误，充电机应立即结束充电。PGN1536报文格式见表12。

表12 PGN1536报文格式

其中：

    1)  SPN2816单体动力蓄电池最高允许充电电压

    数据分辨率：0．01V／位，0V偏移量；数据范围：0～24V；

    2)  SPN2817最高允许充电电流

    数据分辨率：0．1A／位，—400A偏移量；

    3)  SPN2818动力蓄电池标称总能量

    数据分辨率：0．1kW·h／位，0kW·h偏移量；数据范围：0～1000kW·h；

    4)  SPN2819最高允许充电总电压

    数据分辨率：0．1V／位，0V偏移量；

    5)  SPN2820最高允许动力蓄电池温度

    数据分辨率：1℃／位，—50℃偏移量；数据范围：—50℃～＋200℃；

    6)  SPN2821整车动力蓄电池荷电状态(SOC)

    数据分辨率：0．1％／位，0％偏移量；数据范围：0～100％；

    7)  SPN2822整车动力蓄电池总电压

    数据分辨率：0．1V／位，0V偏移量。

10．2．2  PGN1792充电机发送时间同步信息报文(CTS)

    报文功能：充电参数配置阶段充电机发送给BMS的时间同步信息。PGN1792报文格式见表13。

表13 PGN1792报文格式

    其中，SPN2823日期／时间

    第1字节：秒(压缩BCD码)；第2字节：分(压缩BCD码)；

    第3字节：时(压缩BCD码)；第4字节：日(压缩BCD码)；

    第5字节：月(压缩BCD码)；第6～7字节：年(压缩BCD码)。

10．2．3  PGN2048充电机最大输出能力报文(CML)

    报文功能：充电机发送给BMS充电机最大输出能力，以便估算剩余充电时间。PGN2048报文格式见表14。

表14  PGN2048报文格式

    其中：

    1)  SPN2824最高输出电压(V)

    数据分辨率：0．1V／位，0V偏移量；

    2)  SPN2825最低输出电压(V)

    数据分辨率：0．1V／位，0V偏移量；

    3)  SPN2826最大输出电流(A)

    数据分辨率：0．1A／位，—400A偏移量；

    4)  SPN2827最小输出电流(A)

    数据分辨率：0．1A／位，—400A偏移量。

10．2．4  PGN2304 BMS充电准备就绪报文(BRO)

    报文功能：BMS发送给充电机电池充电准备就绪报文，让充电机确认BMS已经准备充电。BMS在60s内未准备好，则充电机进行等待；否则，参见C．1进行处理。PGN2304报文格式见表15。

表15  PGN2304报文格式

10．2．5  PGN2560充电机输出准备就绪报文(CRO)

    报文功能：充电机发送给BMS充电机输出准备就绪报文，让BMS确认充电机已经准备输出。充电机在60s内未准备好，则BMS进行等待；否则，参见附录C．1进行处理。PGN2560报文格式见表16。

表16  PGN2560报文格式

10．3  充电阶段报文

10．3．1  PGN4096电池充电需求报文(BCL)

    报文功能：让充电机根据电池充电需求来调整充电电压和充电电流，确保充电过程正常进行。如果充电机在1s内没有收到该报文，即为超时错误，充电机应立即结束充电。

    在恒压充电模式下，充电机的输出的电压应满足电压需求值，输出的电流不能超过电流需求值；在恒流充电模式下，充电机输出的电流应满足电流需求值，输出的电压不能超过电压需求值。当BCL报文中充电电流请求大于CML报文中最大输出电流时，充电机按最大输出能力输出；当BCL报文中充电电流请求小于等于CML报文中最大输出电流时，充电机按请求电流输出；当电压需求或电流需求为0时，充电机按最小输出能力输出。PGN4096报文格式见表17。

表17  PGN4096报文格式

    其中：

    1)  SPN3072电压需求

    数据分辨率：0．1V／位，0V偏移量；

    2)  SPN3073电流需求

    数据分辨率：0．1A／位，—400A偏移量。

10．3．2  PGN4352电池充电总状态报文(BCS)

    报文功能：让充电机监视充电过程中电池组充电电压、充电电流等充电状态。如果充电机在5s内没有收到该报文，即为超时错误，充电机应立即结束充电。PGN4352报文格式见表18。

表18  PGN4352报文格式

    其中：

    1)  SPN3075充电电压测量值

    数据分辨率：0．1V／位，0V偏移量；

    2)  SPN3076充电电流测量值

    数据分辨率：0．1A／位，—400A偏移量；

    3)  SPN3077最高单体动力蓄电池电压及其组号

    1—12位：最高单体动力蓄电池电压，数据分辨率：0．01V／位，0V偏移量；数据范围：0～24V；

    13—16位：最高单体动力蓄电池电压所在组号，数据分辨率：1／位，0偏移量；数据范围：0～15；

    4)  SPN3078当前荷电状态SOC

    数据分辨率：1％／位，0％偏移量；数据范围：0～100％；

    5)  SPN3079估算剩余充电时间，当BMS以实际电流为准进行测算的剩余时间超过600min时，按600min发送。

    数据分辨率：1min／位，0min偏移量；数据范围：0～600min。

10．3．3  PGN4608充电机充电状态报文(CCS)

    报文功能：让BMS监视充电机当前输出的充电电流、电压值等信息。如果BMS在1s内没有收到该报文，即为超时错误，BMS应立即结束充电。PGN4608报文格式见表19。

表19  PGN4608报文格式

注：当收到CCS中SPN3929为0时表示充电机将停止输出，收到SPN3929为1时表示充电机将继续开始充电。

    其中：

    1)  SPN3081电压输出值(V)

    数据分辨率：0．1V／位，0V偏移量；

    2)  SPN3082电流输出值(A)

    数据分辨率：0．1A／位，—400A偏移量；

    3)  SPN3083累计充电时间(min)

    数据分辨率：1min／位，0min偏移量；数据范围：0～600min。

10．3．4  PGN4864 BMS发送动力蓄电池状态信息报文(BSM)

    报文功能：充电阶段BMS发送给充电机的动力蓄电池状态信息。PGN4864报文格式见表20。

表20  PGN4864报文格式

    其中：

    1)  SPN3085最高单体动力蓄电池电压所在编号

    数据分辨率：1／位，1偏移量；数据范围：1～256；

    2)  SPN3086最高动力蓄电池温度

    数据分辨率：1℃／位，—50℃偏移量；数据范围：—50℃～＋200℃；

    3)  SPN3087最高温度检测点编号

    数据分辨率：1／位，1偏移量；数据范围：1～128；

    4)  SPN3088最低动力蓄电池温度

    数据分辨率：1℃／位，—50℃偏移量；数据范围：—50℃～＋200℃；

    5)  SPN3089最低温度检测点编号

    数据分辨率：1／位，1偏移量；数据范围：1～128。

    注：当接收到BSM报文中SPN3090——SPN3095均为00(电池状态正常)，且SPN3096为00(禁止充电)时，充电机暂停充电输出；当接收到BSM报文中SPN3090——SPN3095均为00(电池状态正常)，且SPN3096为01(允许充电)时，充电机恢复充电且冲击电流应满足GB／T 18487．1中9．7要求。当接收到BSM报文中SPN3090——SPN3095(电池状态)中有一项为异常状态，充电机应停止充电。

10．3．5  PGN5376单体动力蓄电池电压报文(BMV)

    报文功能：各个单体动力蓄电池电压值。由于PGN 5376的数据域的最大长度超出8字节，需使用传输协议功能传输，详见6．5的规定。PGN5376报文格式见表21。

表21  PGN5376报文格式

    其中：

    SPN3101～SPN3356分别对应#1～#256单体动力蓄电池电压：

    1—12位：单体动力蓄电池电压，数据分辨率：0．01V／位，0V偏移量；数据范围：0～24V；

    13—16位：电池分组号，数据分辨率：1／位，0偏移量；数据范围：0～15。

    注：若车内电池有分组号，按照实际的分组号进行发送；若无分组号，则按照256个单体电池为一组进行发送。

10．3．6  PGN5632动力蓄电池温度报文(BMT)

    报文功能：动力蓄电池温度。数据长度超出8字节时，需使用传输协议功能传输，格式详见6．5的规定。PGN5632报文格式见表22。

表22  PGN5632报文格式

    其中：

    SPN3361～SPN3488分别对应动力蓄电池1～128采样点的温度：

    数据分辨率：1℃／位，—50℃偏移量；数据范围：—50℃～＋200℃。

10．3．7  PGN5888动力蓄电池预留报文(BSP)

    报文功能：动力蓄电池预留报文。数据域长度超出8字节时，需使用传输协议功能传输，格式详见6．5的规定。PGN5888报文格式见表23。

表23  PGN5888报文格式

10．3．8  PGN6400 BMS中止充电报文(BST)

    报文功能：让充电机确认BMS将发送中止充电报文以令充电机结束充电过程以及结束充电原因。

    PGN6400报文格式见表24。

表24  PGN6400报文格式

    其中：

    1)  SPN3511 BMS中止充电原因

    第1～2位：达到所需求的SOC目标值

    <00>：＝未达到所需SOC目标值；<01>：＝达到所需SOC目标值；<10>：＝不可信状态；

    第3～4位：达到总电压的设定值

    <00>：＝未达到总电压设定值；<01>：＝达到总电压设定值；<10>：＝不可信状态；

    第5～6位：达到单体电压的设定值

    <00>：＝未达到单体电压设定值；<01>：＝达到单体电压设定值；<10>：＝不可信状态；

    第7～8位：充电机主动中止

    <00>：＝正常；<01>：＝充电机中止(收到CST帧)；<10>：＝不可信状态。

    2)  SPN3512 BMS中止充电故障原因

    第1～2位：绝缘故障

    <00>：＝正常；<01>：＝故障；<10>：＝不可信状态；

    第3～4位：输出连接器过温故障

    <00>：＝正常；<01>：＝故障；<10>：＝不可信状态；

    第5～6位：BMS元件、输出连接器过温

    <00>：＝正常；<01>：＝故障；<10>：＝不可信状态；

    第7～8位：充电连接器故障

    <00>：＝充电连接器正常；<01>：＝充电连接器故障；<10>：＝不可信状态；

    第9～10位：电池组温度过高故障

    <00>：＝电池组温度正常；<01>：＝电池组温度过高；<10>：＝不可信状态；

    第11～12位：高压继电器故障

    <00>：＝正常；<01>：＝故障；<10>：＝不可信状态；

    第13～14位：检测点2电压检测故障

    <00>：＝正常；<01>：＝故障；<10>：＝不可信状态；

    第15～16位：其他故障

    <00>：＝正常；<01>：＝故障；<10>：＝不可信状态。

    3)  SPN3513BMS中止充电错误原因

    第1～2位：电流过大

    <00>：＝电流正常；<01>：＝电流超过需求值；<10>：＝不可信状态；

    第3～4位：电压异常

    <00>：＝正常；<01>：＝电压异常；<10>：＝不可信状态。

10．3．9  PGN6656充电机中止充电报文(CST)

    报文功能：让BMS确认充电机即将结束充电以及结束充电原因。PGN6656报文格式见表25。

表25  PGN6656报文格式

    其中：

    1)  SPN3521充电机中止充电原因

    第1～2位：达到充电机设定的条件中止

    <00>：＝正常；<01>：＝达到充电机设定条件中止；<10>：＝不可信状态；

    第3～4位：人工中止

    <00>：＝正常；<01>：＝人工中止；<10>：＝不可信状态；

    第5～6位：故障中止

    <00>：＝正常；<01>：＝故障中止；<10>：＝不可信状态；

    第7～8位：BMS主动中止

    <00>：＝正常；<01>：＝BMS中止(收到BST帧)；<10>：＝不可信状态。

    2)  SPN3522充电机中止充电故障原因

    第1～2位：充电机过温故障

    <00>：＝充电机温度正常；<01>：＝充电机过温；<10>：＝不可信状态；

    第3～4位：充电连接器故障

    <00>：＝充电连接器正常；<01>：＝充电连接器故障；<10>：＝不可信状态；

    第5～6位：充电机内部过温故障

    <00>：＝充电机内部温度正常；<01>：＝充电机内部过温；<10>：＝不可信状态；

    第7～8位：所需电量不能传送

    <00>：＝电量传送正常；<01>：电量不能传送；<10>：＝不可信状态；

    第9～10位：充电机急停故障

    <00>：＝正常；<01>：＝充电机急停；<10>：＝不可信状态；

    第11～12位：其他故障

    <00>：＝正常；<01>：＝故障；<10>：＝不可信状态。

    3)  SPN3523充电机中止充电错误原因

    第1～2位：电流不匹配

    <00>：＝电流匹配；<01>：＝电流不匹配；<10>：＝不可信状态；

    第3～4位：电压异常

    <00>：＝正常；<01>：＝电压异常；<10>：＝不可信状态。

10．4  充电结束阶段报文

10．4．1  PGN7168 BMS统计数据报文(BSD)

    报文功能：让充电机确认BMS对于本次充电过程的充电统计数据。PGN7168报文格式见表26。

表26 PGN7168报文格式

    其中：

    1)  SPN3601中止荷电状态SOC

    数据分辨率：1％／位，0％偏移量；数据范围：0～100％；

    2)  SPN3602动力蓄电池单体最低电压

    数据分辨率：0．01V／位，0V偏移量；数据范围：0～24V；

    3)  SPN3603动力蓄电池单体最高电压

    数据分辨率：0．01V／位，0V偏移量；数据范围：0～24V；

    4)  SPN3604动力蓄电池最低温度

    数据分辨率：1℃／位，—50℃偏移量；数据范围：—50℃～＋200℃；

    5)  SPN3605动力蓄电池最高温度

    数据分辨率：1℃／位，—50℃偏移量；数据范围：—50℃～＋200℃。

10．4．2  PGN7424充电机统计数据报文(CSD)

    报文功能：确认充电机本次充电过程的充电统计数据。PGN7424报文格式见表27。

表27  PGN7424报文格式

    其中：

    1)  SPN3611累计充电时间

    数据分辨率：1min／位，0min偏移量；数据范围：0～600min；

    2)  SPN3612输出能量

    数据分辨率：0．1kW·h／位，0kW·h偏移量；数据范围：0～1000kW·h。

10．5  错误报文

10．5．1  PGN7680 BMS错误报文(BEM)

    报文功能：当BMS检测到错误时，发送给充电机充电错误报文，直到BMS收到充电机发送的充电机辨识报文(CRM)或拔掉充电插头为止。PGN7680报文格式见表28。

表28  PGN7680报文格式

10．5．2  PGN7936充电机错误报文(CEM)

    报文功能：当充电机检测到错误时，发送给BMS充电错误报文，直到充电机接收到BMS发送的BRM报文或拔掉充电插头为止。PGN7936报文格式见表29。

表29 PGN7936报文格式

附录A  充电流程

A．1  充电工作状态转换

    当BMS和充电机物理连接完成并上电后，BMS和充电机的状态转换，是相互协调工作的互操作约定。典型的充电工作状态转换如图A．1～图A．5所示。

图A．1  充电握手启动流程图

图A．2  充电握手辨识流程图

图A．3  充电参数配置阶段流程图

图A．4  充电阶段流程图

图A．5  充电结束阶段流程图

A．2  充电时序流程图

    详细的充电时序流程图如图A．6～图A．12所示。

图A．6  正常充电时序流程图

图A．7  在非正常状态下停止(充电机方面的原因)流程图

图A．8  在非正常状态下停止(车辆方面的原因)流程图

图A．9  通信中断：通信超时重连3次后仍发生通信超时通信中止流程图

图A．10  S开关开流程图

图A．11  充电机接收BMS通信超时流程图

图A．12  BMS接收充电机通信超时流程图

附录B  充电机和BMS故障诊断报文

B．1  故障诊断代码

    诊断故障代码(DTC)由4个独立域构成，这4个部分见表B．1：

表B．1  诊断故障代码(DTC)

    其中：可疑参数编号(SPN)19位的数字是用于识别故障报告的诊断项目。可疑参数编号与发送故障诊断信息的控制模块的地址编码无关。SPN编号为第10．3节中已定义的BMS、充电机发生硬件故障的信息，如SPN3090～SPN3095、SPN3511～SPN3513、SPN3521～SPN3523等。

    故障模式标识符(FMI)定义BMS和充电机中发现的故障类型。其数据长度5位，数据状态为C～31共32种，目前定义的故障模式标识符如下：

    <0>：＝动力蓄电池电压故障；

    <1>：＝动力蓄电池电流故障；

    <2>：＝动力蓄电池温度故障；

    <3>：＝动力蓄电池绝缘状态；

    <4>：＝动力蓄电池输出连接器过温故障；

    <5>：＝BMS元件、电池组输出连接器过温；

    <6>：＝充电机温度故障；

    <7>：＝充电机连接器故障；

    <8>：＝充电机内部温度故障；

    <9～31>：＝预留备用。

    发生次数(OC)定义一个故障从先前激活状态到激活状态的变化次数，最大值为126，计数向上溢出时，该计数器值保留为126。假如发生次数未知，则该域所有位的数值均设为1。

    可疑参数编号的转化方式(CM)置0，表示SPN位均采用英特尔格式。

B．2  故障诊断报文分类

    故障诊断报文分类见表B．2。

表B．2  故障诊断报文分类

B．3  故障诊断报文格式和内容

    故障诊断报文和内容包括：

    a)PGN8 192诊断信息1，当前故障码报文(DM1)

    报文功能：发生故障时，发送当前的故障代码。每个故障代码4字节。数据段多余8字节采用传输协议功能传输，格式详见6．5的规定。PGN8192报文格式见表B．3。

表B．3  PGN8192报文格式

    b)PGN8448诊断信息2，历史故障码报文(DM2)

    报文功能：该数据包括了一系列诊断代码以及历史故障码的发生次数。每个故障代码4字节。数据段多余8字节采用传输协议功能传输，格式详见6．5的规定。PGN8448报文格式见表B．4。

表B．4 PGN8448报文格式

    c)PGN8704诊断信息3，诊断准备就绪报文(DM3)

    报文功能：报告有关诊断已准备就绪的诊断信息。PGN8704报文格式见表B．5。

表B．5  PGN8704报文格式

    d)PGN8960诊断信息4，当前故障码的清除／复位报文(DM4)

    报文功能：所有关于当前故障码的诊断信息都应该清除。当需要清除当前故障码相关的诊断信息、以及问题得到纠正时发送此请求指令。该操作完成时或被请求控制模块内没有故障码，要求控制模块发送一个肯定应答。如由于某种原因，控制模块不能执行要求的操作，就必须发送否定-应答。所有与当前故障码相关的信息包括：当前故障码个数及诊断就绪状态信息和当前故障码。

    e)PGN9216诊断信息5，历史故障码的清除／复位报文(DM5)

    报文功能：当某个控制模块接收到这一参数组的请求指令时，所有有关历史故障码的诊断信息都应该清除，与当前故障码有关的诊断数据将不受影响。若无历史故障码，必须发送肯定应答。如由于某种原因，控制模块不能执行这一参数组的请求指令的要求，那么就必须发送否定应答。所有与历史故障码相关的信息包括：历史故障码个数及诊断就绪状态信息和历史故障码。

    f)PGN9472诊断信息6，停帧参数报文(DM6)

    报文功能：当接收到诊断故障代码时，已记录的一系列参数。每个故障代码4字节。数据段多余8字节采用传输协议功能传输，格式详见6．5的规定。PGN9472报文格式见表B．6。

表B．6   PGN9472报文格式

附录C  充电过程故障处理方式

C．1  故障处理方式

    故障处理方式包括：

    方式a)——充电机立即停机停用(等待专业维护人员维修)；

    方式b)——停止本次充电，并做好故障记录(需重新插拔充电电缆后，才能进行下一次充电)；

    方式c)——中止充电，待故障现象排除后自动恢复充电(检测到故障状态解除后，重新通信握手开始充电)。

C．2  充电故障分类及处理方式

    充电故障分类及处理方式见表C．1。

表C．1  充电故障分类及处理方式

    注1：BMS检测到故障后，根据故障程度，选择在BSM(动力蓄电池状态信息)报文或BST(BMS中止充电)报文中提供停止充电信息，使充电机停机，进入处理方式b)；或是将BSM报文中SPN3090～SPN3095均置为00(电池状态正常)，且SPN3096置为00(禁止充电)，使充电机暂停输出电流，此时BMS和充电机进行正常通信，直到等待BMS发送的BSM报文中SPN3096为01(允许充电)后，重新允许充电机电流输出，如果等待时间超过10min，充电机中止充电，并保存中止充电原因。

    注2：当充电机检测到充电故障时，立即发送CST(充电机中止充电)命令，同时充电机停机，停止CAN通信，切断K1、K2、K3、K4等开关，根据故障类型进入相应的处理方式。在处理方式c)下，当充电机自检到故障消除时，重新由充电机发起握手辨识阶段的连接，进行充电。如果重新连接3次仍未成功，则按照处理方式b)，需操作人员查看当前状况并重新插拔充电连接器，尝试再次充电。

    注3：当充电过程中发生电网停电故障，即使一段时间后供电自动恢复，也需要人工干预(处理方式b)后，再进行重新充电。

C．3  不可信状态处理方式

    当收到不可信状态时，接收方保持上一状态，数据包不做处理。

附录D  报文开始发送条件和中止发送条件

    各类报文的开始发送条件和中止发送条件见表D．1。

表D．1  报文开始发送条件和中止发送条件