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| 标准编号 | GB/T 32896-2016 (GB/T32896-2016) | | 中文名称 | 电动汽车动力仓总成通信协议 | | 英文名称 | Communication protocols for power cabin of electric vehicle | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K81 | | 国际标准分类 | 29.200 | | 字数估计 | 22,280 | | 发布日期 | 2016-08-29 | | 实施日期 | 2017-03-01 | | 标准依据 | 国家标准公告2016年第14号 | | 发布机构 | 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 | GB/T 32896-2016
Communication protocols for power cabin of electric vehicle
ICS 29.200
K81
中华人民共和国国家标准
电动汽车动力仓总成通信协议
2016-08-29发布
2017-03-01实施
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
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 总则 2
5 物理层 3
6 数据链路层 3
7 应用层 4
8 报文分类 4
9 报文格式和内容 6
附录A(资料性附录) 动力仓故障诊断报文 17
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由中国电力企业联合会提出并归口。
本标准主要起草单位:国家电网公司、国网浙江省电力公司、许继集团有限公司、国网信通公司、国
网电力科学研究院、中国电力科学研究院。
本标准主要起草人:苏胜新、沈建新、武斌、史双龙、陈枫、张帆、林晓斌、张鹏飞、李洪峰、于文斌、
李云峰、吴在军、赵翔、吾喻明、胡进永。
电动汽车动力仓总成通信协议
1 范围
本标准规定了电动汽车动力仓总成(以下简称动力仓)基于控制器局域网(CAN)的通信物理层、数
据链路层、应用层的定义。
本标准适用于电池快换模式下电动汽车动力仓总成与车辆设备之间的通信。
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 19596-2004 电动汽车术语
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
ISO 11898-2:2003 道路车辆 控制器局域网络 第2部分:高速存储单元[Roadvehicle-
ISO 11898-5:2006 道路车辆 控制器区域网络 第5部分:低功率模式的高速媒体访问单元
low-powermode]
SAEJ1939-11:2006 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/
Part11:Physicallayer,250Kbits/s,twistedshieldedpair)
SAEJ1939-73:2006 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-
Diagnostics)
3 术语和定义
GB/T 19596-2004界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
动力仓总成 powercabinofEV
电动汽车上承载和锁紧一定数量快速更换电池箱,与快速更换电池箱和车辆进行电气和机械连接,
并实现对快速更换电池箱管理的装置。
3.2
帧 frame
组成一个完整信息的一系列数据位。
3.3
CAN数据帧 CANdataframe
组成传输数据的CAN协议所必需的有序位域,以帧起始(SOF)开始,帧结束(EOF)结尾。
3.4
报文 messages
一个或多个具有相同参数组编号的“CAN数据帧”。
3.5
标识符 identifier
CAN仲裁域的标识部分。
3.6
扩展帧 extendedframe
CAN总线中定义的使用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 parametergroup;PG
在一报文中传送参数的集合。参数组包括:命令、数据、请求、应答和否定应答等。
3.9
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)、
组扩展域(8位)。
3.10
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 protocoldataunit;PDU
一种特定的CAN数据帧格式。
3.12
传输协议 transportprotocol
数据链路层的一部分,为传送数据在9字节或以上的PGN提供的一种机制。
3.13
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 动力仓采用CAN总线通信。
4.2 动力仓应不少于2路独立的CAN总线:连接车辆设备的CAN1总线和连接快换电池箱的CAN2
总线。
4.3 数据传输采用低位先发送的格式,正的电流值代表放电,负的电流值代表充电。
5 物理层
物理层应符合ISO 11898-1:2003、ISO 11898-2:2003、ISO 11898-5:2006、SAEJ1939-11:2006中关
于物理层的规定。通信速率宜采用250kbit/s。
6 数据链路层
6.1 帧格式
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SAEJ1939-21:2006的5.1
中数据帧的规定。
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7部分组成,分
别是优先权、保留位、数据页、PDU格式、特定PDU、源地址和数据域。
表1 协议数据单元(PDU)
PF PS SA DATA
8 8 8 0-64
注1:P为优先权:从最高0设置到最低7。告警信息优先权设为5,其他信息的缺省优先权设为6。
注2:R为保留位:备今后开发使用,本标准设为0。
注3:DP为数据页:用来选择参数组描述的辅助页,设为0。
注4:PF为PDU格式:用来确定PDU的格式,以及数据域对应的参数组编号。
注5:PS为特定PDU格式:PS值取决于PDU 格式。
注6:SA为源地址:发送此报文的源地址。
注7:DATA为数据域:若给定参数组数据长度≤8字节,可使用数据域全部的8个字节。若给定参数组数据长
度为9~1785字节时,数据传输需要多个CAN数据帧,通过传输协议功能的连接管理能力来建立和关闭
报参数组的通信,详见6.4的规定。
6.3 协议数据单元(PDU)格式
采用SAEJ1939-21:2006的5.3定义的两种PDU 格式:PDU1格式(PS为目标地址)和PDU2格
式(PS为组扩展)。PDU1格式实现CAN数据帧定向到特定目标地址的传输,PDU2格式仅用于不指
定特定目标地址的传输。
6.4 传输协议功能
传输9个字节或以上的数据使用传输协议功能。具体连接初始化、数据传输、连接关闭应遵循
SAEJ1939-21:2006的5.4.7和5.10中消息传输的规定。
6.5 地址分配与网络管理协议
网络地址用于保证消息标示符的唯一性以及表明信息的来源。动力仓与车辆设备之间CAN总线
的网络地址定义为不可配置定制,动力仓与车辆设备之间的CAN总线地址分配如表2所示。
表2 动力仓CAN地址分配
装置 地址
CAN 240(F0H)
6.6 消息类型
支持5种类型的消息,分别为命令、请求、广播/响应、确认和组功能。具体定义遵循SAEJ1939-21:
2006的5.4中消息类型的规定。
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组中;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 修改本标准已定义的参数组时,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 故障诊断的定义遵循SAEJ1939-73:2006的5.1中CAN总线诊断系统的要求,附录A给出了故
障诊断报文定义规范。
7.9 无效信息单元的单字节参数设置应为0xFF,双字节参数设置应为0xFFFF,四字节参数设置应为
0xFFFFFFFF,无效或预留位应置为1。
8 报文分类
8.1 基本信息报文
基本信息用于传输动力仓的属性信息。基本信息报文分类见表3。
表3 基本信息报文分类
序号 报文描述 PGN
PGN
(Hex)
优先权
数据长度
Byte
报文周期
ms
地址
目标
地址
1 基本参数 63489 00F801H 6 11 事件响应 动力仓
2 报警参数阈值 63490 00F802H 6 42 事件响应 动力仓
3 充电参数 63491 00F803H 6 8 事件响应 动力仓
注:报文周期宜采用本表的规定。
8.2 运行数据报文
运行数据报文用于提供动力仓的采集监测电池箱数据和状态。运行数据报文分类见表4。
表4 运行数据报文分类
序号 报文描述 PGN
PGN
(Hex)
优先权
数据长度
Byte
报文周期
ms
地址
目标
地址
1 基本状态 63504 00F810H 6 8 250 动力仓
2 报警状态 63505 00F811H 5 8 250 动力仓
3 电压电流SOC数据 63506 00F812H 6 8 250 动力仓
单体蓄电池或蓄电池
模块电压数据
63520 00F820H 6 变长 事件响应 动力仓
5 温度检测点数据 63521 00F821H 6 变长 事件响应 动力仓
单体蓄电池或蓄电池
模块电压极值统计
63522 00F822H 6 8 250 动力仓
7 温度检测点极值统计 63523 00F823H 6 8 250 动力仓
8 输出电能量数据 63524 00F824H 6 8 1000 动力仓
9 输入电能量数据 63525 00F825H 6 8 1000 动力仓
10 输出容量数据 63526 00F826H 6 8 1000 动力仓
11 输入容量数据 63527 00F827H 6 8 1000 动力仓
12 动力仓电池箱地址信息 63538 00F832H 6 8 250 动力仓
13 控制动作 28160 006E00H 5 8 事件响应 车辆设备 动力仓
14 充电机中止充电信息 28672 007000H 6 8 事件响应 车辆设备 动力仓
注:报文周期宜采用本表的规定。
8.3 维护报文
维护报文用于动力仓维护性工作,动力仓收到该类报文应以“确认”消息类型回应。维护报文分类
见表5。
表5 维护报文分类
序号 报文描述 PGN
PGN
(Hex)
优先权
数据长度
Byte
报文周期
ms
地址
目标
地址
1 设置基本参数 30720 007800H 6 8 事件响应 其他设备 动力仓
注:报文周期宜采用本表的规定。
9 报文格式和内容
9.1 基本信息报文
9.1.1 基本参数PGN63489
该报文默认不主动上报,只有收到请求该PGN时,才回应上报。基本参数报文格式见表6。
表6 基本参数报文格式
起始位
或字节
数据长度 SPN SPN定义
1 2字节 10001
额定容量
分辨率:0.1Ah/位,偏移量:0Ah,数值范围:0Ah~1000Ah
3 2字节 10002
额定电压
分辨率:0.1V/位,偏移量:0V,数值范围:0V~6425.5V
5 1字节 10003
电池箱串联数
分辨率:1/位,偏移量:0,数值范围:1~250
6 1字节 10004
电池箱并联数
分辨率:1/位,偏移量:0,数值范围:1~250
7 1字节 10005 动力仓生产日期:年,分辨率:1年/位,偏移量:1985,数值范围:1985~2235
8 1字节 10006 动力仓生产日期:月,分辨率:1月/位,偏移量:0,数值范围:1~12
9 1字节 10007 动力仓生产日期:日,分辨率:1日/位,偏移量:0,数值范围:1~31
10 1字节 10008 动力仓电子控制单元硬件版本
11 1字节 10009 动力仓电子控制单元软件版本
9.1.2 报警阈值参数PGN63491
该报文默认不主动上报,只有收到请求该PGN时,才回应上报。报警阈值参数报文格式见表7。
表7 报警阈值参数报文格式
起始位
或字节
数据长度 SPN SPN定义
1 2字节 10064
单体蓄电池或蓄电池模块电压低电压值
分辨率:0.01V/位,偏移量:0V,数值范围:0V~24V
3 2字节 10065
单体蓄电池或蓄电池模块电压高电压值
分辨率:0.01V/位,偏移量:0V,数值范围:0V~24V
5 2字节 10066
单体蓄电池或蓄电池模块电压偏差大电压值
分辨率:0.001V/位,偏移量:0V,数值范围:0V~24V
7 2字节 10067
单体蓄电池或蓄电池模块电压极低电压值
分辨率:0.01V/位,偏移量:0V,数值范围:0V~24V
9 2字节 10068
单体蓄电池或蓄电池模块电压极高电压值
分辨率:0.01V/位,偏移量:0V,数值范围:0V~24V
表7(续)
起始位
或字节
数据长度 SPN SPN定义
11 2字节 10069
单体蓄电池或蓄电池模块电压偏差极大电压值
分辨率:0.001V/位,偏移量:0V,数值范围:0V~24V
13 1字节 10070
放电温度低值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
14 1字节 10071
放电温度高值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
15 1字节 10072
放电温度偏差大值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
16 1字节 10073
放电温度极低值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
17 1字节 10074
放电温度极高值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
18 1字节 10075
放电温度偏差极大值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
19 1字节 10076
充电温度低值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
20 1字节 10077
充电温度高值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
21 1字节 10078
充电温度偏差大值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
22 1字节 10079
充电温度极低值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
23 1字节 10080
充电温度极高值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
24 1字节 10081
充电温度偏差极大值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
25 2字节 10082
SOC低阈值
分辨率:0.1%/位,偏移量:0%,数值范围:0%~100%
27 2字节 10083
SOC极低阈值
分辨率:0.1%/位,偏移量:0%,数值范围:0%~100%
29 2字节 10084
放电电流大值
分辨率:0.05A/位,偏移量:-1600A,数值范围:-1600A~1612.75A
31 2字节 10085
放电电流极大值
分辨率:0.05A/位,偏移量:-1600A,数值范围:-1600A~1612.75A
33 2字节 10086
充电电流大值
分辨率:0.05A/位,偏移量:-1600A,数值范围:-1600A~1612.75A
35 2字节 10087
充电电流极大值
分辨率:0.05A/位,偏移量:-1600A,数值范围:-1600A~1612.75A
表7(续)
起始位
或字节
数据长度 SPN SPN定义
37 2字节 10088
绝缘低值
分辨率:0.01MΩ/位,偏移量:0MΩ,数值范围:0MΩ~642.55MΩ
39 2字节 10090
绝缘极低值
分辨率:0.01MΩ/位,偏移量:0MΩ,数值范围:0MΩ~642.55MΩ
41 1字节 10091
总正负极柱温度高值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
42 1字节 10092
总正负极柱温度极高值
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
9.1.3 充电参数PGN63492
该报文默认不主动上报,只有收到请求该PGN时,才回应上报。充电参数报文格式见表8。
表8 充电需求参数报文格式
起始位
或字节
数据长度 SPN SPN定义
1 2字节 10128
允许充电最高输入总电压值
分辨率:0.1V/位,偏移量:0V,数值范围:0V~750V
3 1字节 10129
允许充电最低温度
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
4 1字节 10130
允许充电最高温度
分辨率:1℃/位,偏移量:-50℃,数值范围:-50℃~200℃
5 1字节 10131
单体蓄电池或蓄电池模块总数
分辨率:1/位,偏移量:0,数值范围:1~255
6 1字节 10132
温度检测点总数量
分辨率:1/位,偏移量:0,数值范围:1~255
7 1字节 10133
电池箱电池类型
< 0x01 >:铅酸电池;< 0x02 >:镍氢电池;< 0x03 >:磷酸铁锂电池;
< 0x04 >:锰酸锂电池;< 0x05 >:钴酸锂电池;< 0x06 >:三元材料电池;
< 0x07 >:聚合物锂电池;< 0x08 >:钛酸锂电池;< 0xFF >:其他电池
8 1字节 备用
注:温度检测点总数量包括电池箱连接器总正极、总负极温度检测点
9.2 运行数据报文
9.2.1 基本状态PGN63504
基本状态报文格式见表9。
表9 基本状态报文格式
起始位
或字节
数......
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