1、电动汽车直流充电通信协议 GB/T 27930-2015解读 2016 年3 月4 日 中国电力企业联合会 南瑞集团公司 12 目录 -范 围 - 规范性引用文件 - 术语和定义 -总 则 - 物理层 - 数据链路层 - 应用层 - 充电总体流程 - 报文分类 - 报文格式和内容 - 附录A充电流程 - 附录B充电机和BMS故障诊断报文 - 附录C充电过程故障处理方式 - 附录D报文开始发送条件和中止发送条件3 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（Batt e r y Management S y st em，以下简称BMS）之间基于 控制器局域网（CAN
2、）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。 范围4 充电机与BMS之间通信网络采用CAN2.0B通信协议。 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。 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。 本标准数据信息传输采用低字节先发送的格式。 正的电流值代表放电，负的电流值代表充电。 执行本标准的充电机和BMS宜具备向前兼容性。 总则5 采用本标准的物理层应符合ISO 11898-1
3、:2003、S AE J1939-11:2006中 关于物理层的规定。 本标准充电机与B M S的通信应使用独立于动力总成控制系统之外的C A N 接口。 充电机与BMS之间的通信速率采用250 kbit/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。 物理层6 采用本标准的设备应使用C A N扩展帧的2 9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。 数据链路层 传输协议功能 RD P PP FP SS AD A T A 位 - 3 1 1 8 8
4、8 0-64 表1 协议数据单元（PDU） 对于多帧报文，报 文周期为整个数据 包的发送周期。7 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（如CTS、BMV、BMT、BSP 报文）。 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（如 CRM、BRM 报文等）。 本标准未规定的无效位或字段填充1 （如 CEM、BEM 报文等） 。 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。 应用层8 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
5、阶段，充电机和B M S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 在 充电结束阶段中，如果出现了故障，不必再进行处理，直接结束充电 流程。（见附录C ）。 报文的开始发送条件和中止发送条件见附录D 。 充电总体流程9 充电总体流程 绝缘监测 握手辨识 握手启动 图A.3 图A.4 图A.5 图A.2低压辅助上电及充电握手阶段 CHM 报 文
6、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。 CHM 报 文 ：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B M S每隔2 5 0 m s发送一次充电机握手报文，用于确定双方 是否握手正常。 B H M报文：当B M S收到 PGN9728 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。 报文格式和内容 报文 代号 报文描述 PGN （Dec ） PGN （Hex ） 优先权 数据长度 byte 报文周期 ms 源地址- 目的地址 CHM 充电机握手 9728 00
7、2600H 6 3 250 充电机-BMS BHM 车辆握手 9984 002700H 6 2 250 BMS- 充电机 表3 充电握手阶段报文分类 10低压辅助上电及充电握手阶段 CRM报文 ：当充电机通过握手确认，并确定绝缘检测正常后，向BMS每隔 2 5 0 m s发送一次充电机辨识报文，用于确认充电机和B M S之间通信链路正 确。在收到B M S辨识报文前，确认码= 0 x 0 0；在收到B M S辨识报文后，确 认码=0xAA。 报文格式和内容 起始字节 或位 长度 SPN SPN 定义 发送选项 1 1 字节 2560 辨识结果，（ ：=BMS 不能辨识； ： =BMS 能辨识）
8、 必须项 2 4 字节 2561 充电机编号，1/ 位，0 偏移量，数据范围：0 0xFFFFFFFF 必须项 6 3 字节 2562 充电机/ 充电站所在区域编码，标准ASCII 码 可选项 表10 PGN256报文格式 11低压辅助上电及充电握手阶段 BRM 报 文 ： 当 BMS 收 到 S PN2560=0x00 的 充 电 机 辨 识 报 文 后 向充电机每 隔2 5 0 m s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， 帧与帧之间的发送间隔为1 0 m s ，直到在5s内收到 SPN2560=0xAA的充电机辨识报文为止。 报文格式和内容
9、 报文 代号 报文描述 PGN PGN （Hex ） 优先权 数据长度byte 报文周期ms 源地址- 目的地址 CRM 充电机辨识 256 000100H 6 8 250 充电机-BMS BRM BMS 和车辆辨识报 文 512 000200H 7 49 250 BMS- 充电机 表3（续） 充电握手阶段报文分类 BRM报文的长度为49 字节，多包数据由原来的6包更新为7包； 增加了BMS版本信息，按照16进制编 码确定，包括版本流水号，软件版本编译时间 信息（年月日）。 12低压辅助上电及充电握手阶段 典型的充电工作状态参见图A.1和图A.2，充电时序详见GB/T 18487.1。 报文格
10、式和内容 向BMS发送 SP N2560=0x00的 充 电机辨识报文 向B MS发送 SPN2560 =0xAA的充 电机辨 识报文 是否收 到 SPN2560=0 xAA的 充电机辨识 报文 是 是否收 到 SPN2560= 0x00 的充电机 辨识 报文 超时 充电 机 BMS 是 充电握手 阶段失败 告警信息 充电参数 配置阶段 是 超时 向充电机发 送BMS 和车辆辨识 报文 否 超时 绝缘检测完成 否 否 是否收到 BMS和 车 辆辨识报文 图A.1 图A.2 13 超时 BM S 握 手辨识 阶段 超时 物理连 接完 成，上 电， 低压 辅助 电源匹 配 是否 收到 充电 机 握
11、手报 文 否 是 向B MS发送 充电 机 握 手报文 是 否收到 BMS 和车辆 的握 手 报文 充电 机 是 否 向 充电机 发送 BMS 和车辆 的握 手报文 是否 收到充 电 机的 握手报 文 否 是低压辅助上电及充电握手阶段 正常通信流程 报文格式和内容 充电机按周期发送CHM报文，传输充电机通信协议 版本号信息（本标准当前版本号 为V1.1）； BMS接收到CHM报文后，按周期发送BHM报文； 充电机接收到BHM报文后，进行绝缘检测，过程中充 电机按周期发送CHM报文， BMS按周期发送BHM报文； 绝缘检测结束后，充电机停止发送CHM报文，开始发送CRM报文，其中第一个 Byt
12、e 为0x00（表示此时充电机主动发送识别，请求握手）； BMS接收到CRM报文后，启动传输协议功能发送BRM报文； 充电机接收完成BRM报文后，CRM辨识报文第一个Byt e为0xAA（表示辨识成功）； 当出现异常，进入故障处理流程。 14低压辅助上电及充电握手阶段 典型报文定义 报文格式和内容 2 15充电参数配置阶段 BCP 报 文 ： 充电参数配置阶段B M S发送给充电机的动力蓄电池充电参数。 如果充电机在5 s内没有收到该报文，即为超时错误，充电机应立即结束充 电。 报文格式和内容 起始字节或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 12 字节 2816 单体动力蓄电池最高允许充电电
13、压 必须项 32 字节 2817 最高允许充电电流 必须项 52 字节 2818 动力蓄电池标称总能量 必须项 72 字节 2819 最高允许充电总电压 必须项 91 字节 2820 最高允许温度 必须项 10 2 字节 2821 整车动力蓄电池荷电状态 必须项 12 2 字节 2822 整车动力蓄电池当前电池电压 必须项 表12 PGN1536报文格式 16充电参数配置阶段 CTS报文： 充电参数配置阶段充电机发送给BMS的时间同步信息。 CML报文： 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。 报文格式和内容 起始字节或 位 长度SPN SPN 定义 发送选项 17 字节
14、 2823 年/ 月/ 日/ 时/ 分/ 秒 可选项 表13 PGN1792报文格式 起始字节或 位 长度SPN SPN 定义 发送选项 12 字节 2824 最高输出电压（V ） 必须项 32 字节 2825 最低输出电压（V ） 必须项 52 字节 2826 最大输出电流（A ） 必须项 72 字节 2832 最小输出电流（A ） 必须项 表14 PGN2048报文格式 17充电参数配置阶段 BR O 报 文 ： B M S发送给充电机电池充电准备就绪报文，让充电机确认B M S 已经准备充电。B M S在 60s 内未准备好，则充电机进行等待；否则，按照附 录C.1进行处理。 CR O
15、报 文 ： 充电机发送给B M S充电机输出准备就绪报文，让B M S确认充电 机已经准备输出。充电机在 60s 内未准备好，则B M S进行等待；否则，按照 附录C.1进行处理。 报文格式和内容 起始字节 或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 11 字节 2829 BMS 是否充电准备好（ ：=BMS 未做好充电准备) ; ：=BMS 完成充电准备； ：= 无效) 必须项 表15 PGN2304报文格式 起始字节 或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 11 字节 2830 充电机是否充电准备好（ ：=充电机未完成充电准 备; ：= 充电机完成充电准备； ：= 无效) 必须项 表16
16、PGN2560报文格式 18充电参数配置阶段 典型的充电工作状态参见图3，充电时序详见GB/T 18487.1。 报文格式和内容 19充电参数配置阶段 正常通信流程 报文格式和内容 BMS启动传输协议发送BCP报文； 充电机接收到BCP 报文，停止发送CRM报文，发送时间同步信息CTS报文（可选 项）、最大输出级别CML报文； BMS接收到CML报文，停止发送BCP 报文，按周期发送准备就绪状态报文BR O ，闭 合K5K6前SPN2829 = 0x00，闭合后SPN2829 =0xAA； 充电机接收到BR O 报文（SP N2829 =0xAA）后，停止发送CML、CTS（可选）报 文，按周
17、期发送CR O 报文（ SPN2830=0x00），确认电池电压正常、完成预充后， 闭合K1K2， SPN2830 =0xAA ； 当出现异常，进入故障处理流程。 20充电参数配置阶段 典型报文定义 报文格式和内容 21充电阶段 B C L报文：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。 当B C L报文中充电电流请求大于C M L报文中最大输出电流时，充电机按最 大输出能力输出；当B C L报文中充电电流请求小于等于C M L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
18、流需求为0时，充电机 按最小输出能力输出。 报文格式和内容 起始字节或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 12 字节 3072 电压需求（V ） 必须项 32 字节 3073 电流需求（A ） 必须项 51 字节 3074 充电模式（0x01 ：恒压充电；0x02 ：恒 流充电） 必须项 表17 PGN4096报文格式 22充电阶段 BCS 报 文 ： 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5 s内没有收到该报文，即为超时错误，充电机应立即结 束充电。 报文格式和内容 起始字节或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 12 字节 3075 充电电压测量值（
19、V ） 必须项 32 字节 3076 充电电流测量值（A ） 必须项 52 字节 3077 最高单体动力蓄电池电压及其组号 必须项 71 字节 3078 当前荷电状态SOC （% ） 必须项 82 字节 3079 估算剩余充电时间（min ） 必须项 表16 PGN4352报文格式 23充电阶段 CC S 报 文 ： 让B M S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。 当收到C C S中S P N 3929 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
20、充电。 报文格式和内容 起始字节或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 12 字节 3081 电压输出值（V ） 必须项 32 字节 3082 电流输出值（A ） 必须项 52 字节 3083 累计充电时间(min) 必须项 7.1 2位 3929 充电允许（:=暂停；:=允许） 必须项 表19 PGN4608报文格式 24充电阶段 BSM报文： 充电阶段BMS发送给充电机的动力蓄电池状态信息。 当 接 收 到 BSM 报 文 中 SPN3090 SPN3095 均 为 0 0 （电池状态正常）， 且 S PN3096 为 0 0 （ 禁 止 充 电 ） 时 ， 充 电 机 暂停充电输出。直
21、到接收到 BSM 报 文 中 SPN3090 SPN3095 均 为 0 0 （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G B / 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。 报文格式和内容 25充电阶段 报文格式和内容 起始字 节或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 11 字节 3085 最高单体动力蓄电池电压所在编号 必须项 21 字节 3086 最高动力蓄电池温度 必须项 31 字节 3087 最高温
22、度检测点编号 必须项 41 字节 3088 最低动力蓄电池温度 必须项 51 字节 3089 最低动力蓄电池温度检测点编号 必须项 6.1 2 位 3090 单体动力蓄电池电压过高/ 过低( ：= 正常; ：= 过高; ：= 过低) 必须项 6.3 2 位 3091 整车动力蓄电池荷电状态SOC 过高/ 过低( ：= 正常; ：= 过高;：= 过低) 必须项 6.5 2 位 3092 动力蓄电池充电过电流( ：= 正常; ：= 过流; ：= 不可信状态) 必须项 6.7 2 位 3093 动力蓄电池温度过高( ：= 正常; ：= 过高; ：= 不可信状态) 必须项 7.1 2 位 3094 动
23、力蓄电池绝缘状态( ：= 正常; ：= 不正常; ：= 不可信状态) 必须项 7.3 2 位 3095 动力蓄电池组输出连接器连接状态( ：=正常; ：= 不正常; ： = 不可信状态) 必须项 7.5 2 位 3096 充电允许( ：= 禁止; ：= 允许) 必须项 表20 PGN4864报文格式 26充电阶段 B M V报文：各个单体动力蓄电池电压值。由于P G N 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。 BMT 报 文 ： 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。 BSP报 文： 动力蓄电池预留报文。数据域长度超出8字节时，需使用
24、传输协 议功能传输。 BMV、BMT、BSP为可选报文，充电机不对其进行报文超时判定。 报文格式和内容 报文代号 报文描述 PGN PGN （Hex ） 优先 权 数据字节 byte 报文 周期 源地址- 目的地址 BMV 单体动力蓄电池电压 5376 001500H 7 不定 10s BMS- 充电机 BMT 动力蓄电池温度 5632 001600H 7 不定 10s BMS- 充电机 BSP 动力蓄电池预留报文 5888 001600H 7 不定 10s BMS- 充电机 表5 充电阶段报文分类 27充电阶段 B S T报文：让充电机确认B M S将发送中止充电报文以令充电机结束充电过 程
25、以及结束充电原因。 CST报文： 让BMS确认充电机即将结束充电以及结束充电原因。 报文格式和内容 起始字节或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 11 字节 3511 BMS 中止充电原因 必须项 22 字节 3512 BMS中止充电故障原因 必须项 41 字节 3513 BMS 中止充电错误原因 必须项 表24 PGN6400报文格式 起始字节或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 11 字节 3521 充电机中止充电原因 必须项 22 字节 3522 充电机中止充电故障原因 必须项 41 字节 3523 充电机中止充电错误原因 必须项 表25 PGN6656报文格式 28充电阶段 典
26、型的充电工作状态参见图4，充电时序详见GB/T 18487.1。 报文格式和内容 29充电阶段 正常通信流程 报文格式和内容 BMS发送电池充电需求BCL报文； BMS启动传输协议功能发送电池充电总状态BCS报文； 充电机停止发送CR O （0xAA）报文，周期发送充电状态C CS给BMS ； BMS发送动力蓄电池状态信息BSM给充电机； - B MS使用传输协议功能周期发送单体电压 BMV报文给充电机（可选）； - B MS使用传输协议功能周期发送蓄电池组温度 BMT报文给充电机（可选）； - B MS使用传输协议功能周期发送预留信息 BSP报文给充电机（可选）； 充电结束条件成立时停止充电
27、，同时发送充电中止报文； 当出现异常，进入故障处理流程。 30充电阶段 典型报文定义 报文格式和内容 31充电结束阶段 BSD报文： 让充电机确认BMS对于本次充电过程的充电统计数据。 CSD报文： 确认充电机本次充电过程的充电统计数据。 报文格式和内容 起始字节或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 11 字节 3601 中止荷电状态SOC （% ） 必须项 22 字节 3602 动力蓄电池单体最低电压（V ） 必须项 42 字节 3603 动力蓄电池单体最高电压（V ） 必须项 61 字节 3604 动力蓄电池最低温度（C ） 必须项 71 字节 3605 动力蓄电池最高温度（C ） 必
28、须项 表26 PGN7168报文格式 起始字节或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 12 字节 3611 累计充电时间（min ） 必须项 32 字节 3612 输出能量（kWh ） 必须项 54 字节 3613 充电机编号，1/ 位，1 偏移量，数 据范围：0 0xFFFFFFFF 必须项 表27 PGN7424报文格式 32充电结束阶段 典型的充电工作状态参见图5，充电时序详见GB/T 18487.1。 报文格式和内容 33充电结束阶段 正常通信流程 报文格式和内容 BMS发送统计数据报文BSD； 充电机发送统计数据报文CSD； 当出现异常，进入故障处理流程。 典型报文定义 34错误报
29、文 BE M 报 文 ： 当BMS检测到错误时，发送给充电机充电错误原因报文，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。 报文格式和内容 起始字节或 位 长度SPN SPN 定义 发送选项 1.1 2 位 3901 接收SPN2560=0x00 的充电机辨识报文超时（ ：= 正常； ：= 超 时； ：= 不可信状态） 必须项 1.3 2 位 3902 接收SPN2560=0xAA 的充电机辨识报文超时（ ：= 正常； ：= 超 时； ：= 不可信状态） 必须项 2.1 2 位 3903 接收充电机的时间同步和充电机最大输出能力报文超时（ ：= 正常；：= 超时；
30、：= 不可信状态） 必须项 2.3 2 位 3904 接收充电机完成充电准备报文超时（ ：=正常； ：= 超时； = 不可信状态） 必须项 3.1 2 位 3905 接收充电机充电状态报文超时（ ：= 正常； ：= 超时； ：= 不可信状态） 必须项 3.3 2 位 3906 接收充电机中止充电报文超时（ ：= 正常； ：= 超时； ：= 不可信状态） 必须项 4.1 2 位 3907 接收充电机充电统计报文超时（ ：= 正常； ：= 超时； ：= 不可信状态） 必须项 4.3 6 位 其他 可选项 表28 PGN7680报文格式 35错误报文 CEM报文 ： 当充电机检测到错误时，发送给BM
31、S充电错误原因报文，直到 充电机发送CRM报文或拔掉充电插头为止。 报文格式和内容 起始字节或位 长度SPN SPN 定义 发送选项 1.1 2 位 3921 接收BMS 和车辆的辨识报文超时（ ：= 正常； ：= 超时； ：= 不可信状态） 必须项 2.1 2 位 3922 接收电池充电参数报文超时（ ：= 正常； ：= 超时：= 不可信状态） 必须项 2.3 2 位 3923 接收BMS 完成充电准备报文超时（ ：= 正常； ：= 超时； ：= 不可信状态） 必须项 3.1 2 位 3924 接收电池充电总状态报文超时（ ：= 正常； ：= 超 时； ：= 不可信状态） 必须项 3.3 2
32、 位 3925 接收电池充电要求报文超时（ ：= 正常； ：= 超时：= 不可信状态） 必须项 3.5 2 位 3926 接收BMS 中止充电报文超时（ ：= 正常； ：= 超时：= 不可信状态） 必须项 4.1 2 位 3927 接收BMS 充电统计报文超时（ ：= 正常； ：= 超时：= 不可信状态） 必须项 4.3 6 位 其他 可选项 表29 PGN7936报文格式 36错误报文 告警提示级别故障处理方式 1）充电握手阶段、配置阶段的超时、充电过程超时 处理方式：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） 2）充电结束超时 直接结束 报文格式和内容 3738 感谢您的关注！ Thank you for your attention!
