充電協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)解讀與典型案例分析許昌開普檢測技術(shù)有限公司銀慶偉中電聯(lián)電動汽車充電國家標(biāo)準(zhǔn)宣貫會目錄通信協(xié)議介紹1協(xié)議一致性測試2典型案例介紹3充電協(xié)議未來發(fā)展4目錄通信協(xié)議介紹1協(xié)議一致性測試2典型案例介紹3充電協(xié)議未來發(fā)展4電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛安全性要求提高信息交互內(nèi)容增多原有標(biāo)準(zhǔn)無法滿足發(fā)展需要充電兼容性矛盾日益突出車多、樁多充不上電的現(xiàn)象增多充電中斷的情況增多原有標(biāo)準(zhǔn)需要完善一.通信協(xié)議介紹-新國標(biāo)的背景GB/T27930-2015電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議項目其他協(xié)議充電協(xié)議通信異常對系統(tǒng)主功能的影響小大通信對系統(tǒng)運行安全性的影響小或無致命影響一.通信協(xié)議介紹-充電協(xié)議的特殊性充電協(xié)議與其他協(xié)議的對比BCS報文項目舊國標(biāo)新國標(biāo)章節(jié)數(shù)10章62節(jié)10章68節(jié)附錄24協(xié)議分層33充電流程11充電階段46應(yīng)用層報文2022報文參數(shù)474483一.通信協(xié)議介紹-標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)層次介紹新舊國標(biāo)對比兼容性要求提高安全性要求提高標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)完善一.通信協(xié)議介紹-標(biāo)準(zhǔn)變化內(nèi)容兼容性要求提高規(guī)定了“執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)的充電機和BMS宜具備向前兼容性”（見4.6）。增加了通信握手報文BHM和CHM（見9.1）。增加報文開始發(fā)送條件和中止條件（見附錄D）通信環(huán)境惡劣的情況增加了50kbit/s的通信速率（見第5章）。BRM增加了8個字節(jié)用于預(yù)留（見10.1.4）。一.通信協(xié)議介紹-標(biāo)準(zhǔn)變化內(nèi)容安全性要求提高增加充電過程故障處理方式（見附錄C）增加BMS終止充電故障原因（見10.3.8）CCS增加充電暫停字段（見10.3.8）。CML增加最小充電電流字段（見10.2.3）。一.通信協(xié)議介紹-標(biāo)準(zhǔn)變化內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)完善修改了充電總體流程圖（見第8章）。增加充電時序流程圖（見A.2圖A.6）。規(guī)定了“可選項所有位按照本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定格式發(fā)送或填充為1，本標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定的無效位或字段填充為1”（見7.9）。一.通信協(xié)議介紹-標(biāo)準(zhǔn)變化內(nèi)容目錄通信協(xié)議介紹1協(xié)議一致性測試2典型案例介紹3充電協(xié)議未來發(fā)展4目的：為了保證產(chǎn)品在接收到各種可能和不可能報文的情況下都有良好的反應(yīng)。二.協(xié)議一致性測試標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品141310279828312429非標(biāo)產(chǎn)品23177343318112642321625222035196115521312303637物理層測試鏈路層測試應(yīng)用層測試數(shù)據(jù)正確性測試否定測試二.協(xié)議一致性測試共包含5個檢測大項，40個測試子項，381個測試要點。二.協(xié)議一致性測試—物理層物理層檢驗通信接口檢驗通信速率檢驗

（250kbps和50kbps）信號幅值檢驗被測節(jié)點與總線斷開時,隱性狀態(tài)下VCAN_H和VCAN_L電壓輸出特性被測節(jié)點與總線斷開時,顯性狀態(tài)下VCAN_H和VCAN_L電壓輸出特性被測節(jié)點接入CAN總線時,總線隱性狀態(tài)下VCAN_H和VCAN_L電壓輸出特性被測節(jié)點接入CAN總線時,總線顯性狀態(tài)下VCAN_H和VCAN_L電壓輸出特性二.協(xié)議一致性測試—數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層檢驗幀格式檢驗（5組測試項目）PDU格式檢驗（

7組測試項目）ID錯誤檢驗（5個測試要點）優(yōu)先級錯誤保留位錯誤數(shù)據(jù)頁錯誤非法PGN地址錯誤（源地址、目標(biāo)地址）傳輸協(xié)議功能檢驗（2組測試項目）字節(jié)數(shù)錯誤包數(shù)錯誤報文格式檢驗報文發(fā)送周期檢驗報文超時處理檢驗報文時序檢驗異常報文處理檢驗數(shù)據(jù)正確性檢驗報文與應(yīng)用功能配合檢驗二.協(xié)議一致性測試—應(yīng)用層二.協(xié)議一致性測試—應(yīng)用層報文格式檢驗（9種報文格式，28個報文參數(shù)，252個測試要點）報文長度檢驗必選參數(shù)定義檢驗報文參數(shù)長度檢驗報文參數(shù)起止位檢驗可選參數(shù)定義檢驗報文參數(shù)長度檢驗報文參數(shù)起止位檢驗報文發(fā)送周期檢驗停機報文CST、BST發(fā)送周期：10ms電池充電需求報文BCL、充電機充電狀態(tài)CCS發(fā)送周期：50ms多數(shù)報文的發(fā)送周期：250ms動力蓄電池充電參數(shù)報文BCP、充電機時間同步報文CTS周期：500ms充電過程中可選報文周期：10s二.協(xié)議一致性測試—應(yīng)用層報文超時處理檢驗未特殊規(guī)定的超時時間：5S特殊規(guī)定的超時時間：電池充電需求報文BCL、充電機充電狀態(tài)報文CCS：1S各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)報文：10S電池充電準(zhǔn)備就緒狀態(tài)報文BRO(OXAA)、充電機輸出準(zhǔn)備就緒狀態(tài)報文CRO(OXAA):60S二.協(xié)議一致性測試—應(yīng)用層報文時序檢驗參見附錄D二.協(xié)議一致性測試—應(yīng)用層報文代號報文開始發(fā)送條件報文中止發(fā)送條件CHM低壓輔助上電絕緣監(jiān)測完成，準(zhǔn)備發(fā)送CRMBHM收到CHM報文收到CRM報文CRM絕緣校驗結(jié)束收到BCP報文………………充電總體流程檢驗低壓輔助上電及充電握手階段檢驗（6組測試項目）充電參數(shù)配置階段檢驗（7組測試項目）充電階段檢驗（18組測試項目）充電結(jié)束階段檢驗（2組測試項目）故障診斷功能檢驗（18組測試項目）二.協(xié)議一致性測試—應(yīng)用層異常報文處理檢驗格式異常發(fā)送周期異常超時處理異常報文時序異常二.協(xié)議一致性測試—應(yīng)用層二.協(xié)議一致性測試—報文數(shù)據(jù)發(fā)送正確性檢驗數(shù)據(jù)正確性檢驗（9種報文格式，28個報文參數(shù)，77個測試要點）數(shù)據(jù)分辨率檢驗數(shù)據(jù)偏移量檢驗數(shù)據(jù)范圍檢驗報文與應(yīng)用功能配合檢驗參見附錄A充電流程充電機表現(xiàn)出的行為應(yīng)與報文發(fā)送值一致：1.準(zhǔn)備過程的報文填充2.實際輸出值的報文填充3.停機原因的報文填充。充電機行為應(yīng)與BMS命令值一致：1.BMS未準(zhǔn)備好時，充電機不能輸出；2.BMS需求值與充電機實際輸出；3.BMS發(fā)送停機命令時，充電機應(yīng)停機二.協(xié)議一致性測試—應(yīng)用層目錄通信協(xié)議介紹1協(xié)議一致性測試2典型案例介紹3充電協(xié)議未來發(fā)展4三.典型案例介紹-數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析其他標(biāo)準(zhǔn)理解差異造成的充電問題正常停機和故障停機未區(qū)別對待程序版本兼容性原因，難以覆蓋兩個版本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容前后變化，未及時按照新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行數(shù)據(jù)域填充錯誤充電機停機錯誤充電握手失敗超時判定錯誤協(xié)議規(guī)范性錯誤報文發(fā)送起始和終止條件判斷錯三.典型案例介紹-傳輸協(xié)議下的非法PGN測試試驗現(xiàn)象（90%產(chǎn)品有這種現(xiàn)象）BMS使用傳輸協(xié)議發(fā)出的動力蓄電池充電參數(shù)BCP報文中，數(shù)據(jù)域中的PGN使用無效PGN進(jìn)行否定測試，但充電機仍將其視為正確命令進(jìn)行處理。報文時刻報文方向報文ID報文內(nèi)容11:15:22:462BMS—>充電機1CEC56F4100D0002FF00060111:15:22:462充電機—>BMS1CECF456110201FFFF00060111:15:22:478BMS—>充電機1CEB56F4016009D00788136811:15:22:478BMS—>充電機1CEB56F4021096F401B80BFF11:15:22:478充電機—>BMS1CECF456130D0002FF00060111:15:22:494充電機—>BMS1807F456FFFFFFFFFFFFFF11:15:22:494充電機—>BMS1808F4564C1DE803D80E0000標(biāo)準(zhǔn)中無此PGN，應(yīng)該為000600三.典型案例介紹-傳輸協(xié)議下的非法PGN測試原因分析充電機未正確判別使用傳輸協(xié)議功能接收數(shù)據(jù)包中的PGN值，在收到完整的數(shù)據(jù)包后，錯誤的以為就是期望收到的報文。參考依據(jù)見GB/T27930-2015第6.5節(jié)規(guī)定：BMS與充電機之間傳輸9—1785字節(jié)的數(shù)據(jù)使用傳輸協(xié)議功能。連接初始化、數(shù)據(jù)關(guān)閉、連接關(guān)閉應(yīng)遵循SAEJ1939-21:2006中5.4.7和5.10消息傳輸?shù)囊?guī)定。試驗現(xiàn)象（36%產(chǎn)品有這種現(xiàn)象）充電機發(fā)送的最大輸出能力報文CML中填充的最大和最小電流值與充電機聲明輸出的最大和最小輸出能力不一致。

可以看到下列報文中最大輸出電流報文中為：0x0ED8，轉(zhuǎn)換成電流值就是-20A，但充電機聲明最大輸出能力為380A；報文中最小輸出電流報文中為：0x0000，轉(zhuǎn)換成電流值就是-400A，但充電機聲明的最小輸出電流為0A。三.典型案例介紹-充電機最大輸出能力報文測試報文時刻報文方向報文ID報文內(nèi)容11:01:56:496充電機—>BMS1808F4564C1DE803D80E0000原因分析充電機最大輸出能力報文填充值錯誤，未考慮-400A的數(shù)據(jù)偏移量。對于充電機來說，最大充電電流就是400A，即為-400=（參數(shù)值*0.1-400）,參數(shù)值=0000；最小充電電流為0A，即為0=（參數(shù)值*0.1-400）,參數(shù)值=A00F參考依據(jù)：GB/T27930-2015第4.6節(jié)規(guī)定：

正的電流值代表放電，負(fù)的電流值代表充電。GB/T27930-2015第10.2.3節(jié)規(guī)定：SPN2826最大輸出電流（A）,數(shù)據(jù)分辨率：0.1A/位，-400A偏移量；SPN2827最小輸出電流（A）,數(shù)據(jù)分辨率：0.1A/位，-400A偏移量。三.典型案例介紹-充電機最大輸出能力報文測試試驗現(xiàn)象（60%產(chǎn)品有這種現(xiàn)象）充電機收到BMS充電準(zhǔn)備就緒報文BRO=0XAA后，在未準(zhǔn)備好，正在進(jìn)行端電壓檢測的情況下，直接就發(fā)送CRO=0XAA充電準(zhǔn)備就緒報文，輸出電壓、電流值。三.典型案例介紹-充電機充電準(zhǔn)備就緒報文發(fā)送測試報文時刻報文方向報文ID報文內(nèi)容16:09:04:477BMS—>充電機100956F4AA16:09:04:477充電機—>BMS100AF456AA16:09:04:727充電機—>BMS100AF456AA16:09:04:977充電機—>BMS100AF456AA正在執(zhí)行端電壓檢測，就直接發(fā)送準(zhǔn)備就緒報文原因分析充電機在接收到BMS發(fā)送的充電準(zhǔn)備就緒報文BRO=0XAA后，未設(shè)計端電壓檢測和預(yù)充過程。參考依據(jù)GB/T27930-2015第29頁充電時序圖A.6，充電機收到BRO=0XAA報文后，應(yīng)先檢測電池端電壓，后執(zhí)行預(yù)充過程，若兩個過程均滿足則開始發(fā)送CRO=0XAA報文，進(jìn)入實際充電階段。三.典型案例介紹-充電機充電準(zhǔn)備就緒報文發(fā)送測試試驗現(xiàn)象（30%產(chǎn)品有這種現(xiàn)象）充電機在發(fā)送CRO=0XAA報文后，若在1s內(nèi)未收到任何報文，充電機未判斷出BCL報文超時，而是在5s后判斷出了BCS超時。三.典型案例介紹-BCL報文超時測試報文時刻報文方向報文ID報文內(nèi)容16:20:18:814BMS—>充電機100956

F4AA16:20:18:830充電機—>BMS100AF456AA16:20:19:080充電機—>BMS100AF456AA16:20:19:314充電機—>BMS100AF456AA經(jīng)過5s中后......16:20:23:737BMS—>充電機081FF4560000

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00報文判定BCS超時原因分析廠家未及時理解新國標(biāo)中BCL超時判定條件描述的變化。新國標(biāo)中要求充電機在開始發(fā)送CRO=0XAA報文后1s內(nèi)要收到BCL報文、5s內(nèi)收到BCS報文；舊國標(biāo)在充電流程圖上描述充電機開始發(fā)送CRO=0XAA報文后要先判斷BCS報文。參考依據(jù)GB/T27930-2015第29頁充電階段流程圖。GB/T27930-2015第10.3.1節(jié)PGN4096電池充電需求報文（BCL）定義三.典型案例介紹-BCL報文超時測試試驗現(xiàn)象（20%產(chǎn)品有這種現(xiàn)象）充電機發(fā)送的充電機充電總狀態(tài)報文CCS報文長度不為8。三.典型案例介紹-充電機充電狀態(tài)報文CCS發(fā)送測試報文時刻報文方向報文ID報文內(nèi)容11:20:27:877BMS—>充電機1CEC56F410090002FF00110011:20:27:877充電機—>BMS1CECF456110201FFFF00110011:20:27:892BMS—>充電機1CEB56F401A00F9E0F98083211:20:27:892BMS—>充電機1CEB56F4022C01FFFFFFFFFF11:20:27:892充電機—>BMS1CECF45613090002FF00110011:20:27:908充電機—>BMS1812F4560000A00F0000FD11:20:27:908BMS—>充電機181056F4A00F3C0F01數(shù)據(jù)長度7個字節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是8字節(jié)原因分析新國標(biāo)規(guī)定CCS報文字節(jié)長度變?yōu)?，但僅使用了第7個字節(jié)的2個bit位表示充電暫停字段。對于新增的2個字節(jié)中的其他未定義的位，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求填充為1，而不應(yīng)填充為0或者予以省略。參考依據(jù)GB/T27930-2015第10.3.3中規(guī)定了CCS報文的字節(jié)長度和字節(jié)定義。GB/T27930-2015第7.9規(guī)定：本標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定的位或預(yù)留位填充為1。三.典型案例介紹-充電機充電狀態(tài)報文CCS發(fā)送測試試驗現(xiàn)象（40%產(chǎn)品有這種現(xiàn)象）充電機接收BST報文，響應(yīng)發(fā)送CST報文后，5s后未收到BSD報文即判斷超時。三.典型案例介紹-充電機判斷BSD報文超時測試報文時刻報文方向報文ID報文內(nèi)容12:17:24:163BMS—>充電機101956F41500000012:17:24:163充電機—>BMS101AF4560400000012:17:24:163充電機—>BMS101AF4560400000012:17:24:163充電機—>BMS101AF456040000005s后充電機—>BMS......12:17:29:157充電機—>BMS081FF456FCF0C0FD

BSD統(tǒng)計報文超時原因分析在新國標(biāo)的規(guī)定中，BSD報文的超時時間為10s,部分廠家未注意此變化，仍采用了5s超時的判斷條件。參考依據(jù)GB/T27930-2015圖A.6（續(xù)）規(guī)定了BSD報文超時判定條件為自發(fā)送CST報文起10s.三.典型案例介紹-充電機判斷BSD報文超時測試試驗現(xiàn)象（35%產(chǎn)品有這種現(xiàn)象）充電過程中，人工中止充電，但是在充電機發(fā)送CST中止充電報文中，沒有填寫相應(yīng)的中止原因，另外報文中未定義的部分不應(yīng)該填充0。三.典型案例介紹-充電機停機報文CST測試

報文時刻報文方向報文ID報文內(nèi)容16:09:14:451充電機—>BMS1812F456EC0EA00F0000FDFF16:09:14:467BMS—>充電機181056F4A00F3C0F0116:09:14:498充電機—>BMS101AF4560000000016:09:14:498充電機—>BMS101AF45600000000

停機原因全為0原因分析廠家未在CST報文中填充中止充電原因、中止充電故障原因和中止充電錯誤原因，導(dǎo)致BMS未能定位停機原因。參考依據(jù)GB/T27930-201510.3.91）規(guī)定了充電機中止充電的原因字節(jié)定義。三.典型案例介紹-充電機停機報文CST測試試驗現(xiàn)象（80%產(chǎn)品有這種現(xiàn)象）充電機收到BSM蓄電池異常報文后，仍發(fā)送正常的充電機充電總狀態(tài)報文CCS，繼續(xù)輸出電壓、電流。三.典型案例介紹-動力蓄電池狀態(tài)異常測試報文ID報文方向報文ID報文內(nèi)容14:53:47:401BMS—>充電機1CEC56F410090002FF00110014:53:47:401BMS—>充電機181056F4A00FD0070114:53:47:401充電機—>BMS1CECF456110201FFFF00110014:53:47:401BMS—>充電機181356F40182016E0201D014:53:47:416BMS—>充電機1CEB56F401A00F9E0F98083214:53:47:416BMS—>充電機1CEB56F4022C01FFFFFFFFFF14:53:47:416充電機—>BMS1CECF45613090002FF00110014:53:47:448充電機—>BMS1812F4560000A00F0000FDFF14:53:47:448BMS—>充電機181056F4A00FD00701單體蓄電池電壓過高允許充電原因分析充電機接收到蓄電池狀態(tài)報文BSM時，不檢測報文中的蓄電池異常狀態(tài)，將蓄電池異常的報文當(dāng)作正常報文處理。參考依據(jù)GB/T27930-2015第10.3.4節(jié)規(guī)定：充電機在收到BSM報文中SPN3090-SPN3095任意一項為01（電池狀態(tài)異常）時發(fā)送中止充電命令CST。三.典型案例介紹-動力蓄電池狀態(tài)異常測試試驗現(xiàn)象（80%產(chǎn)品有這種現(xiàn)象）充電機收到BMS發(fā)送的BSM暫停報文，未發(fā)送正確的暫停充電報文CCS，繼續(xù)輸出電壓、電流。三.典型案例介紹-充電機暫停充電報文測試報文時刻報文方向報文ID報文內(nèi)容15:29:48:776BMS—>充電機1CEC56F410090002FF00110015:29:48:776充電機—>BMS1CECF456110201FFFF00110015:29:48:776BMS—>充電機181056F4A00F3C0F0115:29:48:791BMS—>充電機181356F40182016E0200C015:29:48:791BMS—>充電機1CEB56F401A00F9E0F98083215:29:48:791BMS—>充電機1CEB56F4022C01FFFFFFFFFF15:29:48:791充電機—>BMS1CECF45613090002FF00110015:29:48:807充電機—>BMS1812F456040AA00F0000FD

FF充電機允許輸出BSM暫停輸出原因分析充電機在充電過程中未對接收到的BSM報文參數(shù)進(jìn)行判斷，未按照報文中的暫停標(biāo)志位暫停充電。參考依據(jù)GB/T27930-2015第10.3.4節(jié)規(guī)定：充電機收到BSM蓄電池狀態(tài)報文中SPN3090-SPN3095均為00（電池狀態(tài)正常）