GB∕T 38775.2-2020 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

书书书犐犆犛４３．０４０．９９犓８１中华人民共和国国家标准犌犅／犜３８７７５．２—２０２０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犈犾犲犮狋狉犻犮狏犲犺犻犮犾犲狑犻狉犲犾犲狊狊狆狅狑犲狉狋狉犪狀狊犳犲狉—犘犪狉狋２：犆狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狆狉狅狋狅犮狅犾狊犫犲狋狑犲犲狀狅狀犫狅犪狉犱犮犺犪狉犵犲狉犪狀犱狑犻狉犲犾犲狊狊狆狅狑犲狉狋狉犪狀狊犳犲狉犱犲狏犻犮犲２０２００４２８发布２０２０１１０１实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布目　　次前言Ⅰ…………………………………………………………………………………………………………引言Ⅱ…………………………………………………………………………………………………………１　范围１………………………………………………………………………………………………………２　规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３　术语和定义１………………………………………………………………………………………………４　缩略语２……………………………………………………………………………………………………５　无线充电系统３……………………………………………………………………………………………６　无线充电管理通信流程６…………………………………………………………………………………７　接口消息定义２６……………………………………………………………………………………………８　参数定义３８…………………………………………………………………………………………………参考文献５５……………………………………………………………………………………………………犌犅／犜３８７７５．２—２０２０前　　言　　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；———第２部分：车载充电机和无线充电设备之间的通信协议；———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。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、徐罛。Ⅰ犌犅／犜３８７７５．２—２０２０引　　言　　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。Ⅱ犌犅／犜３８７７５．２—２０２０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１　范围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。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／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）ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ＴＭ　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［ＩＥＥＥＳｔａｎｄａｒｄｆｏｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ—Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｂｅｔｗｅｅｎｓｙｓｔｅｍｓ—Ｌｏｃａｌａｎｄｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓ—Ｓｐｅｃｉｆｉｃｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ：Ｐａｒｔ１１：ＷｉｒｅｌｅｓｓＬＡＮＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ａｎｄＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒ（ＰＨＹ）Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ］３　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　犮犺犪狉犵犻狀犵狊狆狅狋犻犱犲狀狋犻犳犻犮犪狋犻狅狀用于识别车位的唯一信息。３．２车位信息　犮犺犪狉犵犻狀犵狊狆狅狋犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀地面系统中充电车位的车位标识以及线圈信息。３．３线圈信息　犮狅犻犾犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀由线圈角色、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。１犌犅／犜３８７７５．２—２０２０３．４地面系统信息　犵狉狅狌狀犱犳犪犮犻犾犻狋犻犲狊犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀由车位信息、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充电状态　犮犺犪狉犵犻狀犵狊狋犪狋犲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　狏犲犺犻犮犾犲狊狔狊狋犲犿犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀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辆系统身份及功能的信息。３．７车辆状态　狏犲犺犻犮犾犲狊狋犪狋犲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）充电电量等信息。３．８保活　犽犲犲狆犪犾犻狏犲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。如果无效，对方设备将回应一个连接复位段。３．９通信模式犃　犮犪狊犲犃犮狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀地面通信控制单元（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通信模式犅　犮犪狊犲犅犮狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀地面通信控制单元（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中点电压　犿犻犱狆狅犻狀狋狏狅犾狋犪犵犲副边设备输出的电压值。３．１２缓启动状态　狊犾狅狑狊狋犪狉狋犮狅狀犱犻狋犻狅狀电压或电流以一定的斜率逐渐上升的状态。３．１３犘犉犆更新状态　狌狆犱犪狋犲狊狋犪狋犲狅犳犘犉犆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犌犅／犜３８７７５．２—２０２０ＩＶＵ：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）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。３犌犅／犜３８７７５．２—２０２０图１　无线充电功能系统架构图　　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　通信单元功能各通信单元功能如下：ａ）　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：１）　完成对ＣＳＵ和ＩＶＵ的认证鉴权和通信安全管理；２）　无线充电监测；３）　计量处理（可选）；４）　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。ｂ）　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，车辆系统对地面系统信令控制的通信通道功能。ＣＳＵ应具备以下功能：１）　控制ＰＴＣ启动、停止对ＰｒＣ进行供电；２）　ＰＴＣ、ＰＦＣ故障和异常事件检测；３）　向ＩＶＵ上报充电状态；４）　和ＩＶＵ之间转发ＰＰＣ、ＰＴＣ数据；４犌犅／犜３８７７５．２—２０２０５）　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；２）　向ＷＣＣＭＳ上报充电状态。ｃ）　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完成信令交互。ＩＶＵ应具备以下功能：１）　负责与地面系统中ＣＳＵ以及车辆控制系统的通信；２）　监测ＰＰＣ、车辆控制系统故障以及异常事件；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