2015版国标新能源车辆充电步骤

1、2015版国标电动车辆充电步骤解读（非车载充电机版）参照国标： GBT 20234.1-2015_电动汽车传导充电 充电连接装置 第1部分：通用要求GBT 20234.3-2015_电动汽车传导充电 充电连接装置 第3部分：直流充电接口GBT_27930-2015_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NBT_33001-2010_电动汽车非车载传导式充电机技术条件NBT33008.1_2013_电动汽车充电设备检验试验规范第1部分非车载充电机GBT 18487.1-2015电动汽车传导充电系统 第1部分：通用要求一、充电接口 主要包括车辆端插座与充电桩端插头，见下图： 充电桩

2、端插头 车辆端插座二、充电连接界面 车辆插头盒车辆插座在连接过程中，触头耦合顺序为：保护接地，直流电源正、直流电源负、车辆端连接确认，低压辅助电源正与低压辅助电源负，充电通讯与供电端连接确认；在脱开过程中则顺序相反。如下图：直流充电安全保护系统基本方案的示意图如上图所示， 包括非车载充电机控制器、电阻R 1、R 2，R 3，R4、R 5、开关S、直流供电网路接触器K1 和K 2 、低压辅助供电网路电压:12 V+ / -5 % ，电流:10 A) 接触器K 3 和K 4 、充电网路接触器K 5 和K 6 以及车辆控制器，其中车辆控制装置可以集成在电池管理系统中. 电阻R 2 和R 3 安装在车

3、辆插头上，电阻R 4 安装在车辆插座上.开关S 为车辆插头的内部常闭开关， 当车辆插头与车辆捅座完全连接后， 开关S 闭合. 在整个充电过程中，非车载充电机控制装置应能监视接触器K 1. K 2 ，接触器K 3，K4. 电动汽车车辆控制装置应能监测接触器K5和K6状态并控制其接通及关断。三、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

4、5 s ，当I.U出超时后， BMS 或充电机发送国标中规定的错误报文，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，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下文，充电总体流程见下图： 3.1充电握手阶段 a、首先进行物理连接：将充电插头与插座进行插合。 由充电机人机交互界面判断车辆接口是否物理连接成功，成功后由非车载充电机端进行锁止的控制。充电接口应有锁止功能，用于防止充电过程巾的意外断开,锁止状态下，施加200 N 的拔出外力时，连接不应断开，且锁止装置不得损坏。对于直流充电的车辆接口，应在车辆插头上安装电子

5、锁止装置，防止车辆接口带载分断。电子锁电源由供电设备提供并控制， 应具备锁止位置反馈信号功能，以便供电设备能够正确识别出电子锁已将机械锁正确锁止或处于解锁状态。在电子锁未可靠锁止时，应能发出故障信号，使供电设备停止充电或不能启动充电。车辆插头与车辆插座插合后，车辆总体设计方案可以自动启动某种触发条件（比如断开主正接触器等），通过互锁或者其他控制措施务必使车辆处于不可行驶状态。操作人员对非车载充电机进行充电设置后，非车载充电机控制装置通过测盘检测点1 的电压值判断车辆插头与车辆插座是否已完全连接，当检测点1 电压值为4 V 时，则判断车辆接口完全连接。 b、物理连接成功后，充电机进行自检，在车辆

6、接口完全连接后，闭合K3 和I K4 ，使低压辅助供电回路导通;闭合Kl和K2，进行绝缘检测，绝缘检测时的输出电压应为车辆通信握手报文内的最高允许充电总电压和供电设备额定电压的较小值;绝缘检测完成后，IMD( 绝缘检测)以物理的方式从强电回路中分离，并投入泄放回路对充电输出电压进行泄放，非车载充电机完成自检后断开Kl 和K2 . 同时开始周期发送通信握手报文. 如果车辆需要使用非车载充电机提供低压辅助电源，则在得到非车载充电机提供的低压辅助电源供电后，车辆控制装置通过测量检测点2 的电压值判断车辆接口是否已完全连接; 如果车辆不需要使用非车载充电机提供低压辅助电源，则直接测量检测点2 电压值判

7、断车辆接口是否连接. 如检测点2 的电压值为6 V ,则车辆控制装置开始周期发送通信握手报文。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。 c、K3、K4闭合后，车辆控制装置BMS得电，BMS进行自检，检测CC2是否连接正常，检测方法为测量监测点2的电压值。 d、PG N9728 充电机握手报文( CHM

8、)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250 ms 发送一次充电机握手报文，用于确定双方是否握手正常. PGN9728 报文格式见下表。 e、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250 ms返回BMS 握手报文，提供BMS 最高允许充电总电压。PGN9984报文格式见下表。 f、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250 ms发送一次充电机辨识报文，用于确认充电

9、机和BMS之间通信链路正确。在收到BMS辨识报文前，确认码=0 x00；在收到充电机辨识报文后，确认码=0 xAA。PGN256报文格式见下表。 g、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=OxOO 的充电机辨识报文后向充电机每隔250 ms 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10 ms. 直到在5s内收到SPN2560 =OxAA 的充电机辨识报文为止。PGN512 报文格式见下表：3.2充电参数配置阶段 两帧握手报文之后即握手成功之后，

10、进入充电参数配置阶段。车辆控制装置与非车载充电机控制装置在配置阶段时，车辆控制装置闭合K5 和K6 ，使充电回路导通，非车载充电机控制装置检测到车辆端电池电压正常（确认接触器外端电压: (1)与通信报文电池电压误差范围小于等于土5 % ，且(2) 大于充电机最低输出电压且小于充电机最高输出电压)后闭合K1 和K2. 使直流供电网路导通。此阶段主要用于BMS确认充电机的基本参数，判断是否能够进行充电。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，充电参数配置阶段报文应符合下表的要求。 a、PGN1536 动力蓄电池充电参数报文( BC

11、P )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. P GN1536 报文格式见下表： b、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 报文格式见下表： c、PG N2048 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 报文格式见下表： d、PGN2304 BMS 充电准备就绪报文( BRO )报文功能:BMS发送给充电机电

12、池充电准备就绪报文，让充电机确认BMS已经准备充电。BMS在60 s 内未准备好， 则充电机进行等待;否则，按报文超时进行处理. PGN2304 报文格式见下表： e、PG N 2560 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60 s 内未准备好，则BMS 进行等待; 否则，按报文超时进行处理。PGN2560 报文格式见下表：3.3充电阶段 BMS与非车载充电机通过通讯完成握手和配置后，车辆控制装置BMS闭合接触器K5、K6，使充电回路导通。非车载充电机控制装置闭合接触器K1、K2，使直流供电回路导

13、通。非车载充电机与BMS进入充电阶段。在充电过程中，车端应能检测PE 针断线。 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

14、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。充电阶段报文应符合下表的要求： a、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1 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。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

15、山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 报文格式见下表： b、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. PGN4352 报文格式见下表：其中:1) SPN3075 充电电压测量值数据分辨率:0 . 1 V/位

16、. 0 V 偏移量2) SPN3076 充电电流测量值数据分辨率:0 . 1 A/位，一400 A 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:0.01 V/位.0 V 偏移盘s 数据范围: 0-24 V;13 一16 位:最高单体动力蓄电池电压所在组号，数据分辨率:1 /位.0 偏移盘s 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600 min 时，按600

17、min 发送.数据分辨率:1 min /位.0 min 偏移量;数据范围:0-600 min. c、PG N 4608 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1 s 内没有收到该报文，即为超时错误。BMS 应立即结束充电。PGN4608 报文格式见下表：注：当收到CCS 中SPN3929 为0 时表示充电机将停止输出，收到SPN3929 为l 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:0.1 V /位.0 V 偏移量2) SPN3082 电流输出值(A)数据分辨率:0.1 A /位

18、.-400 A 偏移量，3) SPN3083 累计充电时间(min)数据分辨率:1 min/位.0 min 偏移量， 数据范围:0-600 min. d、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. PGN4 864 报文格式见下表：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:1256;2) SPN3086 最高动力蓄电池温度数据分辨率:1 C /位，一50 C 偏移量;数据范围: -50 C +200 C;3) SPN3087 最高温&检测点编号数据分辨

19、率:1 / 位， 1 偏移量;数据范围:1128 ;4) SPN3088 最低动力蓄电池温度数据分辨率: 1 C /位，一50 C 偏移量，数据范围: 一50 C +200 C;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IJBSM 报文中SPN3090一-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 1

20、8487.1 中9.7 要求. 当接收到BSM 报文中SPN3090一SPN3095（电池状态中有一项为异常状态，充电机应停止充电。 e、PGN5376 单体动力蓄电池电压报文( BMV)报文功能:各个单体功力蓄电池电压值. 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。PGN5376 报文格式见下表： f、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。PGN5632 报文格式见下表： g、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

21、时，需使用传输协议功能传输，格式详见6.5 的规定。PGN5888 报文格式见下表： h、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报文格式见下表：其中:1) SPN3511 BMS中止原因第12 位:达到所需求的SOC目标值 : = 未达到所需SOC目标值； : = 达到所需SOC目标值; := 不可信状态;第3 4 位 达到总电压的设定值 : = 未达到总电压设定值; : = 达到总电压设定值; := 不可信状态;第56 位，达到单体电压的设定值 : = 未达到单体电压设定值; :=

22、达到单体电压设定值; : = 不可信状态;第78 位，充电机主动中止 : = 正常; : = 充电机中止(收到CST 帧); : = 不可信状态。2) SPN3512 BMS 中止充电故障原因第12 位:绝缘故障 : = 正常; : = 故障; : = 不可信状态;第3 - 4 位:输出连接器过温故障 : = 正常; : = 故障; : = 不可信状态;第5- 6 位:BMS 元件、输出连接器过温 : = 正常; : = 故障; : = 不可信状态;第7 - 8 位: 充电连接器故障 : = 充电连接器正常; := 充电连接器故障; : = 不可信状态;第9 - 10 位:电池组温度过高故障

23、: = 电池组温度正常; : = 电池组温度过高; : = 不可信状态;第11 - 12 位:高压继电器故障 : = 正常; : = 故障; : = 不可信状态;第13 - 14 位:检测点2 电压检测故障 : = 正常; : = 故障; : = 不可信状态;第1 5- 16 位: 其他故障 : = 正常; : = 故障; : = 不可信状态。3) SPN3513 BMS 中止充电错误原因第1 - 2 位: 电流过大 : = 电流正常; : = 电流超过需求值; : = 不可信状态;第3-4 位:电压异常 : = 正常; : = 电压异常; : = 不可信状态。 i、PG N 6656 充电机

24、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 报文格式见下表：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 : = 正常; : = 达到充电机设定条件中止; : = 不可信状态;第3 - 4 位，人工中止 := 正常; : = 人工中止; : = 不可信状态;第5- 6 位:故障中止 := 正常; : = 故障中止; : = 不可信状态;第7 - 8 位:BMS 主动中止 : = 正常; : = BMS 中止(收到BST 帧); : = 不可信状态。2) SPN 35 22 充电机中止充电故障原因第

25、1 - 2 位2 充电机过温故障 := 充电机温度正常; := 充电机过温; : = 不可信状态;第3- 4 位:充电连接器故障 : =充电连接器正常; : = 充电连接器故障; : = 不可信状态;第5 - 6 位:充电机内部过温故障 := 充电机内部温度正常; : = 充电机内部过温; : = 不可信状态;第7 -8 位:所需电量不能传送 00: = 电量传送正常; : 电量不能传送; := 不可信状态;第9 - 1 0 位:充电机急停故障 : = 正常; := 充电机急停; := 不可信状态;第11 - 12 位:其他故障 : = 正常; : =故障； := 不可信状态;3) SPN35

26、23充电机中止充电错误原因第1 - 2 位.电流不匹配 : = 电流匹配; : = 电流不匹配; : = 不可信状态;第3 - 4 位 人工中止 := 正常; : = 电压异常; : = 不可信状态;3.4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入。充电结束分为两类：正常情况下充电结束、非正常情况下充电结束。 a、正常情况下充电结束 车

27、辆控制装置根据电池系统是否达到满充状态或是否收到充电机中止充电报文来判断是否结束充电. 在满足以上充电结束条件时，车辆控制装置开始周期发送车辆控制装置或电池管理系统中止充电报文在确认充电电流变为小于5 A 后断开K5 和K6 . 或达到操作人员设定的充电结束条件或收到车辆控制装置(或电池管理系统中止充电报文后，非车载充电机控制装置周期发送充电机中止充电报文，并控制充电机停止充电以不小于100 A / s 的速率减小充电电流， 当充电电流小于或等于5 A 时，断开K1 和K2 . 或操作人员实施了停止充电指令时，非车载充电机控制装置开始周期发送充电机中止充电报文并控制充电机停止充电，在确认充电电

28、流变为小于5 A 后断开K1， K2 ，并再次投入泄放网路，然后再断开K3， K4。b、非正常情况下充电结束1 在充电过程中，如果非车载充电机出现不能继续充电的故障，则向车辆周期发送充电机中止充电报文，并控制充电机停止充电，应在100 ms 内断开K1，K 2 ， K3 和K4.2 在充电过程中，如果车辆出现不能继续充电的故障，则向非车载充电机发送车辆中止充电报文，并在300 ms( 由车辆根据故障严重程度决定)内断开K5 和K6 .3 在充电过程中，非车载充电机控制装置如发生通讯超时，则非车载充电机停止充电，应在10 s内断开K1，K2 ， K5 ， K6; 非车载充电机控制装置发生3 次通

29、讯超时即确认通讯中断，则非车载充电机停止充电，应在10 s 内断开K,1，K 2 ， K3 ， K4 、K5 ， K6 .4 在充电过程中，非车载充电机控制装直通过对检测点1 的电压进行检测，如果判断开关S 由闭合变为断开， 应在50 ms 内将输出电流降至5A 或以下。5 在充电过程中，非车载充电机控制装置通过对检测点l 的电压进行检测，如果判断车辆接口由完全连接变为断开，则控制非车载充电机停止充电，应在1 00 ms 内断开K1，K2 ， K3 和K4.6 在充电过程巾，非车载充电机输出电压若大于车辆最高允许充电总电压，则非车载充电机应在1 s 内停止充电，并断开K1 ， K2 ， K 3

30、 ， K4 .注:如果非军载充电机因严重故障结束充电，重新启动充电需操作人员进行完整的充电启动设置。 c、充电电路原理1 在充电机端和车辆端均设置IM D 电路，供电接口连接后到K5 ， K6 合闸充电之前，由充电机负责充电机内部(含充电电缆的绝缘检查，充电机端的I MD 网路通过开关从充电直流回路断开，且K5 、K6 合闸之后的充电过程期间，由电动汽车负责整个系统的绝缘检查. 充电直流回路DC+ 、PE 之间的绝缘电阻，与DC 、PE 之间的绝缘电阻(两者取小值，当R 500 / v 视为安全;100 / V R 500 / v 时，需进行绝缘异常报瞥，但仍可正常充电; R 100 / v 视为绝缘故障，应停止充电。2 充电机进行I MD 检测后，应及时对充电输出电压进行泄放，避免在充电阶段对电池负载产生电压冲击. 充电结束后， 充电机应及时对充电输出电压进行泄放， 避免对操作人员造成电击伤害. 泄放网路的参数选