《燃料电池电动汽车 加氢通信协议》

1QC/TXXXXX—XXXX燃料电池电动汽车加氢通信协议本文件规定了燃料电池电动汽车加氢通信协议的型式、技术要求以及测试方法。本文件适用于使用压缩气态氢的燃料电池电动汽车。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T24548GB/T26779GB/T34425燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车术语加氢口加氢枪3术语和定义GB/T24548、GB/T26779、GB/T34425界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1加氢通信协议refuellingcommunicationprotocol在加氢过程中，燃料电池电动汽车与加氢机通过红外装置进行信号传输所遵循的通信规范。3.2红外发射装置infraredtransmitter用于将串行数据信号转化为红外光信号进行发送的器件。3.3红外接收装置infraredreceiver用于将红外光信号转换为串行数据信号进行接收的器件。3.4比特误码率biterrorratio一段时间内信道中数据流由于噪声、干扰、有损或比特同步错误产生的差错比特数量与传输的总比特数的比值。4缩略语和符号4.1缩略语下列缩略语适用于本文件。ApplicationData：数据包BOF：帧起始字符CE：转义控制字符EOF：帧结束字符2QC/TXXXXX—XXXXFC：加注指令FCS：帧校验序列ID：协议标识符MP：测量压力MT：测量温度OD：可选数据RT：加氢口类型TV：储氢气瓶总公称容积VN：数据通信软件版本号XBOF：额外帧起始字符4.2符号下列符号适用于本文件。dn：红外接收装置端面距Z平面的距离参考值。dv：红外发射装置端面距Z平面的距离参考值。rn：红外接收器的中心与加氢枪轴线距离。rv：红外发射装置的中心与加氢口轴线距离。α：红外发射装置有效半角。β：红外接收装置有效半角。γ：红外接收装置内部的红外接收器相邻角度。5物理层5.1调制方式加0.6µs的容差。工作波形示意见图1。图1工作波形示意图5.2字节帧每个字节帧应有1个异步起始位、8个数据位和1个结束位。数据位按串行顺序传递，以最低有效位开始，最高有效位结束，波特率为38400bps。字节帧格式见图2。3QC/TXXXXX—XXXX图2字节帧格式6数据链路层6.1控制字符控制字符包含XBOF、BOF、EOF和CE。6.2帧校验序列数据传输利用CRC-16校验码进行校验，帧校验序列字段保存CRC校验值，帧校验序列应以最低有效字节为先，最高有效字节为后进行传输。6.3数据链路帧数据包在数据链路帧中传递。数据链路帧传输中应有5个XBOF字符，单个BOF字符应在数据帧开始时传递，数据包应在BOF字符后立刻开始传递，在数据包之后立即发送帧校验序列字段，并以EOF字符结束。数据链路帧格式见图3。图3数据链路帧格式6.4转义字符数据链路的发送端应在传送数据链路帧前，将数据字节、帧校验序列字段中与控制字符XBOF、BOF、EOF、CE等相同的字符转义成非控制字符，若接收端在数据包中收到转义控制字符CE（定义为0x7D则进行反转义。控制字符的发送与接收按照附录C进行转义与反转义。7表示层7.1数据类型所有传输数据应为ASCII格式。7.2分隔符采用“|”分隔符作为数据片段的分界，所有的有效数据应包含在两个分隔符之间。数据示例见表1。4QC/TXXXXX—XXXX表1数据示例7.3标签分隔符后的两位字符应为一个定义过的数据标签，且所有的标签应区分大小写；分隔符后的第三位字符应为“=”。7.4字符数据所有定义的字符数据应与定义值完全匹配，且区分大小写。7.5数字数据所有定义的数字数据应按照固定格式发送，空位按照“0”进行填充，若含有多余的空格或字符或超出定义量程范围应视为无效。7.6数据间隔在加注过程中所需数据应以正确的数据格式进行更新，在5倍数据传输间隔内传输的数据可视为有效，如超出则视为数据无效。8通信数据定义与要求8.1协议标识符ID发送的数据为协议标识符，接收方应按照发送方的协议内容，解码发送方传递的数据，相关参数见表2。表2协议标识符QC/T␣××××，SAE␣J27998.2数据通信软件版本号VN发送的数据为数据通信软件的版本号，发送方应将其采用的协议版本号传递给接收方，接收方应按照发送方的协议内容，解码发送方传递的数据，相关参数见表3。表3数据通信软件版本号VN=8.3储氢气瓶总公称容积TV发送的数据为储氢气瓶的总公称容积，单位为升，相关参数见表4。5QC/TXXXXX—XXXX表4储氢气瓶总公称容积####.#8.4加氢口类型RT发送的数据为加氢口类型，加氢口应符合GB/T26779规定的要求，适配的加氢枪应符合GB/T34425规定的要求，相关参数见表5。表5加氢口类型8.5加注指令FC发送的数据为加注指令，相关参数见表6。表6加注指令FC=Dyna——动态加注，加氢机应确认从车辆收到的数据与其已定义的数据兼容，加氢机根据实时车辆数据进行燃流程。对于任何形式的加注，加氢机在收到加注指令为FC=Abort时都应予以响应，无论数据间隔、协议标识符或版本8.6测量压力MP发送的数据为储氢气瓶内的当前氢气相对压力，单位为MPa，相关参数见表7。表7测量压力6QC/TXXXXX—XXXX8.7测量温度MT发送的数据是储氢气瓶内的当前氢气温度，单位为K，相关参数见表8。表8测量温度8.8可选数据OD发送的数据是可选数据，数据帧中应包含可选数据，相关参数见表9。表9可选数据9通信过程9.1建立通信通过加氢枪与加氢口连接，加氢机在收到车辆请求建立连接的信号后，开始建立通信，红外通信的接口示意图参见图A.2。9.2通信车辆发送加注指令，加氢机进行数据的完整性检查，若通过则加氢机执行加注指令；若一个或多个所要求的通信数据不能通过完整性检查，加氢机应默认执行退出通信加注程序。9.3断开通信当完成加氢过程后，断开加氢枪和加氢口的物理连接，红外通信同时移除。10性能要求10.1红外发射装置要求红外发射装置性能应满足以下要求：a)红外发射波长应在850nm-900nm范围；b)红外发射强度应在40mW/sr-100mW/sr范围；c)车辆上的红外发射装置有效半角α应不小于55°,见图B.1。红外发射装置布置应满足以下要求：a)红外发射装置端面距Z平面的距离参考值dv应为10mm±10mm，见图B.1；b)红外发射装置的中心与加氢口轴线距离rv应为22mm±4mm，见图B.2。10.2红外接收装置要求红外接收装置性能应满足以下要求：7QC/TXXXXX—XXXXa)红外接收装置内部至少应有3个红外接收器，加氢枪上的红外接收装置有效半角β应不小于b)红外接收装置应能检测辐射照度范围100µW/cm²-50mW/cm²的红外信号。红外接收装置布置应满足以下要求：a)红外接收装置内部的红外接收器相邻角度γ应不超过120+°;b)红外接收装置端面距Z平面的距离参考值dn应为25mm±10mm，见图B.1。c)红外接收器的中心与加氢枪轴线距离rn应为22mm±4mm，见图B.3；10.3通信比特误码率要求红外发射装置和红外接收装置建立通信后，按照11.3规定的测试方法，比特误码率应小于10-4。11测试方法11.1测试环境测试装置应包括能够测试红外发射装置和红外接收装置的位置、功率和灵敏度的电子设备。测试装置应将发射装置和接收装置布置在模拟的加氢口周围，该装置应位于没有光的环境中，模拟光源应指向接收装置的接收范围。测试装置包括一个滤镜，滤镜放置在发射装置前2mm±0.5mm，滤镜透光率为38%，允许波长850nm-900nm的红外光线通过。测试装置示意图参见图A.3。11.2测试场景按照下表10所列场景进行测试，场景1到6测试低信噪比场景，场景7到12测试接收到的最高功率场景，场景13到16测试黑暗的环境光场景。表10测试场景123456789√√√√√√××××××√√√√√××√××√××√×××××××√××√××√××√×××××××√××√××√××√××××00000011.3比特误码率测试11.3.1测试条件发射控制器应保持10Hz发送频率，累计发送65536条消息，每条消息包含18个字节（总计1179648字节）。11.3.2稳态场景测试对于11.2表10中指定的每个场景开展测试，计算得出各场景比特误码率。11.3.3瞬态照明测试根据稳态场景测试结果，选取比特误码率最高的场景，打开模拟光源10s±5s，然后关闭10s±5s，重复此过程进行瞬态照明测试，计算得出比特误码率。11.4通信协议验证测试8QC/TXXXXX—XXXX通过红外发射装置发射信号，将发送的原始数据与解析的数据进行数据比对，检查数据协议的一致性。模拟发送CRC校验失效、通信丢失、延时数据传输等故障，检查加氢机故障识别响应。9QC/TXXXXX—XXXX加氢通信及接口示意图A.1加氢通信示意图图A.1为加氢通信示意图。图A.1加氢通信示意图A.2红外通信接口示意图图A.2为红外通信接口示意图。图A.2红外通信接口示意图A.3测试装置示意图图A.3为测试装置示意图。QC/TXXXXX—XXXX图A.3测试装置示意图QC/TXXXXX—XXXX加氢设备连接图B.1加氢枪和加氢口连接侧视图图B.1为加氢枪和加氢口连接侧视图。图B.1加氢枪与加氢口连接侧视图B.2加氢口和红外发射装置连接正视图图B.2为加氢口和红外发射装置连接正视图。QC/TXXXXX—XXXX图B.2加氢口与红外发射装置连接正视图B.3加氢枪和红外接收装置连接正视图图B.3为加氢枪和红外接收装置连接正视图。图B.3加氢枪与红外接收装置连接正视图QC/TXXXXX—XXXX控制字符的转义与反转义控制字符的转义与反转义步骤如下：a)转义步骤：1)在数据位前插入转义控制字符CE（0x7D）；2)将数据位与十六进制0x20进行异或处理。b)反转义步骤：1)抛弃转义控制字符（CE）；2)将数据位与十六进制0x20进行异或处理。接收端状态转换示