编制说明-《电动汽车无线充电系统B类设备的通信协议一致性要求及测试》.docx

《电动汽车无线充电系统B类设备的通信协议一致性要 求及测试》编制说明一、工作简况1.1任务来源《电动汽车无线充电系统B类设备的通信协议一致性要求及测试》团体标准是 由中国汽车工程学会批准立项文件号中汽学函[2021] 44号，任务号为2021 16o本标准由中国汽车工程学会测试技术分会提出，中汽研新能源汽车检验中心 （天津）、安洁无线科技（苏州）、华为技术、中兴新 能源科技等单位起草L2编制背景与目标电动汽车无线充电系统包含地面设备和车载设备，地面设备和车载设备通过无 物理接触的方式实现电能的无线传输对于公共应用领域的电动汽车无线充电系 统，地面设备和车载设备大概率会出现不同厂商生产的情况而在整个充电过程中 两设备需要高度同步，即地面设备和车载设备需进行高实时性、高平安性、高一致 性的数据交互因此，无线充电系统的通信一致性是保证系统实现平安、可靠、高 性能充电的基础通信一致性研究的核心以及重点在于标准化，即制定通信协议的规那么，从物理 层、应用层、数据层甚至链路层等多个通信协议层面，制定通信协议规那么通信各 个层面一致性未完成，无线充电系统无法实现互操作，即无线充电系统无法在公用 领域应用，将极大地限制电动汽车无线充电行业开展，因此通信一致性的研究对产 业推动具有重要的价值和意义。

2020年4月公布的GB/T 38775. 2-2020指出无线充电系统通信接口的物理层 应符合IEEE Std 802. 11的规定，给出了充电过程中的一般通信流程，但详细的充 电时序图、报文内容格式、通信一致性测试方法及判别标准等均未给出规定而国 内外局部车企计划2021年陆续推出具备无线充电功能的量产车型，急需统一的通 信协议一致性测试标准作为车型开发和测试验证的依据本标准拟建立规范化的通信一致性测试内容及测试步骤，基于通信物理层、数 据层及应用层的定义，列举需测试的通信流程按照流程定义，对每项测试内容进 行研究，测试内容至少应包括报文格式、报文内容以及测试设备发送的内容编码，送兼容性检测预检请求响应报文；2）超过Is, CSU发送地面端错误报文，其中4.3位“接收初始异物检测请求报 文超时”项为“10”测试例编号CN.2003前置条件初始对位检测环节完成，测试系统和CSU进入初始活体保护环节测试步骤测试系统不发送初始活体保护请求报文预期结果1）自在上一个通信环节中发送的最后一帧报文起1s内，CSU按100ms的周期 发送最后一帧报文：2）超过Is, CSU发送地面端错误报文，其中4.7位“接收初始活体保护请求报 文超时”项为“10”测试例编号CN.2004前置条件初始活体保护检测环节完成，测试系统和CSU进入频率检测及锁定环节测试步骤测试系统不发送频率检测及锁定请求报文预期结果1）自首次发送初始活体保护请求响应报文起6.5s内，CSU按100ms的周期发 送初始活体保护请求响应报文；2）超过6.5s, CSU发送地面端错误报文，其中5.1位“接收频率检测及锁定请 求报文超时”项为“10”测试例编号CN.2005前置条件1）初始活体保护检测环节完成，测试系统和CSU进入频率检测及锁定环节；2）测试系统完成频率检测及锁定测试步骤测试系统不发送车辆端设备锁频成功确认报文预期结果1）自首次发送频率检测及锁定请求响应报文起4s内，CSU按100ms的周期发 送频率检测及锁定请求响应报文：2）超过4s, CSU发送地面端错误报文，其中5.3位“接收车辆端锁频成功确认 报文超时”项为“10”四、标准中涉及专利的情况无五、预期到达的社会效益、对产业开展的作用的情况该标准为基础类标准，标准的发布对于引导行业技术进步，促进产业开展具有 重要的指导意义，同时在标准层面解决了无线充电系统通信协议不一致不规范不统 一的问题，并经过了行业测试验证了通信协议的合理性。

此外，本文件也规定了通 信协议一致性的测试内容和测试步骤，为后续无线充电行业应用的互联互通奠定了 测试类基础，能够有效、快速促进电动汽车无线充电产业的开展六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的比照情况，国内外关键 指标比照分析或与测试的国外样品、样机的相关数据比照情况尚无七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协 调性10本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标 准、行业标准相协调八、重大分歧意见的处理经过和依据尚无九、标准性质的建议说明本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准，供协会会员和社会自愿使用 十、贯彻标准的要求和措施建议严格按照本标准提出的试验方法对材料的卤素含量进行检测，对试验人员进行 理论学习和操作培训，保证检测方法操作的准确性十一、废止现行相关标准的建议无十二、其他应予说明的事项无标准起草工作组2022年3月21日（注：具体内容可以结合工程本身撰写，如不涉及的可填写无）11 其中报文格式和报文内容与通信流程中的规范化定义应保持一致根据所有的测试 内容，设定测试的顺序及跳转情况，形成完善的通信一致性测试体系。

1. 3主要工作过程2021年3月29日，中国汽车工程学会下达了《电动汽车无线充电系统B类设 备的通信协议一致性要求及测试》标准编制任务随后，标准研制起草工作组成 立，成员包括中汽研新能源汽车检验中心（天津）、安洁无线科技（苏 州）、华为技术、中兴新能源科技、中惠创智无线供电 技术、浙江万安科技股份、北京有感科技有限责任公司、纵目科 技（上海）股份、北京新能源汽车股份、上海汽车集团股份有限公 司技术中心、浙江吉利汽车研究院等单位2021年4月15日，工作组在江苏苏州召开了《电动汽车无线充电系统B类设 备的通信协议一致性要求及测试》标准编制的启动会会议由中汽研新能源汽车检 验中心（天津）主办，安洁无线科技（苏州）承办会议上由中汽 研新能源汽车检验中心（天津）对本标准的任务来源、技术内容、编制说明 等进行了简要介绍，确定了标准编制架构及主要内容，明确标准聚焦一对一的无线 充电场景2021年5月20日，工作组在湖北武汉召开了第2次会议工作组继续针对该 标准进行讨论，主要包括通信流程划分，通信环节确定等内容会后工作组根据反 馈意见进一步完草案2021年8月18日，工作组以线上方式召开了第3次会议。

本次会议主要针对 标准草案中5.4应用层 进行了讨论，包括对设备标识和报文标识做了区分；确定 标准暂不涉及降额充电和IVU注销的相关流程和内容；重点对功率传输、停止充电 等通信环节进行了讨论和修改会后工作组根据反应意见进一步完草案2021年11月16日，工作组以线上方式召开了第4次会议工作组继续对功 率传输等通信环节进行讨论会后工作组根据反应意见进一步完草案与此同时，中汽研联合安洁、华为等单位同步开展了标准的验证工作2022 年3月，形成标准征求意见稿二、标准编制原那么和主要内容2. 1标准制定原那么本文件编写符合GB/T 1《标准化工作导那么》的规定本文件是结合电动汽车无 线充电国际标准、最新科研成果、我国国情和产业开展现状而编制的2. 1. 1通用性原那么本文件规定了电动汽车静态无线充电系统地面端通信控制单元（CSU）与车载通 信控制单元（IVU）之间的通信流程、通信报文格式和内容等不仅适用于B类设备, 同时也适用于A类设备，通用性高2. 1.2指导性原那么本文件提出的方法能为电动汽车静态无线充电系统B类设备以及A类设备的通 信协议•致性测试提供指导作用目前，尚未有标准提出电动汽车无线充电系统通 信协议的测试方法。

2. 1.3协调性原那么目前，尚未有国家、行业或者团体标准提出电动汽车无线充电系统通信协议的 测试方法2. 1.4兼容性原那么本文件提出的电动汽车无线充电系统通信协议一致性测试方法充分考虑了 B类 设备和A类设备的特性，具有普遍适用性2.2标准主要技术内容本文件共分为6章和7个附录，规定了规定了电动汽车静态无线充电系统B类 设备的地面端通信控制单元（CSU）与车载通信控制单元（IVU）之间的通信流程、 通信报文格式和内容；通信协议一致性测试系统、一致性测试要求以及一致性测试 内容正文内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、缩略语、通信要求及一 致性测试；附录包括无线充电控制流程状态、初始对位检测通信的实现方法、考虑 效率寻优的功率传输通信实现方法、非正常状态下停止充电通信流程、无线充电过 程故障处理方式、报文开始发送条件和中止发送条件及CRC余式表2. 3关键技术问题说明本文件规定了电动汽车静态无线充电系统的地面端通信控制单元（CSU）与车载 通信控制单元（IVU）之间的通信流程、通信报文格式和内容，其中关键技术问题主 要包括通信流程确实定以及通信报文格式和内容确实定无线充电通信过程由多个通信环节按序组成，包括所有必须项通信环节以及零 个或多个可选项通信环节。

在通信过程中，IVU和CSU如果在规定时间内没有收到对方报文或者没有收到正确报文，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）当出现超时后，IVU或CSU发送标准中规定的故 障报文，并采用相应的故障处理方式进行处理无线充电过程如图1所示注：无线充电系统的异物检测和活体保护两个辅助功能宜在充电启动阶段前开启，应在充电传输阶段和充电停 止阶段保持开启状态当检测到异物或者活体时上报检测结果，并触发停止充电图1无线充电通信过程无线充电通信的报文基本格式如表1所示报文中所有数据以16进制传输，以 固定字符7EH作为帧头，固定字符ODH作为帧尾为防止传输的数据出现重码问题， 定义转义特殊字符7FH当除帧头和帧尾外的其他数据中出现7EH、ODH的字符时, 原字节变为两个字节进行传送，转义规那么如下：7EH - 7FH + 01H0DH->7FH + 02H7FH-7FH + 03H表1报文格式序号内容长度说明1帧头1字节(7EH)2消息发送端物理地址6字节预留3消息接收端物理地址6字节预留4命令码1字节具体见下文5帧序2字节序列数，发送端每发送一帧报文，自动加16协议版本1字节高4bit是主版本，低4bit是子版本。

本标 准规定当前版本为VL0,表示为10H7消息包总长度2字节消息包的字节长度8消息包n字节具体见下文9CRC校验位2字节CRC16,粗盖范围包括除帧头帧尾CRC域 以外的所有内容10帧尾1字节(0DH)2. 4标准主要内容的论据标准中主要内容确实定均与行业内的专家进行了讨论与确认，并且得到了无线 充电相关设备实际生产过程中得到了验证2. 5标准工作基础工作组的成员包括安洁无线科技（苏州）、中兴新能源科技有限公 司、中惠创智无线供电技术、浙江万安科技股份、北京有感科技 有限责任公司、华为技术、纵目科技（上海）股份、北京新能源汽 车股份、上海汽车集团股份技术中心、浙江吉利汽车研究院有限 公司等，基本涵盖了国内电动汽车无线充电产业相关企业，标准的编制和验证都能 得到高质量保证本标准具有一定的先进性、通用性、科学性和可操作性三、主要试验（或验证）情况分析为了验证相关规定的可行性，工作组针对局部重点内容设计了测试系统并编制 了测试用例通信协议一致性测试系统结构如图2所示IUT电动汽车无线充电系统的地。