ChinaAutoRegs|GB/T 38775.2-2020 英文版/翻译/English/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
Electric Vehicle Wireless Power Transfer – Part 2: Communication Protocols between On-Board Charger and Wireless Power Transfer Device

1 SCOPE

This Part of GB/T 38775 specifies the communication protocols for wireless power transfer control between the communication service unit (CSU) and the in-vehicle unit (IVU) of the stationary magnetic field wireless power transfer system (MF-WPT) for electric vehicles, and also specifies the communication protocols for wireless power transfer control with the wireless charging control management system (WCCMS) involved.
This Part is applicable to the management and control between CSU and WCCMS and between IVU and CSU.

2 NORMATIVE REFERENCES

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the editions cited apply. For undated references, the latest editions of the normative document (including any amendments) apply.
GB/T 38775.1-2020 Electric vehicle wireless power transfer – Part 1: General requirements
GB/T 38775.3-2020 Electric vehicle wireless power transfer – Part 3: Specific requirements
Provisions of the People’s Republic of China on Radio Spectrum Allocations (Order No. 46 of the Ministry of Industry and Information Technology)
IEEE Std 802.11TM IEEE Standard for Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific requirements: Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications

3 TERMS AND DEFINITIONS

For the purpose of this document, the terms and definitions given in GB/T 38775.1-2020 and GB/T 38775.3-2020, as well as the followings apply.

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）
ＩＶＵ：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。

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；
５） 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状态监控的人机界面的接口。
５．３ 物理层协议 ＣＩ接口的通信物理层应符合ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ＴＭ 的规定。
注１：ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ＴＭ 是通过 ＨＴ ＡＰｓ或者 ＨＴＳＴＡｓ实施的。
注２：ＨＴＳＴＡ 的功能在ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ＴＭ ：２０１２的４．３．１０给出了详细规定，ＨＴＡＰ是与 ＨＴＳＴＡ 具有相同功能 的访问节点。
５．４ 通信接口
无线充电系统具有以下接口：
ａ） ＷＩ接口（可选）：ＷＣＣＭＳ和ＩＶＵ 之间的接口，该接口也可表示ＩＶＵ 通过 ＣＳＵ 间接连接 ＷＣ ＣＭＳ，主要功能包括ＩＶＵ 的注册、信息上报以及发起开始充电请求、保活。充电模式 Ｂ时可 建立 ＷＩ接口。
ｂ） ＷＣ 接口：ＷＣＣＭＳ和 ＣＳＵ 之间的接口，主要功能包括 ＣＳＵ 的注册、信息上报和保活，以及
ＷＣＣＭＳ利用该接口向 ＣＳＵ 发起充电命令。充电模式Ｂ时应建立 ＷＣ接口。
ｃ） ＣＩ接口：ＣＳＵ 和ＩＶＵ 之间的接口，包括两个逻辑接口：控制信令接口和数据接口。控制信令 接口主要提供 ＣＳＵ 和ＩＶＵ 之间的充电控制功能，数据接口提供包括ＩＶＵ 寻找 ＣＳＵ 的ＩＰ地 址，ＰＴＣ和 ＰＰＣ之间数据通信的承载以及保活。
ｄ） 其他接口：车辆系统中ＩＶＵ 和 ＰＰＣ 之间的接口是内部接口。地面系统中 ＣＳＵ 和 ＰＴＣ 之间 的接口是内部接口。
５．５ 犆犛犝、犘犜犆和 犘狉犆之间的关系
图２为 ＣＳＵ、ＰＴＣ和 ＰｒＣ 之间的关系示意图，一个 ＣＳＵ 可控制多个 ＰＴＣ，一个 ＰＴＣ 只能由一个
ＣＳＵ 进行控制。 ＰＴＣ可通过可控开关器件为一个指定的 ＰｒＣ供电，ＰＴＣ 亦可通过设定好可控开关器件，同时为多
个 ＰｒＣ供电，可控开关器件的控制应由 ＣＳＵ 执行。
５．６ 安全
ＩＶＵ 和 ＣＳＵ 应检查设备信息完整性，以防止被修改。
ＩＶＵ和 ＣＳＵ 之间的控制信令应进行完整性保护和加密保护。
ＩＶＵ 和 ＣＳＵ 之间数据接口转发的 ＰＴＣ和 ＰＰＣ数据宜进行完整性保护。 ＷＣＣＭＳ应对ＩＶＵ 及 ＣＳＵ 进行用户鉴权和设备鉴权，以防止非授权用户或设备接入。 ＩＶＵ、ＣＳＵ 和 ＷＣＣＭＳ之间的信令应进行完整保护和加密保护。
６ 无线充电管理通信流程
６．１ 充电总体流程
电动汽车无线充电系统的正常充电流程如图３所示，车载侧和地面侧设备的充电流程共４个状态， 分别为通信未连接、通信连接、待机、充电：
ａ） 通信未连接：地面、车载侧设备功率模块部分待机，等待指令下达后可进行能量传输，但通信连 接未建立。该状态下，通信单元处于工作状态。
ｂ） 通信连接：各通信单元建立了通信连接，但能量未开始传输。该状态下，系统在完成地面、车载 侧的互操作性检测、认证鉴权处理、对位检测等流程后进入空载待机状态。
注１：系统在对位检测时，如车辆侧提出要求也可发送与对位相关的信号。 注２：互操作性检测、认证鉴权处理也可在车辆进入充电位过程中完成。
ｃ） 待机：系统进行地面、车载侧的互操作性检测、认证鉴权处理、对位检测已结束，但还未开始能 量传输。系统完成能量传输前提条件的判断，等待执行能量传输指令。
ｄ） 充电：接收到启动充电指令，根据车辆控制系统下达的充电指标执行能量传输；接收到停止充 电指令，停止能量传输。
建立通信连接后，车载、地面设备的信息交互应同步，保证充电流程安全执行。

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