《GB 电动汽车快换电池箱通信协议》

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中华人民共和国国家标准

GB/TXXXXX—XXXX

电动汽车快换电池箱通信协议

Communicationprotocolsforswappablebatterypackofelectricvehicle

（征求意见稿）

20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施

GB/TXXXXX—XXXX

I

GB/TXXXXX—XXXX

电动汽车快换电池箱通信协议

1范围

本标准规定了电动汽车快换电池箱（以下简称电池箱）基于控制器局域网（CAN）的通信物理层、

数据链路层及应用层的定义、通信报文的格式和内容等。

本标准适用于电动汽车快换电池箱与其相连接的设备之间的通信。

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，仅所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/T19596-2004电动汽车术语

ISO11898-1:2003道路车辆控制器局域网络第1部分：数据链路层和物理信令（Roadvehicle–

Controlareanetwork(CAN)Part1:Datalinklayerandphysicalsignaling）

ISO11898-2:2003道路车辆控制器局域网络第2部分：高速存储单元（Roadvehicle–Control

areanetwork(CAN)Part2:High-speedmediumaccessunit）

SAEJ1939-11:2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第11部分：物理层，250K比特/秒，屏蔽

双绞线（RecommendedpracticeforserialcontrolandcommunicationvehiclenetworkPart11:

Physicallayer–250Kbits/s,twistedshieldedpair）

SAEJ1939-21:2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第21部分：数据链路层（Recommended

practiceforserialcontrolandcommunicationvehiclenetworkPart21:Datalinklayer）

SAEJ1939-71:2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第71部分：应用层—车辆（Recommended

practiceforserialcontrolandcommunicationvehiclenetworkPart71:Vehicleapplication

layer）

SAEJ1939-73:2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第73部分：应用层—诊断（Recommended

practiceforserialcontrolandcommunicationvehiclenetworkPart73:ApplicationLayer–

Diagnostics）

SAEJ1939-81:2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第81部分：应用层—网络管理

（RecommendedpracticeforserialcontrolandcommunicationvehiclenetworkPart81:Network

Management）

SAEJ1939AppendixB:2005商用车控制系统局域网CAN通信协议附录B：地址和标识分配（Address

andIdentityAssignments）

3术语和定义

GB/TXXXX《电动汽车快换电池箱架通用技术要求》、GB/T19596-2004、ISO11898、SAEJ1939

界定的术语和定义适用于本文件。

1

GB/TXXXXX—XXXX

4符号和缩略语

MAC：消息认证码（MessageAuthenticationCode）

5总则

5.1考虑与道路车辆控制系统的通信网络兼容，在本标准中电池箱通信系统采用CAN通信协议。

5.2本标准数据传输采用低位先发送的格式，正的电流值代表放电，负的电流值代表充电。

6物理层

采用本标准的物理层应符合ISO11898-1:2003、SAEJ1939-11:2006中关于物理层的规定。本标准

应使用独立于动力总成控制系统之外的CAN接口。通信速率宜采用250kbit/s。

7数据链路层

6.1帧格式

采用本标准的电池箱应使用CAN扩展帧的29位标识符，具体每个位分配的相应定义应符合SAE

J1939-21:2006的5.1中数据帧的规定。

6.2协议数据单元(PDU)

每个CAN数据帧包含一个单一的协议数据单元（PDU），见表1。协议数据单元由七部分组成，分别

是优先权、保留位、数据页、PDU格式、特定PDU、源地址和数据域。

表1协议数据单元（PDU）

D…

位R

PPPFPSSADATA

->

3118880-64

注1：P为优先权：从最高0设置到最低7。本规范告警信息优先权设为5，其他信息的缺省优先权设为6。

注2：R为保留位：备今后开发使用，本规范设为0。

注3：DP为数据页：用来选择参数组描述的辅助页，本规范设为0。

注4：PF为PDU格式：用来确定PDU的格式，以及数据域对应的参数组编号。

注5：PS为特定PDU格式：PS值取决于PDU格式。

注6：SA为源地址：发送此报文的源地址。

注7：DATA为数据域：若给定参数组数据长度≤8字节，可使用数据域全部的8个字节。若给定参数组数据长度为9～

1785字节时，数据传输需要多个CAN数据帧，通过传输协议功能的连接管理能力来建立和关闭报参数组的通信，

详见本标准6.4的规定。

6.3协议数据单元(PDU)格式

2

GB/TXXXXX—XXXX

本标准采用SAEJ1939-21:2006的5.3定义的两种PDU格式：PDU1格式（PS为目标地址）和PDU2格

式（PS为组扩展）。PDU1格式实现CAN数据帧定向到特定目标地址的传输，PDU2格式仅用于不指定特定

目标地址的传输。

6.4传输协议功能

本标准中传输9个字节或以上的数据使用传输协议功能。具体连接初始化、数据传输、连接关闭应

遵循SAEJ1939-21:2006的5.4.7和5.10中消息传输的规定。

6.5地址分配与网络管理协议

本标准的网络地址用于保证消息标示符的唯一性以及表明信息的来源。电池箱的地址按照SAE

J1939-81:2006规范可以是服务可配置地址、命令可配置地址、自配置地址的单地址和可仲裁地址模式，

应遵循SAEJ1939-81:2006规范的网络管理协议配置地址，推荐电池箱的地址配置为可仲裁地址，参见

附录A。

表2电池箱CAN首选地址分配

装置地址

电池箱128（80H）

6.6消息类型

本标准支持五种类型的消息，分别为命令、请求、广播/响应、确认和组功能。具体定义遵循SAE

J1939-21:2006的5.4中消息类型的规定。

8应用层

8.1本标准应用层采用SAEJ1939-71:2006参数和参数组定义的形式；

8.2采用PGN对参数组进行编号，各个节点根据PGN来识别数据包的内容；

8.3使用“请求PGN”来主动获取其他节点的参数组；

8.4采用周期发送和事件驱动的方式来发送数据；

8.5如果需发送多个PGN数据来实现一个功能的，需同时收到该定义的多个PGN报文才判断此功能发送

成功；

8.6定义新的参数组时，尽量将相同功能的参数、相同或相近刷新频率的参数和属于同一个子系统内的

参数放在同一个参数组中；同时，新的参数组既要充分利用8个字节的数据宽度，尽量将相关的参数放

在同一个组内，又要考虑扩展性，预留一部分字节或位，以便将来进行修改；

8.7修改本标准已定义的参数组时，不应对已定义的字节或位的定义进行修改；新增加的参数要与参数

组中原有的参数相关，不应为节省PGN的数量而将不相关的参数加入到已定义的PGN中；

8.8故障诊断的定义遵循SAEJ1939-73:2006的5.1中CAN总线诊断系统的要求，附录D给出了故障诊

断报文定义规范；

8.9无效信息单元的单字节参数设置应为0xFF，双字节参数设置应为0xFFFF，四字节参数设置应为

0xFFFFFFFF；

8.10对于多字节的信息单元,无效或者预留的字节以0xFF填充，无效或者预留的位均置为1。

9通信总体流程

3

GB/TXXXXX—XXXX

电池箱通信工作过程包括两个阶段：地址配置阶段、正常工作阶段。其总体流程见图1。

图1通信总体流程图

10报文分类

按报文属性和功能，电池箱通信报文分为基本信息报文、认证报文（可选，见附录C）、运行数据

报文和维护报文等四种类型报文。

10.1基本信息报文

基本信息是电池箱的属性信息。基本信息报文分类见表3。

表3基本信息报文分类

数据

PGN优先报文周期源目标

序号报文描述PGN长度

(Hex)权ms地址地址

Byte

1基本信息16348900F801H6371000电池箱

2基本信息26349000F802H681000电池箱

3报警参数阈值6349100F803H6421000电池箱

4充电需求参数6349200F804H6221000电池箱

注1：报文周期宜采用本表的规定。

4

GB/TXXXXX—XXXX

10.2运行数据报文

运行数据报文用于提供电池箱的实时监测数据和状态。运行数据报文分类见表4。

表4运行数据报文分类

数据

PGN优先报文周期源目标

序号报文描述PGN长度

(Hex)权ms地址地址

Byte

1基本状态6350400F810H68250电池箱

2报警状态6350500F811H58250电池箱

3电压电流SOC数据6350600F812H68250电池箱

4单体电压数据6352000F820H6变长1000电池箱

5温度检测点数据6352100F821H6变长1000电池箱

6单体电压极值统计6352200F822H68250电池箱

7温度检测点极值统计6352300F823H68250电池箱

8输出电能量数据6352400F824H681000电池箱

9输入电能量数据6352500F825H681000电池箱

10输出容量数据6352600F826H681000电池箱

11输入容量数据6352700F827H681000电池箱

12充电需求数据6353600F830H68250电池箱

13充电启停状态6353700F831H6250电池箱

14控制动作28160006E00H581000外部设备电池箱

15充放电电流数据28416006F00H681000外部设备电池箱

16充电中止控制28672007000H68250外部设备电池箱

注1：报文周期宜采用本表的规定。

10.3维护报文

维护报文用于在电池箱生产或运行过程中对其进行必要的维护性工作，包括设置电池箱基本信息、

设置报警阈值参数、固件升级等，对于设置基本信息1、设置报警参数信息、标定电池容量报文，电池

箱应以“确认”消息类型回应。维护报文分类见表5。

表5维护报文分类

数据

PGN优先报文周期源目标

序号报文描述PGN长度

(Hex)权ms地址地址

Byte

1设置基本信息130720007800H68﹣外部设备电池箱

2设置报警阈值参数31232007A00H642﹣外部设备电池箱

3标定电池容量31744007C00H68﹣外部设备电池箱

4请求升级固件32256007E00H68﹣外部设备电池箱

5确认升级固件32512007F00H68﹣外部设备电池箱

6升级固件32768008000H68250外部设备电池箱

注1：报文周期宜采用本表的规定。

5

GB/TXXXXX—XXXX

11报文格式和内容

11.1基本信息报文

11.1.1基本信息1PGN63489

该报文默认不主动上报，只有收到请求该PGN时，才回应上报。基本信息1报文格式见表6。

表6基本信息1报文格式

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

112字节10001电池箱资产编号（压缩BCD码）

额定容量

132字节10002

分辨率：0.1Ah/位，偏移量：0Ah，数值范围：0~1000Ah

额定电压

152字节10003

分辨率：0.1V/位，偏移量：0V，数值范围：0~750V

电池类型

<0x01>:铅酸电池；<0x02>:镍氢电池；<0x03>:磷酸铁锂电池；<0x04>:锰酸锂电池；

171字节10004

<0x05>:钴酸锂电池；<0x06>:三元材料电池；<0x07>:聚合物锂电池；<0x08>:钛酸锂

电池；<0xFF>:其他电池

电池单体串联数

181字节10005

分辨率：1/位，偏移量：0，数值范围：1~250

电池单体并联数

191字节10006

分辨率：1/位，偏移量：0，数值范围：1~250

温度检测点数

201字节10007

分辨率：1/位，偏移量：0，数值范围：1~250

产权标识

211字节10008

<0>:=租赁，<1>:=私有

电池成组厂商

224字节10009

标准ASCII码

电池电芯生产厂商

264字节10010

标准ASCII码

301字节电池成组生产日期：：年，分辨率：1年/位，偏移量：1985，数值范围：1985~2235

311字节10011电池成组生产日期：月，分辨率：1月/位，偏移量：0，数值范围：1~12

321字节电池成组生产日期：日，分辨率：1日/位，偏移量：0，数值范围：1~31

331字节电池电芯生产日期：年，分辨率：1年/位，偏移量：1985，数据范围：1985~2235

341字节10012电池芯生成日期：月，分辨率：1月/位，偏移量：0，数值范围：1~12

341字节电池芯生成日期：日，分辨率：1日/位，偏移量：0，数值范围：1~31

361字节10013电池箱电子控制单元硬件版本

374字节10014MAC

6

GB/TXXXXX—XXXX

11.1.2基本信息2PGN63490

该报文默认不主动上报，只有收到请求该PGN时，才回应上报。基本信息2报文格式见表7。

表7基本信息2报文格式

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

11字节10037密钥版本

21字节10039电池箱电子控制单元软件版本

36字节保留

11.1.3报警阈值参数PGN63491

该报文默认不主动上报，只有收到请求该PGN时，才回应上报。报警阈值参数报文格式见表8。

表8报警阈值参数报文格式

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

单体电压低电压值

12字节10064

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

单体电压高电压值

32字节10065

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

单体电压偏差大电压值

52字节10066

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

单体电压极低电压值

72字节10067

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

单体电压极高电压值

92字节10068

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

单体电压偏差极大电压值

112字节10069

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

放电温度低值

131字节10070

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

放电温度高值

141字节10071

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

放电温度偏差大值

151字节10072

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

放电温度极低值

161字节10073

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

放电温度极高值

171字节10074

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

7

GB/TXXXXX—XXXX

表8（续）

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

放电温度偏差极大值

181字节10075

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

充电温度低值

191字节10076

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

充电温度高值

201字节10077

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

充电温度偏差大值

211字节10078

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

充电温度极低值

221字节10079

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

充电温度极高值

231字节10080

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

充电温度偏差极大值

241字节10081

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

SOC低阈值

252字节10082

分辨率：0.1%/位，偏移量：0%，数值范围：0~100%

SOC极低阈值

272字节10083

分辨率：0.1%/位，偏移量：0%，数值范围：0~100%

放电电流大值

292字节10084

分辨率：0.05A/位，偏移量：-1600A，数值范围：-1600~1612.75A

放电电流极大值

312字节10085

分辨率：0.05A/位，偏移量：-1600A，数值范围：-1600~1612.75A

充电电流大值

332字节10086

分辨率：0.05A/位，偏移量：-1600A，数值范围：-1600~1612.75A

充电电流极大值

352字节10087

分辨率：0.05A/位，偏移量：-1600A，数值范围：-1600~1612.75A

绝缘低值

372字节10088

分辨率：0.01MΩ/位，偏移量：0MΩ，数值范围：0~642.55MΩ

绝缘极低值

392字节10090

分辨率：0.01MΩ/位，偏移量：0MΩ，数值范围：0~642.55MΩ

总正负极柱温度高值

411字节10091

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

总正负极柱温度极高值

421字节10092

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

11.1.4充电需求参数

该报文默认不主动上报，只有收到请求该PGN时，才回应上报。充电需求参数报文格式见表9。

表9充电需求参数

8

GB/TXXXXX—XXXX

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

第1阶段充电温度下限值

11字节10128

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

第1阶段充电温度上限值

21字节10129

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

第2阶段充电温度上限值

31字节10130

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

第3阶段充电温度上限值

41字节10131

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

第1阶段充电单体电压下限值

52字节10132

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

第1阶段充电单体电压上限值

72字节10133

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

第2阶段充电单体电压上限值

92字节10134

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

第3阶段充电单体电压上限值

112字节10135

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

第1阶段充电电流值

132字节10136

分辨率：0.05A/位，偏移量：-1600A，数值范围：-1600~1612.75A

第2阶段充电电流值

152字节10137

分辨率：0.05A/位，偏移量：-1600A，数值范围：-1600~1612.75A

第3阶段充电电流值

172字节10138

分辨率：0.05A/位，偏移量：-1600A，数值范围：-1600~1612.75A

最高允许输出总电压值

192字节10139

分辨率：0.1V/位，偏移量：0V，数值范围：0~750V

充电停止最小电流值

212字节10140

分辨率：0.05A/位，偏移量：-1600A，数值范围：-1600~1612.75A

9

GB/TXXXXX—XXXX

11.2运行数据报文

11.2.1基本状态PGN63504

基本状态报文格式见表10。

表10基本状态报文格式

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

11字节报警级别，详细说明见10.2.2“报警状态”

10257<0x00>:=正常，<0x01>:=1级报警，<0x03>:=3级报警，<0x05>:=5级报警

其余为保留

26字节保留

8.12位热均衡风扇动作状态

10280

<00>:=关闭，<01>:=开启，<10>、<11>:=不可用

8.32位加热装置状态

10281

<00>:=关闭，<01>:=开启，<10>、<11>:=不可用

8.52位均衡状态

<00>:=关闭，<01>:=开启，<10>、<11>:=不可用

8.7位保留

11.2.2报警状态PGN63505

报警状态共分为3级报警，报警严重程度：5级报警>3级报警>1级报警，字节1，2内容为1级

报警信息；字节4为3级报警，字节6、7、8为5级报警信息。报警报文格式见表11。

表11报警状态报文格式

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

单体电压越限

1.12位10288

<00>:=正常，<01>:=越下限；<10>:=越上限；<11>:=不可用

电压偏差越限

1.32位10289

<00>:=正常，<01>:=保留；<10>:=越上限；<11>:=不可用

温度越限

1.52位10290

<00>:=正常，<01>:=越下限；<10>:=越上限；<11>:=不可用

温度偏差越限

1.72位10291

<00>:=正常，<01>:=保留；<10>:=越上限；<11>:=不可用

SOC低

2.12位10292

<00>:=正常，<01>:=低；<10>:=不可用；<11>:=不可用

放电电流越限

2.32位10293

<00>:=正常，<01>:=保留；<10>:=越上限；<11>:=不可用

充电电流越限

2.52位10294

<00>:=正常，<01>:=越下限；<10>:=越上限；<11>:=不可用

10

GB/TXXXXX—XXXX

表10（续）

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

总正负极柱温度越限

2.72位10295

<00>:=正常，<01>:=保留；<10>:=越上限；<11>:=不可用

31字节保留

高压绝缘低

4.12位10312

<00>:=正常，<01>:=极低；<10>:=不可用；<11>:=不可用

51字节保留

单体电压越极限

6.12位10320

<00>:=正常，<01>:=越极下限；<10>:=越极上限；<11>:=不可用

电压偏差越极限

6.32位10321

<00>:=正常，<01>:=保留；<10>:=越极上限；<11>:=不可用

温度越极限

6.52位10322

<00>:=正常，<01>:=越极下限；<10>:=越极上限；<11>:=不可用

温度偏差越极限

6.72位10323

<00>:=正常，<01>:=保留；<10>:=越极上限；<11>:=不可用

SOC极低

7.12位10324

<00>:=正常，<01>:=极低；<10>:=保留；<11>:=不可用

放电电流越极限

7.32位10325

<00>:=正常，<01>:=保留；<10>:=越极上限；<11>:=不可用

充电电流越极限

7.52位10326

<00>:=正常，<01>:=保留；<10>:=越极上限；<11>:=不可用

总正负极柱温度越极限

7.72位10327

<00>:=正常，<01>:=保留；<10>:=越极上限；<11>:=不可用

高压绝缘极低

8.12位10328

<00>:=正常，<01>:=极低；<10>:=保留；<11>:=不可用

硬件故障

8.32位10329

<00>:=正常，<01>:=故障；<10>:=保留；<11>:=不可用

8.54位保留

11.2.3电压电流SOC数据PGN63506

电压电流SOC数据报文格式见表12。

表12电压电流SOC数据报文格式

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

电压测量值

12字节10352

分辨率：0.1V/位，偏移量：0V，数值范围：0~750V

电流测量值

32字节10353

分辨率：0.05A/位，偏移量：-1600A，数值范围：-1600~1612.75A

11

GB/TXXXXX—XXXX

表12（续）

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

当前SOC

52字节10354

分辨率：0.1%/位，偏移量：0，数值范围：0~100

当前SOH

71字节10355

分辨率：1%/位，偏移量：0，数值范围：0~100

81字节保留

11.2.4单体电压数据PGN63520

本报文的数据字节长度根据单体数量来确定。该报文默认不主动上报，只有收到请求该PGN时，

才回应上报。单体电压数据报文格式见表13。

表13单体电压数据报文格式

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

#1单体蓄电池或蓄电池模块电压值

12字节10384

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

#2单体蓄电池或蓄电池模块电压值

32字节10385

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

#3单体蓄电池或蓄电池模块电压值

52字节10286

分辨率：0.01V/位，偏移量：0V，数值范围：0~24V

…………

11.2.5温度检测点数据PGN63521

本报文的数据字节长度根据温度检测点来确定。该报文默认不主动上报，只有收到请求该PGN时，

才回应上报。采样点温度数据报文格式见表14。

表14温度检测点数据报文格式

起始位

数据长度SPNSPN定义

或字节

#1温度检测点数据

11字节10448

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~200℃

#2温度检测点数据

21字节10449

分辨率：1℃/位，偏移量：-50℃，数值范围：-50~2