TCSAE 296-2023《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》

ICS号

中国标准文献分类号

团体标准

T/CSAEXX-2021

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

Communicationprotocolconformancerequirementsand

testingofClassBequipmentforelectricvehicle

wirelesspowertransfer

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国汽车工程学会发布

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

1范围

本文件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。

本文件适用于一个CSU控制一个功率发送控制器（PTC）、一个PTC为一个原边线圈（PrC）供

电的无线充电场景下的CSU与IVU的通信协议设计参考，以及对声明符合本文件的产品进行协议一

致性测试。

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/T17178.1-1997信息技术开放系统互连一致性测试方法和框架第1部分:基本概念

GB/T38775.1-2020电动汽车无线充电系统第1部分：通用要求

GB/T38775.2-2020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

GB/T38775.3-2020电动汽车无线充电系统第3部分：特殊要求

GB/T38775.6-2021电动汽车无线充电系统第6部分：互操作性测试及要求地面端

GB/T38775.7-2021电动汽车无线充电系统第7部分：互操作性测试及要求车辆端

NB/T10905-2021电动汽车充电设施故障分类及代码

IEEEStd802.11IEEE信息技术标准系统间的通信及信息交互局域网具体要求：

第11部分：无线局域网媒体访问控制（MAC）和物理层（PHY）规范[IEEEStandardforInformation

Technology--TelecommunicationsandInformationExchangebetweenSystems-LocalandMetropolitan

AreaNetworks--SpecificRequirements-Part11:WirelessLANMediumAccessControl(MAC)and

PhysicalLayer(PHY)Specifications]

3术语和定义

GB/T38775.1-2020、GB/T38775.2-2020、GB/T38775.3-2020、GB/T38775.6-2021、GB/T

38775.7-2021界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

抽象测试例abstracttestcase

在某种特定抽象测试法的抽象级别上定义的,对为获得特殊测试目的所需行动的一种完整和独

立的规范。它起始和终止于稳定的测试状态。

[来源：GB/T17178.1-1997，3.3.3]

3.2

1

抽象测试套abstracttestsuite;ATS

由抽象测试例组成的测试套。

[来源：GB/T17178.1-1997，3.3.6]

3.3

被测实现implementationundertest;IUT

具有提供者关系的一个协议的一种实现。

[来源：GB/T17178.1-1997,3.3.43，有修改]

3.4

一致性测试conformancetesting

测试IUT是一致性实现所达到的程度。

[来源：GB/T17178.1-1997，3.3.23]

3.5

可执行测试例executabletestcase

抽象测试例的实现。

[来源：GB/T17178.1-1997，3.3.31]

3.6

可执行测试套executabletestsuite;ETS

由可执行测试例组成的测试套。

[来源：GB/T17178.1-1997，3.3.33]

3.7

测试例testcase

抽象或可执行的测试用例。

[来源：GB/T17178.1-1997,3.3.107，有修改]

3.8

测试实验室testlaboratory

执行一致性测试的机构。

[来源：GB/T34658-2017，3.14]

3.9

B类设备classBequipment

能够满足无线充电系统性能和系统安全性要求的无线充电设备，其中地面设备可不满足与GB/T

38775.6-2021中附录A的地面参考设备的互操作性，车载设备可不满足与GB/T38775.7-2021中附录A

的车载参考设备的互操作性。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

CAC：初始对位检测请求响应报文(CSUalignmentcheckresponse)

CCC：兼容性检测预检请求响应报文(CSUcompatibilitycheckresponse)

CCS：充电状态信息报文(CSUchargingstatus)

CEM：地面端错误报文(CSUerrormessage)

CFC：地面端设备锁频成功确认报文(CSUfrequencylockconfirmation)

CFL：频率检测及锁定请求响应报文(CSUfrequencylockresponse)

CFM：结果失败报文(Chargingfailuremessage)

CFR：初始异物检测请求响应报文(CSUFODresponse)

2

CHM：地面端握手报文(CSUhandshakemessage)

CLD：初始活体保护请求响应报文(CSULODresponse)

CSC：开始充电请求响应报文(CSUstartchargingresponse)

CSD：地面端充电统计数据报文(CSUstatisticaldata)

CST：CSU中止充电报文(CSUstopchargingresponse)

CSU：地面通信控制单元(CommunicationServiceUnit)

GA：地面设备(GroundAssembly)

IAC：初始对位检测请求报文(IVUalignmentcheckrequest)

ICC：兼容性检测预检请求报文(IVUcompatibilitycheckrequest)

ICR：充电需求报文(IVUchargingrequirement)

IEM：车辆端错误报文(IVUerrormessage)

IFC：车辆端设备锁频成功确认报文(IVUfrequencylockconfirmation)

IFL：频率检测及锁定请求报文(IVUfrequencylockrequest)

IFR：初始异物检测请求报文(IVUFODrequest)

IHM：车辆端握手报文(IVUhandshakemessage)

ILD：初始活体保护请求报文(IVULODrequest)

ISC：开始充电请求报文(IVUstartchargingrequest)

ISD：车辆端充电统计数据报文(IVUstatisticaldata)

IST：IVU中止充电报文(IVUstopchargingrequest)

IUT：被测实现(implementationundertest)

IVU：车载通信控制单元(In-VehicleUnit)

LF：低频信号(LowFrequency)

LPE：低功率激励(LowPowerExcitation)

PFC：功率因数校正(PowerFactorCorrection)

PPC：功率接受控制器(PowerPickupController)

PrC：原边线圈（PrimaryCoil）

PTC：功率发送控制器(PowerTransmitController)

PuC：副边线圈（PickUpCoil）

VA：车载设备(VehicleAssembly)

WPT：无线电能传输(WirelessPowerTransfer)

5通信要求

5.1物理层

采用本文件的物理层应符合GB/T38775.2-2020中5.3的规定，即CSU与IVU之间通信的物理层应

符合IEEEStd802.11的规定。

注1：IEEEStd802.11是通过HTAPs或者HTSTAs实施的。

注2：HTSTA的功能在IEEEStd802.11的4.2节给出了详细规定，HTAP是与HTSTA具有相同功能

的访问节点。

5.2数据链路层

采用本文件的数据链路层应符合IEEEStd802.11的规定。

3

5.3应用层

5.3.1概述

5.3.1.1应用层采用参数和参数组定义的形式。

5.3.1.2采用命令码来识别报文的内容。

5.3.1.3采用周期发送和事件驱动的方式来发送数据。

5.3.1.4数据传输采用低字节先发送的格式。

5.3.1.5报文的基本格式见表1，其中消息包参数属性应遵守GB/T38775.2-2020中7.2的表2要求。

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0DH作为帧尾。为避免传输的数

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、0DH的字符时，

原字节变为两个字节进行传送，转义规则如下：

7EH→7FH+01H

0DH→7FH+02H

7FH→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1

高4bit是主版本，低4bit是子版本。本文件规

6协议版本1字节

定当前版本为V1.0，表示为10H

7消息包总长度2字节消息包的字节长度

具体见下文。其中属性M指示该参数必选，C

8消息包n字节

指示该参数可选。

CRC16，覆盖范围包括除帧头帧尾CRC域以

9CRC校验位2字节

外的所有内容

10帧尾1字节(0DH)

5.3.1.6本部分中传输的数据类型定义见表2。

表2数据类型

数据类型描述

BYTE单字节无符号整型（8位）

WORD双字节无符号整型（16位）

DWORD四字节无符号整型（32位）

ASCII字符码，编码标识见GB/T1988中10所述，字符串常数末尾加null中

STRING

止符。

5.3.1.7对于同一帧报文中部分内容为可选项的，可选项所有位按照本文件规定格式发送或填充1。

本文件未规定的位或预留位填充1。

4

5.3.1.8本文件中算法所用的生成多项式为：16125，余式表见附录。

中国汽车工程学会2341CRC中国汽车工程学会2341CRC-CCITT=X+X+X+1中国汽车工程学会2341F

出现需转义情况时，在转义前先计算CRC，然后再进行转义处理。

5.3.1.9报文的长度、内容及格式需按照5.3.3-5.3.7中规定发送。

5.3.2无线充电通信过程

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，

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

IVU或CSU发送5.3.7中规定的故障报文，并采用相应的故障处理方式进行处理（见附录E）。

图1规定了无线充电通信过程。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。

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

图1无线充电通信过程

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

5

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

5.3.3充电连接阶段

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

5.3.3.1充电连接阶段报文分类

充电连接阶段宜至少包括注册鉴权和充电握手通信环节。IVU被唤醒后，与CSU进行WIFI连接，

建立通信。此时地面端设备被激活，等待充电，IVU和CSU执行注册鉴权和充电握手过程。充电连

接阶段报文应符合表3的要求。

表3充电连接阶段报文分类

中国汽车工程学会2341报文中国汽车工程学会2341命令码消息包总长度报文周期中国汽车工程学会2341

报文描述源地址-目的地址

代号（Hex）bytems

IHM车辆端握手0x104100IVU-CSU

CHM地面端握手0x115100CSU-IVU

注：命令码字段0x12-0x1F为预留字段，可由设备制造商自行定义。

5.3.3.2注册鉴权

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

注册鉴权为可选通信环节，具体的交互过程及报文内容未给出，将在本文件后续修订中完善。

5.3.3.3充电握手

充电握手为必选通信环节。

在这个通信环节中，IVU和CSU交互当前车辆端和地面端设备的状态。充电握手通信环节的交互

过程见图2，其中涉及的报文包括“车辆端握手”报文、“地面端握手”报文。报文格式、参数定

义应符合表4、表5的要求。

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

6

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341图2中国汽车工程学会2341充电握手的交互过程中国汽车工程学会2341

表4车辆端握手报文消息包参数格式

起始字信号

定义数据类型说明属性

节或位长度

13字节消息发射端名称STRINGIVUM

0x1：正常

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

4.12位VA状态0x2：异常M

其他预留

0x1：正常

4.32位IVU状态BYTE0x2：功能故障C

其他预留

0x1：正常

中国汽车工程学会23414.52位PPC状态中国汽车工程学会23410x2：功能故障中国汽车工程学会2341C

其他预留

表5地面端握手报文消息包参数格式

起始字信号

定义数据类型说明属性

节或位长度

中国汽车工程学会234113字节消息发射端名称中国汽车工程学会2341STRINGCSU中国汽车工程学会2341M

0x1：正常

4.12位GA状态0x2：异常M

其他预留

0x1：正常

4.32位FOD状态0x2：检测到异物M

0x3：功能故障

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341BYTE0x1：正常中国汽车工程学会2341

4.52位CSU状态0x2：功能故障C

其他预留

0x1：正常

4.72位PTC状态0x2：功能故障C

其他预留

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会23410x1：正常中国汽车工程学会2341

0x2：检测到活体

5.12位BYTEC

LOD状态0x3：功能故障

其他预留

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

7

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

5.3.4充电启动阶段

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

5.3.4.1充电启动阶段报文分类

在接收到充电指令后，IVU和CSU进入充电启动阶段。在此阶段，无线充电系统应完成兼容性

检测预检、初始异物检测、初始对位检测、初始活体保护和频率检测及锁定。充电启动阶段报文应

符合表6的要求。

表6充电启动阶段报文分类

中国汽车工程学会2341报文中国汽车工程学会2341命令码消息包总长度报文周期中国汽车工程学会2341

报文描述源地址-目的地址

代号（Hex）bytems

ICC兼容性检测预检请求0x2011100IVU-CSU

CCC兼容性检测预检请求响应0x2110100CSU-IVU

IFR初始异物检测请求0x223100IVU-CSU

CFR初始异物检测请求响应0x234100CSU-IVU

中国汽车工程学会2341LAC初始对位检测请求中国汽车工程学会23410x24——100中国汽车工程学会2341IVU-CSU

CAC初始对位检测请求响应0x25——100CSU-IVU

ILD初始活体保护请求0x263100IVU-CSU

CLD初始活体保护请求响应0x274100CSU-IVU

IFL频率检测及锁定请求0x285100IVU-CSU

CFL频率检测及锁定请求响应0x2910100CSU-IVU

中国汽车工程学会2341IFC车辆端设备锁频成功确认中国汽车工程学会23410x2A6100中国汽车工程学会2341IVU-CSU

CFC地面端设备锁频成功确认0x2B5100CSU-IVU

注：命令码字段0x2C-0x3F为预留字段，可由设备制造商自行定义。

5.3.4.2兼容性检测预检

兼容性检测预检为必选通信环节。

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

在这个通信环节中，IVU和CSU交互设备基本参数以及必要的功能参数，并进行兼容性判断。

兼容性检测预检通信环节的交互过程见图3，其中涉及的报文包括“兼容性检测预检请求”报文、“兼

容性检测预检请求响应”报文。报文格式、参数定义应符合表7、表8的要求。

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

8

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

图3兼容性检测预检的交互过程

表7兼容性检测预检请求报文消息包参数格式

起始字信号

定义数据类型说明属性

节或位长度

中国汽车工程学会234113字节消息发射端名称中国汽车工程学会2341STRINGIVU中国汽车工程学会2341M

0x1：WPT1

0x2：WPT2

4.14位车载端设备功率等级0x3：WPT3M

0x4：WPT4

其他：预留

BYTE

0x1：LCC

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会23410x2：串联中国汽车工程学会2341

车载端设备谐振补偿电路拓

4.54位0x3：并联M

扑

0x4：串并联

其他：预留

0x1：圆形

5.14位车载端设备线圈类型0x2：双DM

BYTE

其他：预留

中国汽车工程学会23415.54位车载端设备离地间隙等级中国汽车工程学会23410x1：Z1中国汽车工程学会2341M

9

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

起始字信号

中国汽车工程学会2341定义中国汽车工程学会2341数据类型说明中国汽车工程学会2341属性

节或位长度

0x2：Z2

0x3：Z3

其他预留

0x0：不具备该功能

6.14位车载端设备异物检测方法0x1：具备该功能M

其他预留

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341BYTE中国汽车工程学会2341

0x0：不具备该功能

6.54位车载端设备活体保护方法0x1：具备该功能M

其他预留

0x0：不具备该功能

0x1：LPE

0x2：LF

71字节车载端设备对位检测方法BYTE0x3：PassiveBeaconM

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

0x4：ActiveBeacon

0x5：mmwRadar

其他预留

82字节车载端设备输出电压最大值WORD数据分辨率：0.1V/位，0V偏移量M

102字节车载端设备输出电流最大值WORD数据分辨率：0.1A/位，0A偏移量M

中国汽车工程学会2341表8兼容性检测中国汽车工程学会2341预检请求响应报文消息包参数格式中国汽车工程学会2341

起始字信号

定义数据类型说明属性

节或位长度

13字节消息发射端名称STRINGCSUM

0x1：WPT1

0x2：WPT2

4.14位地面端设备功率等级0x3：WPT3M

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

0x4：WPT4

其他：预留

BYTE

0x1：LCC

0x2：串联

地面端设备谐振补偿电路拓

4.54位0x3：并联M

扑

0x4：串并联

其他：预留

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会23410x1：圆形中国汽车工程学会2341

5.14位地面端设备线圈类型0x2：双DM

其他：预留

BYTE0x1：Z1

0x2：Z2

5.54位地面端设备离地间隙等级M

0x3：Z3

其他预留

中国汽车工程学会23416.14位地面端设备异物检测方法中国汽车工程学会2341BYTE0x0：不具备该功能中国汽车工程学会2341M

10

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

起始字信号

中国汽车工程学会2341定义中国汽车工程学会2341数据类型说明中国汽车工程学会2341属性

节或位长度

0x1：具备该功能

其他预留

0x0：不具备该功能

6.54位地面端设备活体保护方法0x1：具备该功能M

其他预留

0x0：不具备该功能

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

0x1：LPE

0x2：LF

71字节地面端设备对位检测方法BYTE0x3：PassiveBeaconM

0x4：ActiveBeacon

0x5：mmwRadar

其他预留

82字节地面端设备线圈最大电流值WORD数据分别率：0.1A/位，0A偏移量M

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

0x1：兼容

101字节响应结果标识BYTE0x2：不兼容M

其他预留

5.3.4.3初始异物检测

初始异物检测为必选通信环节。

中国汽车工程学会2341在这个通信环节中，IVU和CSU交互异中国汽车工程学会2341物检测结果，并进行判断。初始异物检测通中国汽车工程学会2341信环节的交互

过程见图4，其中涉及的报文包括“初始异物检测请求”报文、“初始异物检测请求响应”报文。

报文格式、参数定义应符合表9、表10的要求。

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

11

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

图4初始异物检测的交互过程

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

表9初始异物检测请求报文消息包参数格式

起始字信号

定义数据类型说明属性

节或位长度

13字节消息发射端名称STRINGIVUM

表10初始异物检测请求响应报文消息包参数格式

中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341中国汽车工程学会2341

起始字信号

定义数据类型