电动力拖拉机电动力输出接口 通讯与控制规范 征求意见稿

IT/CAMSXXX—202X 2规范性引用文件 3术语和定义 4电气参数 24.1工作电压 2 辅助电源 24.2 24.3绝缘与耐压 24.4接触电阻 34.5温升限值 35机械结构 35.1接口型式 35.2锁止与解锁 35.3接触件结构 35.4机械强度 36通信协议 36.1物理层 36.2数据链路层 46.3应用层协议（CAN-PTO） 46.3.1基本帧类型 46.3.2农具识别流程 46.3.3故障管理 46.4网络管理 46.5热安全 47环境适应性 47.1气候条件 错误！未定义书签。7.2机械环境 47.3防护与密封 57.4高海拔 58电磁兼容性(EMC) 58.1通用要求 5 发射限值 58.2 5T/CAMSXXX—202X1电动力拖拉机电动力输出接口通讯与控制规范本文件规定了电动力拖拉机及其电载具之间电动力输出接口的术语和定义、电气参数、机械结构、通信协议、控制协议、安全、环境适应性、电磁兼容性要求和试验方法。本文件适用于电动力拖拉机的直流动力输出、通信与控制的接口设计和制造，电动收割机、自走式电动机械等农业机械参照使用。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/T2423.2—2023电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.10—2025环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）GB/T5095.2—2024电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第2部分：一般检查、电连续性、接触电阻、绝缘电阻和抗电强度GB/T5226.1—2019机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T11021—2025电工电子产品绝缘系统的热分级和评价GB/T11918.1—20126工业用插头、插座和耦合器第1部分：通用要求GB/T16935.1—2025低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理、要求和试验GB/T18487.1—2023电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求GB/T18655—2024道路车辆无线电骚扰特性车辆、船只和装置的限值和测量方法GB/T20234.1—2023电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求GB/T20234.3—2023电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口GB/T33014.2—2024道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法带状线法NB/T42077—2024电动汽车充电系统通信协议一致性测试规范IEC61000（所有部分）Electromagneticcompatibility(EMC)ISO11783（所有部分）Tractorsandmachineryforagricultureandforestry—SerialcontrolandcommunicationsdatanetworkISO11898-1:2024Roadvehicles—Controllerareanetwork(CAN)—Part1:DatalinklayerandphysicalcodingsublayerISO14990-1:2016Earth-movingmachinery—Electricalsafetyofmachinesutilizingelectricdrivesandrelatedcomponentsandsystems—Part1:Generalrequirements）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1电动力输出接口electricpowertake-offinterfaceE-PTO安装于电动力拖拉机或自走式电动机械上，用于向电驱动农具或可拆卸作业部件提供直流电能、控制信号及通信数据的机电耦合装置。T/CAMSXXX—202X2注：E-PTO由插头（车辆侧）、插座（农具侧）、锁止机构、密封件及屏蔽壳3.2持续工作电流continuousoperatingcurrent在40℃环境温度、自然对流冷却条件下，E-PTO可连续承载而不超过允许温升限值的最大直流电流。3.3动力母线powerbusE-PTO内部承载额定动力电流的导电路径，包括正负极母线、屏蔽层、温度采样及熔断保护单元。3.4CAN-PTO总线CAN-PTObus专用于E-PTO实时交换电压、电流、温度、故障码、功率请求/授权信息的控制器局域网络。3.5故障码diagnostictroublecodeCAN-PTO总线上传送的用于描述电气、通信、温度、机械异常等故障类型的32位标识符，包含故障源地址、故障模式、故障计数及快照数据。3.6反向馈电reversepowerfeeding当农具具备再生制动或能量回收功能时，通过E-PTO向拖拉机直流母线回馈电能。3.7心跳帧（Heartbeat）由拖拉机或农具按100ms周期广播的参数组编号（PGN0x1F00000）帧，用于实时上传电压、电流、温度及锁止状态，表明节点在线。3.8功率请求帧（Request）拖拉机通过PGN0x1F00100发送的帧，包含请求功率百分比、斜坡时间和当前故障码，用于向农具请求输出功率。3.9功率授权帧（Grant）农具通过PGN0x1F00200发送的帧，包含授权功率百分比、斜坡时间及自身故障码，用于确认或调整拖拉机功率请求。3.10故障帧（Error）任一节点通过PGN0x1F00300双向发送的帧，内含诊断故障码（DTC）、快照数据及0–3级故障等级，用于实时报告故障信息。4电气参数4.1工作电压E-PTO的额定工作电压宜符合GB/T20234.1—2023中5.2规定的优选值：48V、72V、96V、150V、300V、400V、600V或800V。4.2辅助电源E-PTO插座侧应向插头侧提供12V或24V的辅助电源，允许偏差为±5%；额定电流应不小于1A；纹波系数应不大于1%。4.3绝缘与耐压绝缘与耐压要求如下：T/CAMSXXX—202X3a)在18℃~28℃、相对湿度45%RH～75%RH、86kPa～106kPa的常态试验环境下，用500VDC兆欧表测量动力母线任一极对壳体（含屏蔽层）及两极之间的绝缘电阻，应不小于100MΩ;b)E-PTO耐电压：E-PTO的耐电压试验应在50Hz正弦波、电压为两倍额定工作电压加1000V的条件下进行，泄漏电流应不大于2mA，且无击穿或飞弧；；c)E-PTO绝缘监测：E-PTO的绝缘监测回路在线检测电压应不大60V；报警阈值应不大于500Ω/V；响应时间应不大于30s。4.4接触电阻使用四线法微欧计（分辨率0.01mΩ),100A恒流下初测电阻应不大于0.5mΩ；E-PTO经5000次热插拔（试验电流100A）后电阻应不大于1mΩ。信号触点：1A下测试电阻应不大于5mΩ。每点测3次，取算术平均值，试验后信号触点温升不大4.5温升限值在环境温度为40℃的情况下，E-PTO以工作电流持续运行2h，使用0.1℃分辨率数据采集仪，热电偶贴于可触及金属表面，动力触点的温升应不大于50K。5机械结构5.1接口型式E-PTO采用“插座固定-插头浮动”结构，九芯动力和七芯信号混合布局，动力触点位于中心对称轴，信号触点呈弧形排列，防误插键槽角度为30°。5.2锁止与解锁用数字示波器(≥10kSa/s）监测E-PTO电子锁止线圈断电至锁销释放时间应不大于200ms，测力计（精度为±0.5N）沿拉环轴线以（50±5）mm/min的速度匀速拉动5次后取最大力，操作力应不大于50N。5.3接触件结构动力触点采用冠簧和表带复合结构，信号触点采用扭簧结构。镀金厚度应不小于0.76μm，使用金相显微镜在3个随机点测量镀金厚度。5.4机械强度E-PTO机械强度的要求如下：a)拉伸强度：拉伸强度按照GB/T11918.1-2025第23章的要求，万能试验机沿轴向施加1200N的力，持续1min，E-PTO应无裂纹和无位移。b)弯曲度：弯曲度试验按照GB/T20234.1-2023中5.3及6.3的要求，将E-PTO插头电缆组件固定于弯曲试验机，使电缆在铅垂面内以插头根部为基准做±90°往复弯曲，弯曲速率10次/min，循环500次后，动力触点接触电阻变化率应不大于10%。c)耐冲击：E-PTO（插头端）处于锁止状态，将其六面、四棱、一角各1次从离地1m高处自由跌落至厚度≥100mm的混凝土地面，跌落后E-PTO应无裂纹、锁止可靠，接触电阻变化率≤10%。6通信协议6.1物理层E-PTO物理层应满足ISO11898-1:2024高速控制器局域网（CAN）2.0B，波特率250kbit/s，总线电平为高速差分的要求。拖拉机侧与农具侧应各置120Ω终端电阻。T/CAMSXXX—202X4CAN-PTO总线节点数应不大于8，总线干线长度应不大于40m，单根支线长度应不大于1m。6.2数据链路层数据链路层应采用ISO11898-1:20248.3.2规定的29位扩展帧，Priority占3位（0级最高）。0x1F00000–0x1F003FF专用于E-PTO。6.3应用层协议（CAN-PTO）6.3.1基本帧类型基本帧类型应满足如下要求：a)心跳帧（HeartbeatPGN0x1F00000）：周期为100ms，含电压、电流、温度、锁止状态；b)功率请求帧（RequestPGN0x1F00100）：拖拉机发送，含请求功率百分比、斜坡时间、故障码；c)功率授权帧（GrantPGN0x1F00200）：农具发送功率请求帧，该帧包含请求功率百分比、斜坡时间及故障码；d)故障帧（ErrorPGN0x1F00300）：双向发送，含DTC、快照数据、故障等级（0–3级）。6.3.2农具识别流程农具应在上电200ms内按ISO11783-2:2022中6.4.2的广播识别帧PGN0x1F00400进行确认识别，识别帧字段定义应与ISO11783-7:2015的附录B一致；拖拉机应在收到后100ms内返回确认帧并分配逻辑地址。6.3.3故障管理故障等级分为0级至3级，共四个等级，对应管理如下：——0：信息；——1：警告，不降功率；——2：降功率至50%；——3：立即切断，断开电子锁。故障码应符合ISO11783-12的诊断故障码（DTC）格式，含可疑参数编号（SPN）19位、故障模式标识符（FMI）5位、发生计数器（OC）7位、故障清除状态位（CM）1位。故障快照应包含电压、电流、温度、功率百分比、CAN错误计数器，故障快照在故障首次确认时应冻结，可通过诊断请求帧读取。6.4网络管理网络管理应符合ISO11783-4的要求，具备地址冲突检测与仲裁；当拖拉机或农具在500ms内未收到心跳帧时应判定对方离线，离线后拖拉机应在100ms内关闭动力输出并解锁；农具离线恢复应重新发起识别流程。6.5热安全接触器线圈、母线及端子的极限温度应符合GB/T11021-2025耐热等级130℃（ClassB）；过温保护采用两点冗余测温，当两点温度差值大于3℃时报警，大于10℃时停机。试验在40℃环境下进行：E-PTO通额定电流至热稳定（30min内温升≤1℃),用0.1℃分辨率热电偶同时测量线圈、母线、端子表面，任一点温度不得超过130℃；人为调整其中1支热电偶温度，差值≥3℃时报警信号应在5s内触发，差值≥10℃时动力输出应在100ms内切断并解锁。7环境适应性7.1机械环境T/CAMSXXX—202X5正弦振动：正弦振动试验频率范围应为10Hz～3000Hz，加速度49m/s²,三轴各持续8h，试验期间E-PTO连接器应不出现大于1μs的瞬断现象；随机振动：随机振动试验按ISO14990-2:2023的曲线C进行，加速度谱密度为0.04g²/Hz，随机振动信号平均能量大小（RMS）值为3.5g，持续8h；7.2防护与密封7.3.1插合状态下的防护等级应达到IP65，试验条件：喷水15min，喷嘴直径6.3mm，距离3m，试验后立即断开E-PTO，擦干外壳表面，用500VDC兆欧表测绝缘电阻，阻值不小于50MΩ且内部目视无水滴、水迹。7.3.2短时浸水试验应按IPX7进行，水深1m，持续时间30min，试验后E-PTO绝缘电阻应不小于50MΩ。7.3.3抗冰覆盖试验应在−10℃条件下喷淋4h，冰层厚度应为10mm，破冰后E-PTO功能应正常。7.3高海拔E-PTO在5000m的海拔下应能正常工作。试验方法：将E-PTO放入低气压箱，待低气压箱内气压降压至55kPa±2kPa并保持2h；期间对E-PTO施加额定电压、80%额定电流，用数据采集仪监测E-PTO绝缘电阻、温升及通信心跳帧，E-PTO性能应无异常；试验后按4.3a）复测E-PTO绝缘电阻，应不小于50MΩ。温升修正（适用于整机温升限值）：当安装地点海拔高于2000m时，以2000m为基准，每升高100m，本文件中4.5规定的温升限值应降低0.5K。8电磁兼容性(EMC)8.1通用要求E-PTO在整车装机状态下应满足ISO14990-1的电磁环境ClassA发射要求和ClassB抗扰度要求，并应符合GB/T33014（所有部分）、GB/T18655和IEC61000（所有部分）的规定。8.2发射限值发射限制的要求如下：a）传导发射限值应符合GB/T18655-2024中表5的ClassA（150kHz～30MHz）对电源端