DB44/T 2099.2-2018 电动汽车无线充电系统 第2部分：通信协议

ICS43.040.10

T35

备案号：59234-2018DB44

广东省地方标准

DB44/T2099.2—2018

电动汽车无线充电系统

第2部分：通信协议

Electricvehiclewirelesspowertransfersystem—

Part2:Communicationprotocols

2018-01-02发布2018-04-02实施

广东省质量技术监督局发布

DB44/T2099.2—2018

目次

前言................................................................................II

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4缩略语............................................................................3

5无线充电系统......................................................................3

6无线充电管理通信流程..............................................................7

7接口消息定义.....................................................................17

8参数定义.........................................................................26

I

DB44/T2099.2—2018

前言

DB44/T2099-2018《电动汽车无线充电系统》分为十个部分：

——第1部分：通用要求；

——第2部分：通信协议；

——第3部分：磁耦合；

——第4部分：接口；

——第5部分：安全；

——第6部分：管理系统；

——第7部分：电能计量要求；

——第8部分：地面设施；

——第9部分：车载设备；

——第10部分：充电站。

本部分为DB44/T2099-2018的第2部分。

本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本部分由广东省电动汽车标准化技术委员会提出并归口。

本部分起草单位：中兴通讯股份有限公司、深圳市标准技术研究院、中兴新能源汽车有限责任公

司、广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院、深圳奥特迅电力设备股份有限公司、比亚迪汽车工

业有限公司、广东省中山市质量技术监督标准与编码所、普天新能源有限责任公司、华南理工大学、广

州能源检测研究院、惠州市亿能电子有限公司、深圳市科陆电子科技股份有限公司。

本部分主要起草人：刘红军、李海东、徐珍、王益群、胡超、赵勇、夏铸亮、赵小坤、李志刚、梁

丰收、牛凯华、万雨龙、李晓刚、罗欣怡、邵浙海、李礼夫、张忠波、刘雅杰、陈汉松、樊耀国、池少

媛、章登清、焦永杰、金松、樊阳波、关少苹。

II

DB44/T2099.2—2018

电动汽车无线充电系统第2部分：通信协议

1范围

本部分规定了电动汽车车载通信控制单元与无线充电控制管理系统、地面通信控制单元和无线充电

控制管理系统，以及地面通信控制单元和车载通信控制单元之间实现管理和控制的通信协议应用层。

本部分适用于电动汽车车载通信控制单元与无线充电控制管理系统之间、地面通信控制单元和无线

充电控制管理系统之间，以及地面通信控制单元和车载通信控制单元之间的管理和控制。

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/T27930-2015电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议

DB44/T2099.1-2018电动汽车无线充电系统第1部分：通用要求

DB44/T2099.5-2018电动汽车无线充电系统第5部分：安全

3术语和定义

DB44/T2099.1-2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

车位标识chargingspotidentification

标识全球唯一该充电位。

3.2

CSU用户标识CSUuseridentification

用于唯一标识CSU的用户。

3.3

CSU设备标识CSUdeviceidentification

用于唯一标识CSU的设备。

3.4

PTC标识PTCidentification

PTC的逻辑编码，在CSU控制范围内唯一。

3.5

PPC地址PPCaddress

1

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PPC的CAN物理地址。

3.6

IVU用户标识IVUuseridentification

用于唯一标识IVU的用户。

3.7

IVU设备标识IVUdeviceidentification

用于唯一标识IVU的设备。

3.8

车位信息chargingspotinformation

地面系统中充电位的车位名字、车位标识以及线圈信息。

3.9

地面系统信息groundfacilitiesinformation

主要包括车辆系统中车位信息、CSU、PTC、PFC的软硬件版本信息，以及CSU和PTC的绑定关系，PTC

和充电位的绑定关系。

3.10

车位状态chargingspotstate

主要包括当前为该车位充电的地面系统中PTC状态、PFC状态和CSU的状态，当出现故障的时候还包

括对应的故障值，以及PTC充电电量等信息。

3.11

车辆系统信息vehiclesysteminformation

主要包括车辆系统中PPC、IVU的软硬件版本信息，以及其他信息。

3.12

车辆状态vehiclestate

主要包括IVU状态、点火开关状态，当出现故障的时候还包括对应的故障值，以及PPC充电电量等信

息。

3.13

保活keepalive

在TCP协议中，允许有TCP连接的设备定期向该连接的对等方发送不含数据的空段。如果连接仍然有

效，对方设备会响应一个包含确认的段。如果无效，对方设备将回应一个连接复位段。

3.14

通信协议communicationprotocol

是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。

3.15

鉴权authentication

2

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是指验证用户是否拥有访问系统的权利

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

BMS：电池管理系统（BatteryManagementSystem）

CAN：控制器局域网（ControllerAreaNetwork）

DHCP：动态主机配置协议（DynamicHostConfigurationProtocol）

DNS：域名系统（DomainNameSystem）

IP：网络之间互连的协议（InternetProtocol）

PFC：功率因数校正（PowerFactorCorrection）

PrC：原边线圈（PrimaryCoil）

PuC：副边线圈（PickUpCoil）

RFID：无线射频识别（RadioFrequencyIdentification）

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

IVU：车载通信控制单元（In-VehicleUnit）

PPC：功率接收控制器（PowerPick-upController）

PTC：功率传输控制器（PowerTransferController）

WCCMS：无线充电控制管理系统（WirelessChargingControlandManagementSystem）

WPT：无线电能传输（WirelessPowerTransfer）

5无线充电系统

5.1概述

无线充电系统通信协议的功能是实现不同厂商地面设备和车载设备的互联互通，其通过规范系统充

电步骤，定义充电步骤的消息和数据来保证充电安全。

5.2系统架构

管理和通信系统

无线充电控制管

理系统

Wi接口

Wc接口

地面通信控Ci接口车载通信控

制单元制单元

CAN

CAN

功率因数校正功率传输控CAN功率接收控

车辆BMS

电路制器制器

原边线圈副边线圈

无线能量传输系统WPT

地面系统车辆系统

图1无线充电系统架构图

3

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无线充电系统包括地面系统和车辆系统两大部分：

a)地面系统：包括无线充电控制管理系统、通信控制单元、功率发送控制单元、交流转直流单元

和原边线圈（即充电线圈）、无线射频识别车位标签等设备；

b)车辆系统：包括车辆电池管理系统、车内通信控制单元、显示设备、车载整流模块以及副边线

圈（即受电线圈）、无线射频识别读写模块等设备。

地面系统和车辆系统通过管理和通信系统实现通信链路管理、设备认证和充电控制。管理和通信系

统包括无线充电控制管理系统、地面通信控制单元和车载通信控制单元等网元。功率传输控制器、原边

线圈、功率接受控制器和副边线圈组成无线能量传输系统WPT，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。

注：当前版本规范暂不支持管理和通信系统跨多个运营商的场景。

5.3网元功能

5.3.1地面系统各网元

地面系统各网元功能如下：

a)无线充电控制管理系统

无线充电控制和管理服务器，负责对系统管理、IVU和CSU的认证，设备认证，充电管理以及对用

户计量。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)充电控制管理；

3)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，以及充

电位线圈和车辆线圈是否匹配。

b)地面通信控制单元

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应具备如下功能：

1)负责地面系统和WCCMS通信；

2)控制PTC启动和停止对PrC线圈进行供电；

3)PTC/PFC故障和异常事件检测；

4)向IVU、WCCMS上报车位充电状态；

5)和IVU之间转发PPC/PTC数据。

5.3.2车辆系统各网元

车辆系统各网元功能如下：

a)电池管理系统

车载电池管理系统，负责对车辆电池组进行管理。

b)车载通信控制单元

车载通信控制单元，实现无线充电车载部分的控制，通过CAN总线和PPC完成信令交互，并和WCCMS

以及CSU完成交互。IVU应具备如下功能：

1)负责车辆系统和WCCMS通信；

2)负责与车辆系统和地面系统中CSU的通信；

3)监测PPC/BMS故障以及异常事件；

4)和CSU之间转发PPC/PTC数据；

5)IVU还提供司机进行无线充电控制和状态监控的人机界面。

4

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5.4接口描述

无线充电系统具有下述接口：

a)Wi接口

IVU和WCCMS之间的接口，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。

b)Wc接口

CSU和WCCMS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。

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)PTC和PPC之间的接口

主要功能是PTC和PPC之间的控制消息发送，遵循GB/T27930-2015电动汽车费车载传导式充电机于

电池管理系统之间的通信协议。

e)PPC和BMS之间的接口

遵循现行GB/T27930-2015电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议。

f)其他接口

车辆系统中IVU和PPC之间，地面系统中CSU和PTC之间的接口是内部接口，可以采用比如CAN总线接

口。

5.5协议栈

Wi、Wc接口的无线充电管理通信协议于TCP之上，协议栈如图2所示。该协议栈也适用于Ci口的

控制信令接口。

无线充电管理无线充电管理

通信协议通信协议

TCPTCP

IP层IP层

数据链路层数据链路层

物理层物理层

CSU/IVUWc/Wi/Ci接口WCCMS

图2Wc/Wi/Ci控制信令接口协议栈

为了降低传输延迟，IVU和CSU之间的Ci数据接口需要直接通过UDP进行通信，协议栈如图3所

示。

5

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无线充电管理无线充电管理

通信协议通信协议

UDPUDP

IP层IP层

数据链路层数据链路层

物理层物理层

IVUCi接口CSU

图3Ci数据接口协议栈

5.6CSU、PTC和充电线圈之间的关系

图4为CSU、PTC和充电线圈之间的关系示意图，一个CSU可以控制多个PTC，一个PTC只能属于

一个CSU进行控制。

PTC可以给多个PrC线圈进行供电，但是同一时刻只能给一个PrC进行供电，具体对哪个PrC进行

供电由WCCMS通知CSU进行控制。

CSU

PTC1PTC2PTCn-1PTCn

线圈1线圈2线圈m-1线圈m

车位1车位2车位m-1车位m

图4CSU、PTC和充电线圈之间的关系

6

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5.7安全

IVU/CSU需要检查设备信息完整性，以防止被恶意篡改。

WCCMS对IVU/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之间的信令应该进行完整保护和加密保护。

IVU和CSU之间的控制信令应该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/PPC数据可进行完整性保护。

具体参考DB44/T2099.5。

6无线充电管理通信流程

6.1概述

无线充电管理通信的流程包括如下过程：

a)CSU初始化过程，如图5；

该过程中，CSU向WCCMS进行注册。CSU注册之后，向WCCMS上报地面系统信息。如果WCCMS确定

该CSU控制的充电位上有充电汽车，则通知最新车位信息，触发对应的IVU重新获取CSU的IP地址。

b)IVU初始化过程，如图6；

该过程中，IVU向WCCMS进行注册。IVU注册之后，向WCCMS上报车辆系统信息。当车辆驶入充电

位之后，IVU获取CSU的IP地址，之后IVU上报车辆状态信息。

c)正常IVU触发开始充电过程，如图7；

CSU注册

CSU向WCCMS上报地面系统信息

图5CSU初始化过程

IVU注册

IVU向WCCMS上报车辆信息

IVU获取CSU的IP地址和端口号

IVU上报车辆状态

图6IVU初始化过程

7

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IVU向WCCMS发起开始充电请求

WCCMS向CSU发起开始充电命令

CSU向IVU/WCCMS通知CSU和IVU之间转发PPCCSU、IVU故障CSU、IVU电

车位状态数据/PTC数据检测量上报

图7开始充电过程

该过程中，IVU向WCCMS发起开始充电请求。WCCMS判断地面系统线圈和车辆系统线圈是否匹配，

以及IVU标识和IVU设备是否匹配，是则确定本次充电的CSU和PTC，然后向CSU发起充电命令,CSU

向PTC发起开始充电命令。当CSU检测到PTC状态变化，向WCCMS上报车位状态。在充电过程中，地面

系统的PTC和车辆系统的PPC分别通过CSU和IVU的数据接口进行充电控制信令传递，同时CSU和IVU

分别进行故障检测，当检测到故障的时候向WCCMS进行车位状态或者车辆状态上报。CSU/IVU和WCCMS

之间还通过保活机制确保在线。当IVU检测到CSU不在线时，上报车辆状态，其中IVU状态为故障，带

有的故障值为IVU检测到CSU断链。当CSU检测到IVU不在线，则发起CSU停止充电过程，CSU检测到

PTC停止充电之后，向IVU和WCCMS通告车位状态。

电量上报是在充电过程中，CSU需要主动定时上报PTC的充电电量；IVU在充电停止之后，也可上报PPC

的充电电量。

d)正常IVU触发停止充电过程，如图8；

IVU向CSU发起停止充电命令

CSU向IVU/WCCMS通知车位状态

图8正常停止充电过程

e)故障检测触发停止充电过程，如图9。

8

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CSU检测到故障或者PTC停止充电

CSU向IVU通知车位状态CSU向WCCMS上报故障

IVU检测到故障

IVU向CSU发起停止充电

IVU向WCCMS上报故障

命令

图9异常停止充电过程

6.2注册过程

6.2.1CSU/IVU注册过程

CSU/IVU注册过程如图10。该过程用于CSU、IVU向WCCMS进行注册。当CSU或者IVU的IP地址发

生变化，CSU或者IVU将重新发起注册过程，其过程如下：

a)CSU、IVU启动之后，通过静态配置或者通过DHCP动态配置，获取自己的IP地址。设备可利

用本地加密芯片运行设备完整性检查；

b)CSU、IVU根据静态配置、或者从地面系统读取，或者通过DNS查询，获得WCCMS的IP地址，

然后向WCCMS发起注册请求，消息中包括CSU/IVU用户标识和设备标识，还可带有数字签名；

c)如果收到数字签名，WCCMS检查CSU/IVU发送的数字签名，验证设备完整性，如果成功则向

CSU/IVU发送鉴权请求消息，该消息中带有本次鉴权的随机数以及网络计算认证码。如果失败

则返回注册响应，带有失败原因值；

d)CSU/IVU根据随机数和用户密钥本地计算网络计算认证码，如果和WCCMS提供的网络计算认证

码一致，则CSU/IVU对WCCMS认证成功；CSU/IVU根据随机数和用户密钥计算设备计算认证码，

并在鉴权响应中将设备计算认证码返回给WCCMS；

e)WCCMS判断设备计算认证码正确，则WCCMS认为对CSU/IVU认证成功，然后向CSU、IVU返回

注册响应。

设备完整性检查以及鉴权认证过程参考DB44/T2099.5。

IVU注册成功之后，主动上报车辆系统信息，当车辆进入车位之后，获得CSU的IP地址，并上报

车辆状态。

CSU注册成功之后，CSU主动上报地面系统信息，其中包含有该CSU下，PTC和充电位的对应关系。

如果WCCMS确定该CSU控制的充电位上有充电汽车，则通知最新车位信息，触发对应的IVU重新获取

CSU的IP地址。

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CSU/IVUWCCMS

1.设备启动并获取IP地

址

2.获取WCCMSIP地址

2.注册请求

3.鉴权请求

4.鉴权响应

5.注册响应

图10CSU/IVU注册过程

6.2.2CSU/IVU注销过程

CSU/IVU注销过程如图11。该过程用于CSU、IVU向WCCMS进行注销。

CSU/IVUWCCMS

1.注销请求

2.注销响应

图11CSU/IVU注销过程

注销过程如下：

a)CSU/IVU下电之后，向WCCMS发起注销请求，带有CSU/IVU用户标识；

b)WCCMS删除上下文，包括其中的地面系统信息、车位状态或者车辆系统信息、车辆状态，然后

向CSU/IVU返回注销响应。

当CSU发起注销请求之后，如果WCCMS确定该CSU控制的充电位上有充电汽车，则通知最新车位信

息。

6.3IVU获得CSU地址过程

IVU获得CSU地址过程如图12。该过程用于IVU驶入充电位之后，获取CSU的IP地址。该消息用

UDP进行承载，其过程如下：

a)当充电汽车进入充电位之后，IVU通过读取充电位预配置的地面系统信息获知当前的车位标

识；

b)IVU通过广播发送CSU地址请求，消息中带有当前的车位标识，还可带有PPC的地址信息，PPC

地址信息可以静态配置在IVU中。PPC地址也可以静态配置在CSU或者PTC中；

c)CSU收到该广播消息之后，判断收到的车位标识是否在自己的控制范围之内，是则保存IVU的

IP地址和UDP端口号，如果收到PPC地址则保存PPC的地址信息，然后向该IVU返回CSU地

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DB44/T2099.2—2018

址响应消息，消息参数中可能带有CSU数据接口的IP地址和UDP端口号。响应消息中可能带

有CSU的控制信令接口IP地址和TCP端口号。

IVU收到之后保存CSU数据接口的IP地址和UDP端口号，以及控制信令接口IP地址和TCP端口号。

之后，IVU向WCCMS上报车辆状态，IVU状态为初始化成功状态。

CSUIVU

1.获取车位标

识

2.CSU地址请求(车位标识)

3.CSU地址响应

图12IVU和CSU匹配过程

6.4信息上报和查询

6.4.1CSU/IVU向WCCMS发起信息上报过程

CSU/IVU向WCCMS发起信息上报过程如图13。

CSU/IVUWCCMS

1.信息上报

2.信息上报响应

图13信息上报过程

该过程用于CSU向WCCMS上报地面系统信息、车位状态、PFC充电性能测量信息。

a)当CSU注册成功之后，上报地面系统信息；

b)当CSU、PTC、PFC状态发生变化的时候上报车位状态信息，或者当CSU检测到故障的时候，停

止充电并上报车位状态信息；

c)在充电过程中，CSU可以定时上报PTC充电性能测量信息；

该过程也用于IVU向WCCMS上报车辆系统信息、车辆状态、本次充电PPC充电性能测量信息。

d)当IVU注册成功之后，上报车辆系统信息，当车辆状态发生变化，上报车辆状态信息；

e)IVU检测到故障，或者IVU检测到车辆离开车位的时候，向CSU发起停止充电过程并上报车辆

状态信息；

f)在充电过程中，IVU可以上报PPC充电性能测量信息和BMS性能测量信息。过程如下：

11

DB44/T2099.2—2018

1)CSU向WCCMS发起信息上报，消息中带有地面系统信息或者车位状态信息，或者IVU向

WCCMS发起信息上报，消息中带有车辆系统信息或者车辆状态信息，车辆状态信息中携带

有当前的车位标识。如果IVU上报的车位状态中不包含车位标识，指示车辆离开车位；

2)WCCMS保存该信息并返回状态上报响应。

6.4.2WCCMS向CSU/IVU发起信息查询过程

WCCMS向CSU/IVU发起信息查询过程如图14。该过程用于WCCMS主动向CSU查询地面系统信息、车

位状态，向IVU查询车辆系统信息和车辆状态。

CSU/IVUWCCMS

1.查询信息请求

2.查询信息响应

图14信息查询过程

过程如下：

a)WCCMS向CSU发起查询地面系统信息或者车位状态信息，消息中带有车位标识，或者WCCMS向

IVU发起查询车辆系统信息或者车辆状态信息，消息中带有IVU用户标识和IVU设备标识。

WCCMS也可以向CSU/IVU查询本次充电的PTC性能测量信息、PPC性能测量信息和BMS性能测

量信息；

b)CSU、IVU返回对应的信息。

6.4.3CSU向IVU发起车位状态通知过程

CSUIVU

1.信息上报

2.信息上报响应

图15CSU向IVU发起车位状态通知过程

CSU向IVU发起车位状态通知过程如图15。在开始充电之后，该过程用于CSU直接向IVU发送车位

状态，过程如下：

a)CSU检测到PTC开始充电或者停止充电，向IVU发起信息上报过程，消息中带有车位状态信息；

b)IVU向CSU返回状态信息上报响应。

12

DB44/T2099.2—2018

6.4.4IVU向CSU发起信息查询过程

IVU向CSU发起信息查询过程如图16。该过程用于车辆系统信息IVU主动向CSU发起查询地面系统

信息或者