在新能源充电设施规模化部署的背景下，充电桩与管理信息系统的标准化数据交互成为保障行业高效协同的核心。本文基于《充电桩与新能源管理信息系统通信协议》，从协议基础、核心流程、技术规范、关键帧类型及实践要点五个维度，全面拆解通信协议的设计逻辑与落地要求，为研发、集成及运维人员提供技术参考。
一、协议基础：架构与核心定义
1. 协议定位与适用范围本协议以国网 104 充电桩规约为基础，补充 GBT-27930 标准相关数据项，明确交直流充电桩与新能源管理信息系统的数据交互流程、格式及内容。其中交流充电桩部分数据无需上送，协议中已单独标注，适用于各类充电场景的设备互联互通。
2. 通信接口与接入流程 通信方式：采用 TCP/IP Socket 长连接，支持有线网络、无线 GPRS 等接入模式，充电桩可通过 IP 地址或域名解析连接服务器，测试服务器地址为 121.199.192.223，端口号 8768。接入流程：桩企完成开发后，通过平台分配的测试账号验证数据帧解析；通过后使用安卓版测试 APP 及充电卡调试充电全流程；测试通过后获取正式环境配置。 3. 协议结构与报文格式 协议分层：遵循 TCP/IP 协议栈，应用层定义专属 ASDU 数据单元，跳过第 5、6 层，直接与传输层对接。报文帧结构：以 0x68 为固定起始标志，包含数据长度、序列号域、加密标志、帧类型标志、消息体及帧校验域（CRC 校验，多项式 0x180D）。数据长度不超过 200 字节，加密方式支持 3DES（0x01）与不加密（0x00）。数据格式：支持 BCD 码、BIN 码、ASCII 码，BIN 码采用低位在前高位在后；小数值需乘倍率上送（如 225.1V 上送为 2251），时间格式遵循 CP56Time2a 标准。二、核心通信流程：从上电到充电结算
1. 上电流程充电桩上电或离线恢复后，先发送登录认证帧（0x01），平台校验通过后回复应答帧（0x02）；桩端补送离线数据（若有），再发起计费模型验证（0x05），不一致则请求更新（0x09）；最后通过心跳包（0x03）维持链路，3 次未收到应答则需重新登录。
2. 充电流程（APP / 刷卡 / 离线） APP 与刷卡充电：流程互通，支持跨方式结束充电。刷卡充电需发送启动申请帧（0x31），平台鉴权后回复确认帧（0x32）；充电中周期上送实时监测数据（0x11），结束后 30 秒内上传交易记录（0x39），平台回复确认（0x40）。离线充电：桩端本地存储认证及交易数据，联网后自动补传，确保计费与数据完整性。 3. 并充模式流程多枪并充时，每枪需单独发送并充申请帧（0xA1），平台回复确认帧并携带并充序号；远程控制并充启机通过帧（0xA4）实现，桩端回复结果帧（0xA3），多枪指令回复需保持一致。
三、关键帧类型与数据定义
1. 注册与心跳类 登录认证（0x01）：上传桩编码、桩类型、充电枪数量等核心信息，桩编码由平台分配（7 字节 BCD 码）。心跳包（0x03）：用于链路状态检测，序列号连续递增，断连后重置为 0。 2. 充电控制类 启动充电申请（0x31）：包含启动方式（刷卡 / 账号 / VIN 码）、物理卡号、密码（MD5 加密）等参数。远程启机 / 停机（0x34/0x36）：平台下发远程控制指令，桩端回复执行结果（0x33/0x35）。充电结束（0x19）：上报 BMS 中止 SOC、电池温度、累计充电时间等关键数据。 3. 运营交互类 交易记录（0x39）：包含尖峰平谷分时电量、消费金额等，计损比例当前置 0，电量直接上报。计费模型设置（0x58）：平台下发尖峰平谷电费及服务费费率，按时段分配费率号（0x00-0x03）。离线卡管理：支持离线卡同步（0x44）、清除（0x46）、查询（0x48），适配离线充电场景。 4. 远程维护类支持远程重启（0x92）、远程更新（0x94），桩端回复执行结果（0x91/0x93），远程更新需指定升级服务器地址、端口及文件路径。
四、技术规范与实践要点
1. 数据交互约束 序列号一致性：同一订单的鉴权回复、实时数据、交易记录需使用相同流水号（格式：桩号 + 枪号 + 时间 + 自增序号）。超时机制：平台下发充电指令后，桩端需 90 秒内回复并上送充电状态；充电结束后 30 秒内必须上传交易记录，否则列为异常订单。状态一致性：充电中不得上送空闲状态，否则导致订单结算异常。 2. 错误处理与故障码协议附录定义了充电停止原因代码，涵盖充电完成（0x40-0x49）、启动失败（0x4A-0x69）、异常中止（0x6A-0x70）三类，便于故障快速定位。
3. 安全防护 数据安全：传输采用 TLS 加密，本地存储关键信息采用 AES 加密；物理卡号用于数据交互，逻辑卡号仅用于用户核对。权限控制：远程控制指令需校验设备编号与枪号，避免越权操作；账户余额更新（0x42）需校验物理卡号，确保资金安全。五、协议应用与扩展
1. 扩展功能支持 车位锁控制：平台下发升 / 降锁指令（0x62），桩端回复执行结果（0x63），故障时默认降锁或保持当前状态。多场景适配：支持直流 / 交流桩、常规充电 / 并充模式、在线 / 离线场景，满足不同部署需求。 2. 实践注意事项 帧类型码规则：充电桩发送帧采用奇数（如 0x01、0x31），平台下发帧采用偶数（如 0x02、0x32），不可重复定义。兼容性处理：遵循 “最小必要” 原则，交流桩跳过无需上送的数据项，确保与平台的兼容性。测试要点：重点验证数据帧解析、超时机制、异常恢复及并充协同，避免因数据不一致导致计费错误。该通信协议通过标准化的数据格式、严谨的流程设计及完善的异常处理，解决了充电桩与管理系统间的互联互通问题，为新能源充电行业的规模化发展提供了技术支撑。对于开发者而言，需重点关注报文格式规范、流程时序约束及安全防护要求；运维人员需熟悉故障码定义与数据补传机制，确保系统稳定运行。未来随着充电技术的演进，协议将进一步优化并充协同、边缘计算等功能，适配更复杂的应用场景。
