電動汽車電池管理系統(tǒng)與非車載充電機之間的通信協(xié)議（QC/T 842-2010）

1范圍 　　本標準規(guī)定了電動汽車電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，以下簡稱BMS )與非車載充電機（Off-board Charger，以下簡稱充電機）之間的通信協(xié)議。 　　本標準適用于電動汽車非車載充電。 　　本標準的CAN標識符為29位，通信波特率為250kbps，但本標準不限于29位標識符和250kbps通信波特率，如使用其他格式，參照本標準制定其CAN標識符。 　　本標準數(shù)據(jù)傳輸采用低位先發(fā)送的格式。 　　負的電流值代表充電，正的電流值代表放電。 　　2規(guī)范性引用文件 　　下列文件中的條款，通過在本標準中引用而成為本標準的部分條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。 　　ISO 11898-1:2006道路車輛控制器局域網(wǎng)絡第1部分：數(shù)據(jù)鏈路層和物理信令（Road Ve-hicles-Controller Area Network (CAN) Part 1: Data link Layer and Physical Signalling) 　　SAE J1939-11:2006商用車控制系統(tǒng)局域網(wǎng)絡（CAN）通信協(xié)議第11部分：物理層，250千比特／秒，屏蔽雙絞線（Recommended Practice for a Serial Control and Communi-cations Vehicle Network Part 11: Physical Layer， 250K bits/s， Twisted Shiel-ded Pair) 　　   SAE J1939-21:2006商用車控制系統(tǒng)局域網(wǎng)絡（CAN）通信協(xié)議第21部分：數(shù)據(jù)鏈路層（Rec-ommended Practice for a Serial Control and Communications Vehicle Network Part 21: Data link Layer) 　　3術語和定義 　　下列術語和定義適用于本標準。 　　3.1 　　幀frame 　　組成一個完整消息的一系列數(shù)據(jù)位。 　　3.2 　　標識符identifier 　　CAN仲裁域的標識部分。 　　3.3 　　CAN數(shù)據(jù)幀CAN data frame 　　組成傳輸數(shù)據(jù)的CAN協(xié)議所必需的有序位域，以幀起始（SOF)開始，以幀結束（EOF)結尾。 　　3.4 　　幀起始start of frame (SOF) 　　CAN數(shù)據(jù)幀中用來表示幀開始的第一個數(shù)據(jù)位。 　　3.5 　　幀結束end of frame(EOF) 　　CAN數(shù)據(jù)幀中用來表示幀結束的7位的域。 　　3.6 　　擴展幀extended frame 　　SAE J1939-1標準中定義的使用29位標識符的CAN數(shù)據(jù)幀。 　　3.7 　　報文message 　　指一個或多個具有相同參數(shù)組編號的CAN數(shù)據(jù)幀。 　　4物理層接口 　　4.1物理層實現(xiàn)網(wǎng)絡中BMS與充電機的電連接。 　　4.2 BMS與充電機的通信宜使用獨立于動力總成控制系統(tǒng)之外的CAN接口。 　　4.3采用本標準的物理層應符合國際標準ISO 11898-1和SAE J1939-11的規(guī)定。 　　5數(shù)據(jù)鏈路層 　　5.1概述 　　數(shù)據(jù)鏈路層為物理連接之間提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸。 　　5.2幀格式 　　如圖1所示，CAN擴展數(shù)據(jù)幀被分成不同的位域，其中仲裁域有29位標識符，包括11位基本標識符和18位標識符擴展。本標準的CAN數(shù)據(jù)幀格式參考SAE J1939-21，并對仲裁域29位標一識符作了進一步定義。 　　5.3協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU) 　　CAN數(shù)據(jù)幀包含一個單一的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU)，如圖2所示。協(xié)議數(shù)據(jù)單元由七部分組成，分別是優(yōu)先級（P)、保留位（R)、數(shù)據(jù)頁（DP)，PDU格式（PF)、特定PDU (PS )、源地址（SA）和數(shù)據(jù)域。 　　協(xié)議數(shù)據(jù)單元中的各部分說明如下所述： 　　5.3.1優(yōu)先級（P)。 　　這三位僅在總線傳輸中用來優(yōu)化消息延遲，接收機必須對其做全局屏蔽（即忽略）。消息優(yōu)先級可從最高0設置到最低7。 　　5.3.2保留位（R)。 　　保留此位以備今后開發(fā)使用，一般固定為0。 　　5.3.3數(shù)據(jù)頁（DP)。 　　數(shù)據(jù)頁是選擇參數(shù)組描述的輔助頁。在第0頁上可獲得的所有參數(shù)組號分配完成后，再作對第1頁的分配。 　　5.3.4 PDU格式（PF) 　　用來確定PDU格式的一個8位的域，也是確定數(shù)據(jù)域?qū)獏?shù)組編號的域之一。 　　5.3.5特定PDU (PS) 　　特定PDU是一個8位的域，它的定義取決于PDU格式。若PDU格式（PF)的值小于240，特定PDU表示的是目標地址（DA)；若PDU格式（PF)的值在240和255之間，特定PDU表示的是組擴展(GE)。 　　5.3.6源地址（SA)。 　　源地址為一個8位的域。網(wǎng)絡中一個源地址只能匹配一個設備。因此，源地址確保CAN標識符符合CAN協(xié)議中的唯一性要求。 　　5.3.7數(shù)據(jù)域（Data Field)。 　　CAN數(shù)據(jù)幀中包含應用層定義的0-64位數(shù)據(jù)。 　　5.4地址的分配 　　在采用本標準的網(wǎng)絡中，地址用于保證消息標識符的唯一性以及表明消息的來源。BMS和充電機的源地址定義為不可配置地址，即該地址固化在ECU的程序代碼中，包括服務工具在內(nèi)的任何手段都不能改變其源地址。BMS和充電機地址分配如表1所示。 　　6充電流程 　　6.1通則 　　整個充電過程包括四個階段：握手階段、配置階段、充電階段和充電結束階段。在各階段，BMS或充電機如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到對方報文，即判定為超時，超時時間除特殊規(guī)定外，均為5s;當出現(xiàn)超時后，BMS或充電機發(fā)送錯誤報文，并進人錯誤處理狀態(tài)。報文的格式和內(nèi)容見附錄A，充電過程的總體流程圖和各階段流程圖見附錄Bo 　　6.2握手階段 　　當BMS和充電機物理連接完成、上電并通過人工設定CAN標識符格式和通信波特率后，BMS和充電機進人握手階段。在握手階段，BMS首先檢測低壓輔助電源電壓是否正常，如果不正常，BMS向充電機發(fā)送錯誤報文，充電機應關閉低壓輔助電源的輸出；如果低壓輔助電源電壓正常，雙方則在 　　該階段進行握手，確定電池信息（如電池類型和電池包生產(chǎn)日期）及充電機相關信息（如充電機編號和充電插頭編號）。 　　6.3配置階段 　　握手階段完成后，BMS和充電機進人配置階段。在此階段，充電機向BMS發(fā)送充電機最大輸出能力報文，BMS根據(jù)充電機最大輸出能力判斷是否能夠進行充電。 　　6.4充電階段 　　配置階段完成后，BMS和充電機進人充電階段。在整個充電階段，BMS通過實時向充電機發(fā)送電池充電級別需求來控制整個充電過程。充電機根據(jù)電池充電級別需求來調(diào)整充電電壓和充電電流以確保充電過程正常進行，除此之外，BMS和充電機還相互發(fā)送各自的充電狀態(tài)，并且BMS在充電階段首次發(fā)送報文時，優(yōu)先發(fā)送電池充電狀態(tài)報文。 　　BMS根據(jù)充電過程是否正常、電池狀態(tài)是否滿足BMS自身設定的充電結束條件以及是否收到充電機中止充電報文來判斷是否結束充電；充電機根據(jù)充電過程是否正常、是否達到人為設定的充電參數(shù)值以及是否收到BMS中止充電報文來判斷是否結束充電。 　　6.5充電結束階段 　　當BMS和充電機停止充電后，雙方進人充電結束階段。在該階段BMS向充電機發(fā)送整個充電過程中的充電統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括：初始SOC、終了SOC、電池單體（模塊）最低電壓、電池單體（模塊）最高電壓，充電機收到了BMS的充電統(tǒng)計數(shù)據(jù)后，停止低壓輔助電源的輸出。