鋰離子蓄電池充電設(shè)備接口和通信協(xié)議（JB/T 11143—2011）

　　1范圍

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋰離子蓄電池充電設(shè)備接口和通信協(xié)議的術(shù)語和定義、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式和狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于由大于或等于6A·h的鋰離子蓄電池組成的鋰離子蓄電池模塊或鋰離子蓄電池總成的充電設(shè)備，也可用于鎳基蓄電池及鉛酸蓄電池模塊和總成的充電設(shè)備以及采用電纜與蓄電池模塊或總成連接，交流額定電壓不超過660V、直流額定電壓不超過1000V的充電設(shè)備。

　　2規(guī)范性引用文件

　　下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

　　GB/T 18858.3—2002低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備控制器-設(shè)備接口（CDI）第3部分：DeviceNet

　　JB/T 11137—2011鋰離子蓄電池總成通用要求

　　JB/T 11138—2011鋰離子蓄電池總成接口和通信協(xié)議

　　JB/T 11139—2011錳酸鋰蓄電池模塊通用要求

　　JB/T 11140—2011磷酸亞鐵鋰蓄電池模塊通用要求

　　JB/T 11142—2011鋰離子蓄電池充電設(shè)備通用要求

　　3術(shù)語和定義

　　下列術(shù)語和定義適用于本文件。

　　3.1

　　內(nèi)部通信接口inner communication interface

　　采用總線分布結(jié)構(gòu)的充電設(shè)備系統(tǒng)控制單元與內(nèi)部系統(tǒng)通信總線連接的通信接口。

　　3.2

　　充電接口charge interface

　　鋰離子蓄電池總成控制器（BECU）與充電設(shè)備連接的通信接口和電路接口的總稱。其中除包括充電電源正極和負(fù)極連接接口外，還包括網(wǎng)絡(luò)電源正極和負(fù)極連接接口、充電控制導(dǎo)引電路接口、充電控制電路接口、I/O充電控制電路接口的部分或全部。

　　3.3

　　監(jiān)控系統(tǒng)通信接口communication interface of monitoring system

　　充電設(shè)備與充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)連接的通信接口，包括CAN總線接口和網(wǎng)絡(luò)電源接口。

　　3.4

　　連接connection

　　兩個或多個應(yīng)用對象間的邏輯連接。這些應(yīng)用對象可以位于同一節(jié)點或不同的節(jié)點上。

　　3.5

　　媒體訪問控制（MAC）ID medium access control（MAC）ID

　　DeviceNet節(jié)點的鏈路地址。

　　3.6

　　源MAC ID source MAC ID

　　發(fā)送報文節(jié)點的MAC ID。

　　3.7

　　節(jié)點node

　　在數(shù)據(jù)鏈路層中，用唯一的MAC ID識別的DeviceNet軟件。

　　3.8

　　連接標(biāo)識符connection ID（CID）

　　分配給多節(jié)點間某一特定連接相關(guān)的所有傳送的連接標(biāo)識符。

　　3.9

　　消費(fèi)者consumer

　　一個連接的終端節(jié)點，負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)。

　　3.10

　　生產(chǎn)者producer

　　連接的一個終端節(jié)點，負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　3.11

　　無符號短整數(shù)（USINT）unsigned short integer（USINT）

　　8位整數(shù)。

　　3.12

　　無符號整數(shù)（UINT）unsigned integer（UINT）

　　16位整數(shù)。

　　3.13

　　服務(wù)器server

　　為其他對象（客戶機(jī)）提供服務(wù)的對象。

　　3.14

　　客戶機(jī)client

　　客戶機(jī)定義為：

　　a）借助其他對象（服務(wù)器）的服務(wù)來完成一個任務(wù)的對象；

　　b）報文的發(fā)起者，要求服務(wù)器響應(yīng)。

　　3.15

　　充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)monitoring system of charge equipment

　　用于遠(yuǎn)程監(jiān)控充電設(shè)備的設(shè)備，由安裝在計算機(jī)中的專用軟件與充電設(shè)備的接口和通信總線組成。

　　3.16

　　未連接報文管理器unconnected message manager

　　在節(jié)點內(nèi)能夠接收和處理未連接顯式報文的功能。

　　4拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和接口

　　4.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　4.1.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　充電設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　4.1.2終端電阻

　　在以下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點應(yīng)安裝一只121Ω、1%、0.25W的金屬膜電阻。

　　4.1.2.1充電接口通信網(wǎng)絡(luò)

　　在充電設(shè)備充電接口CAN總線收發(fā)器處安裝一只終端電阻。

　　若僅用于總成充電或僅用于模塊充電的充電通信網(wǎng)絡(luò)，在蓄電池總成或蓄電池模塊充電接口的CAN總線收發(fā)器處安裝一只終端電阻。

　　若充電設(shè)備既要進(jìn)行蓄電池總成充電，又要對組成蓄電池總成的模塊進(jìn)行單獨(dú)充電，則應(yīng)在充電連接器充電設(shè)備側(cè)的CAN-L和CAN-H之間安裝一只終端電阻。

　　連接在充電通信網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備節(jié)點，不安裝終端電阻。

　　4.1.2.2充電設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

　　在充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)CAN總線收發(fā)器處連接一只終端電阻。

　　在充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)干線另一終端安裝一只終端電阻。

　　連接在充電設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備節(jié)點不應(yīng)安裝終端電阻。

　　4.2接口

　　4.2.1充電接口

　　充電接口是充電設(shè)備與鋰離子蓄電池總成連接的接口。

　　充電接口可以與鋰離子蓄電池總成連接，也可以與鋰離子蓄電池模塊連接。

　　充電接口分為通用充電接口、基本充電接口和I/O充電接口。

　　充電接口的功能配置見表1。

　　4.2.1.1通用充電接口

　　通用充電接口主要用于與符合JB/T 11137—2011、JB/T 11139—2011和JB/T 11140—2011中標(biāo)準(zhǔn)型和均衡型鋰離子蓄電池模塊和總成的充電連接，也可用于基本型鋰離子蓄電池模塊和總成的充電連接。

　　通用充電接口與標(biāo)準(zhǔn)型和均衡型鋰離子蓄電池總成的充電連接如圖2所示。

　　4.2.1.3 I/O充電接口

　　I/O充電接口與充電設(shè)備應(yīng)符合JB/T 11137—2011、JB/T 11139—2011和JB/T 11140—2011中I/O型鋰離子蓄電池模塊和總成的充電連接。

　　I/O充電控制電路分外置型和內(nèi)置型兩種：

　　a）外置型：

　　I/O被控電路在鋰離子蓄電池模塊或總成之外，一般在充電設(shè)備內(nèi)。當(dāng)最高單體蓄電池充電電壓達(dá)到規(guī)定值后，由鋰離子蓄電池模塊或總成內(nèi)的I/O控制電路控制被控制電路停止充電，并斷開充電設(shè)備與蓄電池的充電連接。

　　I/O充電接口與外置型I/O型鋰離子蓄電池模塊和總成的充電連接如圖8所示。

　　4.2.1.4充電控制電路

　　充電控制電路應(yīng)符合JB/T 11138—2011中4.3.3的規(guī)定。

　　4.2.1.5充電控制導(dǎo)引電路

　　充電控制導(dǎo)引電路是充電設(shè)備與蓄電池總成之間實現(xiàn)狀態(tài)信息交換和互操作的電路。由充電設(shè)備中的電路部分和蓄電池總成中的電路部分通過接口連接組成，具有以下功能：

　　a）確認(rèn)充電設(shè)備的充電連接器已被正確連線；

　　b）連續(xù)進(jìn)行保護(hù)性導(dǎo)體接地牢固性檢查；

　　c）系統(tǒng)通電狀態(tài)指示；

　　d）必要時，由蓄電池模塊和總成通過充電控制導(dǎo)引電路停止充電，并斷開充電設(shè)備與蓄電池的連接；

　　e）充電連接器操作保護(hù)。當(dāng)在充電過程中拔掉充電連接器時，應(yīng)立即自動關(guān)閉充電設(shè)備。

　　充電控制導(dǎo)引電路由充電設(shè)備內(nèi)的充電控制導(dǎo)引電路和鋰離子蓄電池總成內(nèi)的充電控制導(dǎo)引電路兩部分組成。充電設(shè)備內(nèi)的充電導(dǎo)引電路如圖10所示。

　　4.2.1.6 I/O充電控制接口

　　當(dāng)充電電流小于0.2I1時，可以使用I/O充電控制接口。

　　充電設(shè)備內(nèi)的I/O充電控制電路由蓄電池模塊或總成的I/O充電控制電路控制，至少應(yīng)具有以下功能：

　　a）可以控制充電設(shè)備的直流輸出開關(guān)電路接通和斷開充電設(shè)備與蓄電池的連接；

　　b）可以控制充電設(shè)備的啟動充電和停止充電。

　　I/O充電控制電路接口協(xié)議如圖11所示：

　　a）啟動充電設(shè)備，當(dāng)最低單體蓄電池電壓低于最低允許放電電壓時，I/O電路接口輸入高電平，充電設(shè)備自動進(jìn)入預(yù)充電狀態(tài)；

　　b）當(dāng)最低單體蓄電池電壓高于最低允許放電電壓時，I/O電路接口輸入低電平，預(yù)充電結(jié)束，轉(zhuǎn)入正常充電狀態(tài)；

　　c）當(dāng)最高單體蓄電池電壓高于最高允許充電電壓時，I/O電路接口輸入高電平，停止充電，并斷開充電設(shè)備與蓄電池的充電連接。

　　4.5通信網(wǎng)絡(luò)的物理層

　　充電設(shè)備通信網(wǎng)絡(luò)的物理層應(yīng)符合JB/T 11142—2011中5.7.1的規(guī)定。

　　4.6網(wǎng)絡(luò)電源

　　充電設(shè)備應(yīng)有一個為充電接口和蓄電池總成相關(guān)電路單元提供電源的直流電源，具體要求應(yīng)符合JB/T 11142—2011中5.3.4的規(guī)定。

　　充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（CAN3）網(wǎng)絡(luò)電源由充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)提供。額定電壓為DC24V，額定電流為8A。

　　4.7地址設(shè)置設(shè)備

　　充電設(shè)備應(yīng)有站點地址設(shè)置設(shè)備（見表4），用于設(shè)置充電設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)分配給充電設(shè)備的地址。

　　站點地址范圍為0x00～0x3F，表示充電設(shè)備站點地址為1～64。

　　4.9接地

　　為了防止由于接地而形成回路，對于充電設(shè)備與鋰離子蓄電池模塊和總成通信網(wǎng)絡(luò)，只在充電設(shè)備端接地。所有設(shè)備的物理層電路，應(yīng)以物理層電源電壓負(fù)極為基準(zhǔn)。設(shè)備不應(yīng)造成在物理層電源負(fù)極之間的電流流動。

　　連接器上的屏蔽連接應(yīng)通過并聯(lián)RC電路連接到設(shè)備外殼（R=1MΩ；C=0.01MF；500V）。如果設(shè)備沒有這樣的外殼，屏蔽線可以懸空。

　　4.10數(shù)據(jù)鏈路層

　　充電裝置通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)符合GB/T 18858.3—2002的規(guī)定。

　　5通信協(xié)議

　　5.1概述

　　充電設(shè)備與鋰離子蓄電池模塊和總成的通信協(xié)議（簡稱CAN2協(xié)議組）應(yīng)符合GB/T 18858.3—2002的規(guī)定，采用11位CAN標(biāo)識區(qū)。

　　DeviceNet標(biāo)識區(qū)劃分為4個獨(dú)立的報文組：報文組1、報文組2、報文組3和報文組4。

　　連接標(biāo)識符（CID）的組成見表6。

　　5.2預(yù)定義主/從連接組

　　5.2.1概述

　　GB/T 18858.3—2002的規(guī)則要求調(diào)用每個連接端點的顯式報文連接來建立和配置連接對象，也可以采用預(yù)定義建立連接。

　　根據(jù)GB/T 18858.3—2002規(guī)定的一般規(guī)則，充電設(shè)備規(guī)定不調(diào)用建立連接的顯式報文，對組成充電設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)連接端點的連接配置作出具體規(guī)定，從而提高了帶寬、使用效率和通信效率，簡化了服務(wù)器和客戶機(jī)的程序設(shè)計。

　　本技術(shù)規(guī)范使用的一般原則是：

　　a）無UCMM功能設(shè)備：全部采用不支持UCMM功能的設(shè)備。

　　b）僅限組2服務(wù)器（Group 2 only Server）：一個無UCMM功能的設(shè)備，它使用預(yù)定義主/從連接組來建立通信連接。一個僅限組2的服務(wù)器只能發(fā)送和接收由預(yù)定義主/從連接所定義的標(biāo)識符。

　　c）僅限組2客戶機(jī)（Group 2 only Client）：與僅限組2服務(wù)器相對應(yīng)作為客戶機(jī)的設(shè)備。

　　d）連接到內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，指定充電設(shè)備系統(tǒng)控制器為服務(wù)器，其他連接到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備為客戶機(jī)。

　　5.2.2預(yù)定義主/從連接組報文

　　預(yù)定義主/從連接組有關(guān)的標(biāo)識區(qū)和標(biāo)識符見表7。

　　充電設(shè)備通信協(xié)議分CAN1報文組、CAN2報文組和CAN3報文組。

　　CAN1報文組：連接到充電設(shè)備內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備節(jié)點之間的通信報文集，按制造廠商產(chǎn)品技術(shù)文件的具體規(guī)定。

　　CAN2報文組：連接到充電接口通信網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備之間的通信報文集，應(yīng)符合5.3的規(guī)定。

　　CAN3報文組：連接到充電設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備之間的通信報文集，應(yīng)符合5.4的規(guī)定。

　　5.3 CAN2報文組

　　5.3.1概述

　　CAN2通信報文組用于充電設(shè)備與蓄電池模塊和總成的充電連接和充電控制。

　　CAN2報文組及相關(guān)定義見表11。

　　5.3.7系統(tǒng)時鐘同步報文

　　當(dāng)充電裝置與蓄電池總成建立了連接，CHAR-MODE.3=0（禁止充電）時，若充電設(shè)備的系統(tǒng)時鐘已經(jīng)完成同步（見5.4.3），則將已經(jīng)完成同步的時鐘發(fā)送到蓄電池總成。蓄電池總成接收到該報文后，采用接收到的時鐘數(shù)據(jù)重新設(shè)置系統(tǒng)時鐘，完成蓄電池總成的系統(tǒng)時鐘與充電設(shè)備系統(tǒng)時鐘的同步。

　　CAN2報文組系統(tǒng)時鐘同步報文格式見表19。

　　5.4 CAN3報文組

　　CAN3報文組用于充電設(shè)備與充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的報文。

　　5.4.1輪詢報文

　　CAN3報文組輪詢報文是充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)向連接在充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的充電設(shè)備發(fā)送的輪詢報文。報文格式見表25。

　　5.4.3同步系統(tǒng)時鐘報文

　　充電設(shè)備的系統(tǒng)時鐘可以被同步到圖12所示的充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（1）的時鐘。

　　當(dāng)充電設(shè)備與充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)建立連接后，在必要時，選擇同步系統(tǒng)時鐘操作，充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)立即將充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的當(dāng)前時鐘發(fā)送到充電設(shè)備中，充電設(shè)備接收到該報文后，立即以報文的數(shù)據(jù)重新設(shè)置系統(tǒng)時鐘，完成充電設(shè)備系統(tǒng)時鐘與充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的同步。

　　CAN3報文組系統(tǒng)時鐘同步報文格式見表28。