鋰離子蓄電池總成接口和通信協(xié)議（JB/T 11138—2011）

　　1范圍

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋰離子蓄電池總成的術(shù)語和定義、接口和協(xié)議、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式及充電設(shè)備與鋰離子蓄電池總成的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

　　本標(biāo)準(zhǔn)也適用于組成鋰離子蓄電池總成的鋰離子蓄電池模塊的接口和通信協(xié)議。

　　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

　　SAEJ 1939-11：2006物理層—250kbit/s，屏蔽雙絞線

　　3術(shù)語和定義

　　JB/T 11137—2011 中界定的及以下術(shù)語和定義適用于本文件。

　　3.1

　　內(nèi)部接口（CAN1接口）internal interface（CAN1）

　　鋰離子蓄電池總成控制器（BECU）與組成鋰離子蓄電池總成的鋰離子蓄電池模塊和其他設(shè)備連接的網(wǎng)絡(luò)電氣、控制和通信接口電路的總稱。

　　3.2

　　充放電控制接口（CAN2接口）interface of charge and discharge equipment（CAN2）

　　鋰離子蓄電池總成控制器（BECU）或鋰離子蓄電池模塊與充電設(shè)備和用電設(shè)備連接的網(wǎng)絡(luò)接口。

　　3.3

　　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。

　　3.4

　　放電接口discharge interface

　　鋰離子蓄電池總成控制器（BECU）與用電設(shè)備連接的通信接口和電路接口的總稱。其中除蓄電池輸出電源正極和負(fù)極連接接口外，還包括放電控制電路接口、I/O放電控制電路接口的部分或全部。

　　3.5

　　用戶通信接口（CAN3 接口）communication interface for user equipment（CAN3）

　　鋰離子蓄電池總成控制器（BECU）與用戶系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的CAN通信接口，用于與用戶設(shè)備的信息交換。

　　3.6

　　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(diǎn)或不同的節(jié)點(diǎn)上。

　　3.7

　　連接標(biāo)識符connection ID（CID）

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

　　3.8

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

　　DeviceNet節(jié)點(diǎn)的鏈路地址。

　　3.9

　　源MAC ID source MAC ID

　　發(fā)送報文節(jié)點(diǎn)的MAC ID。

　　3.10

　　目的MAC ID destination MAC ID

　　接收報文節(jié)點(diǎn)的MAC ID。

　　3.11

　　節(jié)點(diǎn)node

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

　　3.12

　　消費(fèi)者consumer

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

　　3.13

　　生產(chǎn)者producer

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

　　3.14

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

　　8位整數(shù)。

　　3.15

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

　　16位整數(shù)。

　　3.16

　　服務(wù)器server

　　為其他對象（客戶機(jī)）提供服務(wù)的對象。

　　3.17

　　客戶機(jī)client

　　客戶機(jī)包括：

　　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)。

　　3.18

　　單體蓄電池電壓監(jiān)測電路voltage monitoring circuit unit for battery cell

　　與每個單體蓄電池相連接，用于對單體蓄電池最高工作電壓和最低工作電壓進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。

　　4接口和協(xié)議

　　4.1概述

　　組成鋰離子蓄電池模塊和總成的蓄電池管理系統(tǒng)（以下簡稱蓄電池管理系統(tǒng)）的接口如圖1所示，分為內(nèi)部接口（1）、充電接口（2）、用戶通信接口（3）和放電接口（4）。

　　充電接口（2）和放電接口（4）共用蓄電池管理系統(tǒng)的充放電接口。

　　4.2內(nèi)部接口和協(xié)議

　　4.2.1內(nèi)部接口的組成

　　內(nèi)部接口的分類和組成應(yīng)符合附錄A的規(guī)定。

　　4.2.2內(nèi)部接口的CAN通信協(xié)議

　　內(nèi)部接口的CAN通信協(xié)議應(yīng)符合第5章的規(guī)定。

　　4.2.3內(nèi)部接口控制電路的接口協(xié)議

　　內(nèi)部接口控制電路接口由充放電控制電路接口、單體蓄電池電壓監(jiān)測電路接口、I/O電路接口和網(wǎng)絡(luò)電源組成，具體規(guī)定應(yīng)符合附錄B的規(guī)定。

　　4.3充電接口

　　充電接口用于充電設(shè)備與蓄電池總成或模塊的連接。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，其組成應(yīng)符合附錄C的規(guī)定。

　　充電接口由CAN通信接口、充電控制導(dǎo)引電路接口、充電控制電路接口、I/O充電控制電路接口和網(wǎng)絡(luò)電源組成。

　　4.3.1CAN通信接口

　　CAN通信接口的電氣性能應(yīng)符合第5章的規(guī)定。

　　4.3.2充電控制導(dǎo)引電路

　　充電控制導(dǎo)引電路和接口協(xié)議應(yīng)符合D.2的規(guī)定。

　　4.3.3充電控制電路接口和接口協(xié)議

　　充電控制電路接口和接口協(xié)議應(yīng)符合D.3的規(guī)定。

　　4.3.4I/O充電控制電路

　　I/O充電控制電路接口和接口協(xié)議應(yīng)符合D.4的規(guī)定。

　　4.4放電接口

　　放電控制電路接口和接口協(xié)議應(yīng)符合附錄E的規(guī)定。

　　4.5用戶通信接口

　　用戶通信接口用于BECU接口電路與用戶設(shè)備系統(tǒng)CAN通信的連接。

　　4.6拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和設(shè)備

　　4.7拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　標(biāo)準(zhǔn)型和均衡型蓄電池總成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　4.8網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

　　4.8.1蓄電池總成控制器（BECU）

　　蓄電池總成控制器（BECU）應(yīng)具有以下電路接口的部分或全部：

　　a）內(nèi)部接口：用于與鋰離子蓄電池模塊和組成鋰離子蓄電池總成的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口的連接。

　　b）充放電接口：用于蓄電池總成與充電設(shè)備和放電設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口的連接。

　　c）蓄電池總成監(jiān)測系統(tǒng)接口：連接于內(nèi)部接口的CAN總線，用于蓄電池總成監(jiān)測系統(tǒng)的連接。

　　d）用戶通信接口：用于蓄電池總成與用戶設(shè)備系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)接口的連接。

　　e）網(wǎng)絡(luò)電源接口：用于與為鋰離子蓄電池總成的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供低壓直流電源的連接。該接口有兩個輸入端，其中一個用于連接用電設(shè)備中為蓄電池總成中的蓄電池管理系統(tǒng)提供電源的電源設(shè)備，另一個用于連接充電設(shè)備中為蓄電池總成中的蓄電池管理系統(tǒng)提供電源的電源設(shè)備。

　　4.9物理層

　　蓄電池管理系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)的物理層應(yīng)符合JB/T 11137—2011中5.2.13.1的規(guī)定。

　　4.10網(wǎng)絡(luò)電源

　　網(wǎng)絡(luò)電源應(yīng)符合JB/T 11137—2011中5.2.13.1的規(guī)定。

　　4.11狀態(tài)指示燈

　　蓄電池管理系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備通信接口的通信鏈路狀態(tài)指示燈采用紅色和綠色雙色指示燈，顯示狀態(tài)應(yīng)符合表1的規(guī)定。

　　5通信協(xié)議

　　5.1概述

　　蓄電池管理系統(tǒng)通信協(xié)議由內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議（簡稱CAN1報文組）、充電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)通信協(xié)議（簡稱CAN2報文組），和與用戶系統(tǒng)連接的通信接口通信協(xié)議（簡稱CAN3報文組）組成。

　　CAN1報文組和CAN2報文組采用符合GB/T 18858.3—2002中規(guī)定的生產(chǎn)消費(fèi)型通信模型。報文格式應(yīng)符合GB/T 18858.3—2002中的規(guī)定；采用11位CAN標(biāo)識區(qū)。標(biāo)識區(qū)劃分為四個獨(dú)立的報文組：報文組1、報文組2、報文組3和報文組4。

　　5.2預(yù)定義主/從連接組

　　5.2.1概述

　　本標(biāo)準(zhǔn)不使用UCMM的預(yù)定義報文組，對組成鋰離子蓄電池總成的相關(guān)設(shè)備的CAN通信節(jié)點(diǎn)的連接配置作出了具體規(guī)定，提高了帶寬的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(jì)。

　　鋰離子蓄電池總成通信協(xié)議應(yīng)遵循的一般原則是：

　　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CAN1接口的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，指定BECU為服務(wù)器，其他設(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3。

　　5.3 CAN3接口通信協(xié)議

　　CAN3接口用于蓄電池總成與用戶系統(tǒng)通信連接，通信協(xié)議應(yīng)符合附錄F的規(guī)定。

　　5.4節(jié)點(diǎn)和地址分配

　　節(jié)點(diǎn)和地址分配見表6。

　　5.5.2鋰離子蓄電池總成狀態(tài)報文

　　鋰離子蓄電池總成狀態(tài)報文是蓄電池總成控制器（BECU）通過內(nèi)部接口向連接在內(nèi)部接口的設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)送的I/O報文。報文見表8。

　　5.5.3鋰離子蓄電池總成基本信息報文（1）

　　鋰離子蓄電池總成基本信息報文（1），是蓄電池總成控制器（BECU）通過內(nèi)部接口向連接在內(nèi)部接口的設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)送的I/O報文。報文見表9。

　　5.5.6輪詢/同步報文

　　由蓄電池管理系統(tǒng)控制器的內(nèi)部接口（BECU/CAN1）向與內(nèi)部接口連接的各節(jié)點(diǎn)發(fā)送的輪詢/觸發(fā)報文，間隔為2ms，周期為500ms。報文格式見表14。

　　5.5.8絕緣狀態(tài)報文

　　需要時，可以在內(nèi)部接口連接的網(wǎng)絡(luò)上連接鋰離子蓄電池總成絕緣監(jiān)測設(shè)備。絕緣監(jiān)測狀態(tài)報文見表16。

　　5.6.2鋰離子蓄電池總成基本信息（1）

　　鋰離子蓄電池總成基本信息報文（1）（見表18）是蓄電池總成控制器充放電接口（BECU/CAN2）或鋰離子蓄電池模塊向充電和用電設(shè)備發(fā)送的I/O報文。

　　當(dāng)鋰離子蓄電池總成與充電設(shè)備建立連接后，開始發(fā)送該報文。

　　5.6.4鋰離子蓄電池總成基本信息（3）

　　鋰離子蓄電池總成基本信息報文（3）（見表20）是蓄電池總成控制器充放電接口（BECU/CAN2）或鋰離子蓄電池模塊向充電和用電設(shè)備發(fā)送的I/O報文。

　　當(dāng)鋰離子蓄電池總成或模塊與充電設(shè)備建立連接后，開始發(fā)送該報文。

　　5.6.6放電設(shè)備控制報文

　　放電設(shè)備控制報文（見表22）是蓄電池總成控制器充放電接口（BECU/CAN2）或蓄電池模塊向用電設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)送的報文。

　　鋰離子蓄電池總成或模塊與用電設(shè)備建立連接后，禁止發(fā)送充電設(shè)備控制報文（CAN2-53），開始發(fā)送該報文。

　　5.6.8CAN2同步系統(tǒng)時鐘報文

　　當(dāng)充電設(shè)備與充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)建立連接后，必要時由充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送系統(tǒng)同步時鐘報文（見表24）。

　　當(dāng)充電設(shè)備與鋰離子蓄電池總成建立連接后，若CHAR-MODE.3=0，充電設(shè)備即以500ms間隔周期通過充放電接口連續(xù)發(fā)送該報文。

　　BECU/充放電接口消費(fèi)該報文后，以接收到的時鐘參數(shù)重新設(shè)置系統(tǒng)時鐘，然后返回充電允許信號（CHAR-MODE.3=1）。

　　當(dāng)充電設(shè)備接收到充電允許（CHAR-MODE.3=1）后，停止發(fā)送該報文。

　　5.6.10電池模塊溫度報文

　　電池模塊溫度報文見表27、表28、表29。

　　5.7CAN3報文組

　　CAN3報文組用于蓄電池總成控制器用戶通信接口（BECU/CAN3）與用戶設(shè)備的通信連接。

　　CAN3報文組見附錄F。

　　6數(shù)據(jù)格式

　　通信協(xié)議的數(shù)據(jù)格式見表30。

　　7充電設(shè)備與鋰離子蓄電池總成的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換

　　在充電過程中，充電設(shè)備和鋰離子蓄電池總成的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖3所示。

　　a）蓄電池總成控制器（BECU）上電，并完成初始化后，進(jìn)入正常采樣和數(shù)據(jù)處理程序，蓄電池總成符合允許充電條件，則檢查充電導(dǎo)引電路狀態(tài)：若充電導(dǎo)引電路狀態(tài)為0電平，指示充電設(shè)備沒有連接，或雖連接但充電設(shè)備沒有開機(jī)。應(yīng)將充電允許位（CHAR-MODE.3）置為禁止充電狀態(tài)（0）。

　　b）當(dāng)充電設(shè)備與鋰離子蓄電池總成建立連接后，若蓄電池總成控制器（BECU）處于禁止充電狀態(tài)，則充電引導(dǎo)電路將由0電平轉(zhuǎn)換為高電平。

　　c）當(dāng)蓄電池總成控制器（BECU）檢測到充電控制導(dǎo)引電路處于高電平狀態(tài)時，表示充電設(shè)備已經(jīng)處于請求充電狀態(tài)。若鋰離子蓄電池總成允許充電，則以50ms間隔發(fā)送CAN2-50、51、52、53報文。

　　d）充電設(shè)備收到CAN2-50、51、52、53報文后，即以500ms間隔連續(xù)通過CAN2接口發(fā)送系統(tǒng)時鐘同步報文CAN2-55。

　　e）蓄電池總成控制器（BECU）接收到系統(tǒng)時鐘同步報文CAN2-55后，核對BMS-MODE和CHAR-MODE的值。當(dāng)與發(fā)送值相同時，若動力鋰離子蓄電池總成允許充電，即置充電控制導(dǎo)引電路為中電平，并將允許充電狀態(tài)CHAR-MODE.3置為1。若同步時鐘參數(shù)不為0，同時進(jìn)行系統(tǒng)時鐘同步操作（見5.6.8）。

　　f）充電設(shè)備檢測到充電控制導(dǎo)引電路為中電平，及充電允許標(biāo)志CHAR-MODE.3=1時，若充電機(jī)已經(jīng)接收到充電啟動指令（充電鍵已有效和/或充電操作IC卡已經(jīng)插入并有效和/或接收到充電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)來的啟動命令），則立即啟動充電設(shè)備，開始充電。

　　g）在充電過程中，若蓄電池總成控制器（BECU）不允許繼續(xù)充電，則將充電控制導(dǎo)引電路置為低電平，并將充電允許標(biāo)志CHAR-MODE.3置為0。此時充電設(shè)備將立即終止充電，關(guān)閉充電設(shè)備，并切斷鋰離子蓄電池與充電設(shè)備的連接。

　　h）僅當(dāng)充電設(shè)備充電控制導(dǎo)引電路處于中電平狀態(tài)時，才允許進(jìn)行充電。對于其他狀態(tài)，充電設(shè)備將立即關(guān)閉。