纯电动车BMS与整车系统CAN通信协议模板.doc

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正宇纯电动车

电池管理系统与整车系统CAN通信协议
(GX-ZY-CAN-V1.00)

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V1.00

用于永康正宇纯电动车系统

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1 范围
本标准要求了电动汽车电池管理系统(Battery Management System, 以下简称BMS)与电机控制器(Vehicle Control Unit, 简称VCU)、 智能充电机(Intelligent Charger Unit, 简称ICU)之间通信协议。
本标准适适用于电动汽车电池管理系统与整车系统和充电系统数据交换。
本标准CAN标识符为29位, 通信波特率为250kbps。
本标准数据传输采取低位先发送格式。
本标准应用于正宇纯电动轿车电池管理系统。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件应用是必不可少。通常注日期版本适适用于本文件。凡不是注日期引用文件, 其最新版本（包含全部修改单）适适用于本文件。
ISO 11898-1: 道路车辆 控制器局域网络 第1部分: 数据链路层和物理信令(Road Vehicles – Controller Area Network (CAN) Part 1: Data Link Layer and Physical Signalling).
SAE J1939-11: 商用车控制系统局域网络(CAN)通信协议 第11部分: 物理层, 250Kbps, 屏蔽双绞线(Recommanded Practice for a Serial Control and Communications Vehicle Network Part 11: Physical Layer,250Kbps,Twisted shielded Pair).
SAE J1939-21: 商用车控制系统局域网络（CAN）通信协议 第21部分: 数据链路层(Recommanded Practice for a Serial Control and Communications Vehicle Network Part 21: Data Link Layer).
3 网络拓扑结构说明
电动汽车网络采取CAN 互连结构以下所表示, CAN1总线为电池管理系统与电机控制器之间数据通信总线, CAN2总线为电池管理系统与充电机之间数据通信总线。电池管理系统内部主控单元与电池管理单元之间经过内部CAN总线进行数据通信。电机控制器将BMS提供总电压、 电流及最高单体电压、 最低单体电压、 温度及关键状态显示在车载仪表上。

图一 整车总线拓扑
4 数据格式
网络信号数据格式遵守下表, 双行定义遵照首行;
数据类型
百分比因子
范围（实际量程）
偏移量
字节数
以下为BMS系统数据格式定义
总电压(直流)
0.1V/bit
0 - 4000(0-400V)
0
2BYTE
总电流(直流)
0.1A/bit
28000 - 36000(-400A- 400A)
-3
2BYTE
单体电压
0.01V/bit
0 - 500(0-5V)
0
2BYTE
温度
1℃/bit
0 - 165(-40 - 125℃)
-40
1BYTE
电池（SOC）
0.4%/bit
0 - 250(0 -100%)
0
1BYTE
生命信号
1/bit
0 - 255
0
1BYTE
行驶里程
0.1Km/bit
0-3000000（0 – 30万Km）
0
4BYTE
车速
1kmph/bit
0-200 （0 – 200Kmph）
0
1BYTE
最大许可电流
0.1A/bit
0 to 5000(0-500A)
0
2BYTE

5通信规范
5.1数据链路层应遵照标准
总线通讯速率为: 250Kbps, 数据链路层要求关键参考CAN2.0B和SAE J1939相关要求。使用CAN扩展帧29位标识符并进行了重新定义, 以下为29位标识符分配表:
IDENTIFIER 11BITS
SRR
IDE
PRIORITY
R
DP
PDU FORMAT(PF)
SRR
IDE
3
2
1
1
1
8
7
6
5
4
3

28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18

IDENTIFIER EXTENSION 18BITS
PF
PDU SPECIFIC(PS)
SOURCE ADDRESS(SA)
2
1
8
7
6
5
4
3
2
1
8
7
6
5
4
3
2
1
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

其中, 优先级为3位, 能够有8个优先级; R通常固定为0; DP现固定为0; 8位PF为报文代码; 8位PS为目标地址或组扩展; 8位SA为发送此报文源地址;
›接入网络每一个节点都有名称和地址, 名称用于识别节点功效和进行地址仲裁, 地址用于节点数据通信
›每个节点都最少有一个功效, 可能会有多个节点含有相同功效, 也可能一个节点含有多个功效
›对于多字节数据, 采取小端方法, 如4660=0x1234, 首先发送0x34,再发送0x12
5.2 CAN网络地址分配表
结点名称
地址 SOURCE ADDRESS(SA)
电池管理系统(BMS)
243(0xF3)
电机控制器(MCU)
167(0xA7)
5.3 CAN通信参数
Baud Rate(kbps)
Sampling Point
TQ(μs)
Tbit(TQ)
Tprs(TQ)
Tph1(TQ)
Tph2(TQ)
Tsjw(TQ)
250
62.5%
0.5
8
1
3
3
1
6协议报文
6.1电机控制器èBMS
6.1.1 MCU-BMS-1(0x18FFF3A7)
OUT
IN
SRR
IDE
ID（0x18FFF3A7）
周期(ms)
MCU
BMS
0
1
P
R
DP
PF
PS
SA
1000
6
0
0
255
243
167
数 据
位置
数据名
分辨率
偏移量
取值范围
BYTE
BIT
BYTE1
7-0
保留

BYTE2
7-0
保留

BYTE3
7-0
保留

BYTE4
7-0
车速
1kmph/bit
0kmph
0-250kmph
BYTE5
7-0
里程LL
0.1Km/bit
0Km
0-30万公里
BYTE6
7-0
里程LH
BYTE7
7-0
里程HL
BYTE8
7-0
里程HH

注: 电机控制器提供BMS车速和里程信息, 方便远程监控和耗电量统计使用。（需工程师确定）

6.2 BMSè电机控制器
6.2.1 BMS-MCU-1（ID: 0x1801A7F3）
OUT
IN
SRR
IDE
ID（0x1801A7F3）
周期(ms)
BMS
MCU
0
1
P
R
DP
PF
PS
SA
100
6
0
0
1
167
243
数 据
位置
数据名
分辨率
偏移量
取值范围
BYTE
BIT
BYTE1
7-0
电池组总压
0.1V/bit
0V
0-320V
BYTE2
7-0
BYTE3
7-0
电池组电流
0.1A/bit
-3200A
-500A-500A
(充电为负, 放电为正)
BYTE4
7-0
BYTE5
7-0
SOC
0.4%/bit
0
0%-100%
BYTE6
1-0
(LSB)
电池电压过充状态
00: 正常
01: 单体电池电压偏高或电池组总压偏高
(一级故障, 限制回馈电流, 降充电机电流; 标识电池已充满电)
10: 单体电池电压过高或电池组总压过高
(二级故障, 严禁回馈充电, 关闭充电输出)
11: 电池过充(三级报警, 切充电继电器)
3-2
电池电压过低状态
00: 正常
01: 单体电池欠压或SOC低
(一级故障, 需补电, 电机限功率输出)
10: 单体电池电压过低或电池组总压过低
(二级故障, 电机控制器立刻停车)
11: 电池过放(三级故障, 切放电继电器)
5-4
充电过流状态
00: 正常
01: 电池充电或回馈电流轻度过流
(一级故障, 电机需限制回馈电流)
10: 电池充电或回馈电流严重过流
(二级故障, 切充放电继电器)
11: 保留
7-6
(MSB)
放电过流状态
00: 正常
01: 电池放电轻度过流
(一级故障, 电机需限制回馈电流)
10: 电池放电严重过流
(二级故障, 切充放电继电器)
11: 保留
BYTE7
1-0
(LSB)
电池温度不均衡状态
00: 无故障
01: 电池温差>10℃(一级故障, 只报警)
10: 电池温差>15℃(二级故障, 只报警)
11: 保留
3-2
温度过高状态
00: 无故障
01: 电池高温(一级故障, 只报警)
10: 电池过温(二级故障, 切充放电继电器)
11: 保留
5-4
电池低温状态
00: 无故障
01: 电池低温(一级故障, 切充电继电器)
10: 电池超低温(二级故障, 切充放电继电器)
11: 保留
6
电池电压不均衡状态
0: 正常
1: 整组电压不均衡(一级故障, 只报警)
7
（MSB）
BMS内部(自检)故障
0: 无故障
1: BMS内部从板检测或通信故障
(二级故障, 切充放电继电器)
BYTE8
7-0
BMS CAN生命信号
1/bit
0
0-255

注:
（1） 上面故障已经在BMS程序中考虑延时判定, 整车控制器检测到故障位后可立刻实施对应动作。提议一、 二、 三级故障都在仪表上显示。
（2） 不一样故障类型各级故障处理方法不一样, 参考故障等级后简略控制策略描述。
（3） 电机控制器在接收到需限制回馈电流标志或需限功率标志后, 电机控制器依据下面报文中提供最大许可回馈电流和最大许可放电电流值限制电机回馈电流和输出功率。
6.2.2 BMS-MCU-2（ID: 0x1802A7F3）
OUT
IN
SRR
IDE
ID（0x1802A7F3）
周期(ms)
BMS
MCU
0
1
P
R
DP
PF
PS
SA
100
6
0
0
2
167
243
数 据
位置
数据名
分辨率
偏移量
取值范围
BYTE
BIT
BYTE1
7-0
最大许可回馈电流
0.1A/bit
0A
0-500A
BYTE2
7-0
BYTE3
7-0
最大许可放电电流
0.1A/bit
0A
0-500A
BYTE4
7-0
BYTE5
1-0(LSB)
整车状态
00: 行车
01: 充电插头已连接
(报警显示, 电机控制器不许可开启)
10: 充电插头已连接, 且电池需加热, 严禁充电(报警提醒, 此时不许可对电池进行充电, 电机控制器不许可开启)
11: 充电中
(报警显示, 电机控制器不许可开启)
7-2
保留

BYTE6
7-0
保留

BYTE7
7-0
电池组最高温度
1℃/bit
-40℃
-40-125℃
BYTE8
7-0
电池组最低温度
1℃/bit
-40℃
-40-125℃

6.2.3 BMS-MCU-3（ID: 0x1803A7F3）

OUT
IN
SRR
IDE
ID（0x1803A7F3）
周期(ms)
BMS
MCU
0
1
P
R
DP
PF
PS
SA
500
6
0
0
3
167
243
数 据
位置
数据名
分辨率
偏移量
取值范围
BYTE
BIT
BYTE1
7-0
最高单体电压
0.01V/bit
0V
0-5V
BYTE2
7-0
BYTE3
7-0
最低单体电压
0.01V/bit
0V
0-5V
BYTE4
7-0
BYTE5
7-0
最高单体电压箱号
1/bit
0
1-2#
BYTE6
7-0
最高单体电压箱内编号
1/bit
0
1-24#
BYTE7
7-0
最低单体电压箱号
1/bit
0
1-2#
BYTE8
7-0
最低单体电压箱内编号
1/bit
0
1-24#

6.3 BMS与充电机通信报文
6.3.1 BMS充电控制报文（ID: 0x1806E5F4）
OUT
IN
SRR
IDE
ID（0x1806E5F4）
周期(ms)
BMS
CCS1
0
1
P
R
DP
PF
PS
SA
1000
6
0
0
6
229
244
数 据
位置
数据名
分辨率
偏移量
取值范围
BYTE
BIT
BYTE1
7-0
最高许可充电端电压高字节
0.1V/bit
0V
0V-450V
BYTE2
7-0
最高许可充电端电压低字节
BYTE3
7-0
最高许可充电端电流高字节
0.1A/bit
0
0-40A
BYTE4
7-0
最高许可充电端电流低字节
BYTE5
7-0
控制
0-充电开启, 1-电池保护, 充电关闭
BYTE6
7-0
保留置0x00

BYTE7
7-0
保留置0x00

BYTE8
7-0
保留置0x00

6.3.2 充电机广播报文（ID: 0x18FF50E5）

OUT
IN
SRR
IDE
ID（0x18FF50E5）
周期(ms)
BMS
ALL
0
1
P
R
DP
PF
PS
SA
500
6
0
0
255
80
245
数 据
位置
数据名
分辨率
偏移量
取值范围
BYTE
BIT
BYTE1
7-0
输出电压高字节
0.1V/bit
0V
0-450V
BYTE2
7-0
输出电压低字节
BYTE3
7-0
输出电流高字节
0.1A/bit
0A
0-40A
BYTE4
7-0
输出电流低字节
BYTE5
7-0
状态标志STATUS
BIT0: 硬件故障 0—正常 1—故障
BIT1: 充电机温度 0—正常 1—过温
BIT2: 输入电压 0—正常 1—错误
BIT3: 开启状态 0—开启 1—关闭
BIT4: 通信状态 0—正常 1—超时
BYTE6
7-0
保留置0x00

BYTE7
7-0
保留置0x00

BYTE8
7-0
保留置0x00