摘要:CAN BUS线是应用最广泛的现场总线之一,在行业广泛使用。通过截取BMS和直流充电机之间的CAN报文,可详细分析充电过程中是否符合相关协议,查找故障原因。正确解读报文是查找充电故障的有效措施之一。
本文根据对GB/T 27930-2015的解读,简单介绍了充电整体流程及报文格式,并结合某品牌的充电过程的报文详解如何解析报文。
01
报文解析:
1.1 充电整体流程:
根据GB/T 27930-2015中的第8节,充电过程有六大步骤,报文相关的有四个阶段:
低压辅助电源上电及充电握手阶段;
充电参数配置阶段;
充电阶段;
充电结束阶段。
对于这四个阶段,若在规定的时间内充电机和BMS没有收到报文或收到的报文不正确,则判定超时。一般认为超过5s即为超时。出现超时后,BMS和充电机会发送错误报文,并进入错误处理状态。在充电结束阶段中,如果出现了故障,不必再进行处理,直接结束充电流程。大致流程图如下。
1.2 报文的格式
1.2.1 充电握手阶段
CHM--充电机握手(功能码:26):
当充电机和物理连接并完成上电,且检查电压正常后,由充电机向BMS每隔250ms发送一次充电机握手报文,用于确定双方是否握手正常。报文格式应符合表6的要求。
BHM--BMS握手(功能码:27):
当BMS收到充电机握手报文后,向充电机每隔250ms返回BMS握手报文,提供BMS最高允许充电总电压。报文格式应符合表7要求。
其中,最高输出电压(V):数据分辨率:0.1V/位,0V偏移量
CRM--充电机辨识(功能码:01):
当充电机通过握手确认,并确定绝缘监测正常后,向BMS每隔250ms发送一次充电机辨识报文,用于确认充电机和BMS之间通信链路正确。在收到BMS确认报文前,确认码=0x00;在收到BMS辨识报文后,确认码=0xAA。报文格式应符合表8要求。
BRM--BMS和车辆辨识(功能码:02):
BMS向充电机提供BMS和车辆辨识信息。报文格式应符合表9要求。
1.2.2 充电参数配置阶段
BCP--动力充电参数(功能码:06):
BMS发送给充电机的动力充电参数。如果充电机在5s内没有收到该报文,即为超时错误,充电机应立即结束充电。报文格式见表12。
CTS--充电机发送时间同步信息(功能码:07) :
充电机发送给BMS的时间同步信息。报文格式见表11。
充电机最大输出能力报文(功能码:08) :
充电机将其最大输出能力发送给BMS,以便估算剩余。报文格式见下表。
BRO--BMS 充电准备就绪报文(功能码:09):
BMS发送给充电机电池充电准备就绪报文, 让充电机确认BMS已经准备充电。报文格式见表13。
CRO--充电机输出准备就绪报文(功能码:0a):
充电机发送给BMS充电机输出准备就绪报文,让BMS确认充电机已经准备输出。报文格式见表14。
1.2.3 充电阶段
BCL--电池充电需求报文(功能码:10):
让充电机根据电池充电需求来调整充电电压和充电电流,确保充电过程正常进行。如果充电机在 1s 内没有收到该报文,即为超时错误,充电机应立即结束充电。
恒压充电模式下,充电机的输出的电压应满足电压需求值,输出的电流不能超过电流需求值;恒流充电模式下, 充电机输出的电流应满足电流需求值, 输出的电压不能超过电压需求值。报文格式见表15。
BCS--电池充电总状态报文(功能码:11):
让充电机监视充电过程中电池组充电电压、充电电流等充电状态。报文格式见表16。
BSM-- BMS 发送动力状态信息报文(功能码:13):
充电阶段 BMS 发送给充电机的动力状态信息。报文格式见表18。
CCS--充电机充电状态报文(功能码:12):
让BMS监视充电机当前输出的充电电流、电压值等信息。如果BMS 在 1s 内没有收到该报文,即为超时错误, BMS 应立即结束充电。报文格式见下表。
BMV-- 单体动力电压报文(功能码:15):
各个单体动力电压值。由于 PGN5376 的数据域的最大长度超出 8 字节,需使用传输协议功能传输。报文格式见表19。
BMT--动力温度报文(功能码:16):
动力温度。数据长度超出 8 字节时,需使用传输协议功能传输。报文格式见表20。
其中SPN3361-SPN3488分别对应动力1~128采样点的温度:数据分辨率:1℃/位,-50℃偏移量;数据范围:-50 ℃~+200 ℃。
BSP--动力预留报文(功能码:17):
动力预留报文。数据域长度超出 8 字节时,需使用传输协议功能传输。报文格式见表21。
BST--BMS 中止充电报文(功能码:19 ):
让充电机确认BMS将发送中止充电报文,令充电机结束充电过程以及并告知结束充电原因。报文格式见表22。
CST--充电机中止充电报文(功能码:1a):
让 BMS 确认充电机即将结束充电以及结束充电原因。报文格式见表23。
1.2.4 充电结束阶段
BSD—BMS统计数据(功能码:1c):
让充电机确认 BMS 对于本次充电过程的充电统计数据。报文格式见表 24。
CSD—充电机统计数据报文(功能码:1d):
确认充电机本次充电过程中的充电统计数据,报文格式见表 25。
02
某报文解析:
2.1 充电握手
图2.1 某CHM报文
此处它的功能码为26,因此它是充电机握手报文(CHM)。此报文意思是充电机告知BMS它的通讯协议版本号为00 0001 01H。
图2.2 某BHM报文
此处它的功能码为27,因此它是BMS握手报文(BHM)。此报文意思是BMS告诉充电机它的最高允许充电电压为a0 f0=400V。
图2.3某CRM报文(识别失败)
此处它的功能码为01,因此它是充电机辨识(CRM)报文。此报文意思是充电机暂无法识别BMS,并上报充电机编号及充电站所在区域。
图2.4某CRM报文(识别成功)
不久,充电机识别BMS成功,并上报充电机编号及充电站所在区域。
至此,充电握手成功,进入充电参数配置阶段。
2.2 充电参数配置
图2.5 某CTS报文
此处的功能码为07,因此它是充电机发送时间同步信息(CTS)报文,此报文意思是充电机向BMS发送同步信息:2019年8月15日8时24分36秒。
图2.6 某CML报文
此处的功能码为08,因此它是充电机发送时间同步信息(CML)报文,此报文意思是充电机向BMS发送充电参数信息:
充电电压上限为88 13=5000*0.1=500V,下限为d0 07=2000*0.1=200V;
充电电流上限为10 0e=3600*0.1-400=40A,下限为a0 0f=4000*0.1-400=0A。
图2.7 某BRO报文(未准备好)
此处的功能码为09,因此它是BMS 充电准备就绪(BRO)报文,此报文意思是BMS告知充电机未做好准备。
图2.8某BRO报文(已准备好)
不久,BMS告知充电机已做好准备。
至此,充电参数配置配置完成,进入充电阶段。
2.3 充电
图2.9 某BCL报文1
此处的功能码为10,因此它是电池充电需求(BCL)报文,此报文意思是BMS告知充电机充电需求:
电压:a0 0f=4000*0.1=400V;
电流:a0 0f=4000*0.1-400=0A;
充电模式为恒流充电。
图2.10 某BSM报文
此处的功能码为13,因此它是BMS 发送动力状态信息(BSM)报文,此报文意思是BMS告知充电机此时电池的状态:
最高温度:55=85-50=35℃;最低温度:54=84-50=34℃;
电池电压、SOC、充电过电流、温度输出连接器均正常。电池绝缘不正常,不允许充电。
图2.11 某CCS报文
此处的功能码为12,因此它是充电机充电状态(CCS)报文,此报文意思是充电机告知BMS此时充电机的状态:
电压输出值:48 00=7.2V;
电流输出值:a0 0f=4000*0.1-400=0A;
:00 00=0 min;
能否充电:是。
图2.12 某BCL报文2
之后,BMS再一次下发充电需求报文给充电机,让充电机按以下需求充电:
电压:a0 0f=4000*0.1=400V;
电流:a0 0f=4000*0.1-400=0A;
充电模式为恒流充电。
图2.13 某BCL报文3
某个时刻,BMS又一次下发充电需求报文给充电机,让充电机按以下需求充电:
电压:a0 0f=4000*0.1=400V;
电流:a0 0f=3970*0.1-400=3A;
充电模式为恒流充电。
之后,BMS不断更新充电需求,使电池能充满电。
图2.14 某BST报文
之后某个时刻,人为停止充电。此处的功能码为19,因此它是BMS 中止充电(BST)报文,此报文意思是BMS告诉充电机充电停止是因为充电机主动停止充电,各监测正常。
图2.15 某CST报文
此处的功能码为19,因此它是充电机中止充电(CST)报文,此报文意思是充电机告诉BMS充电停止是因为达到充电设定条件而终止的,且各项检测均正常。
至此,充电阶段结束,进入充电结束阶段。
2.4 充电结束
图2.16 某BSD报文
此处的功能码为1c,因此它是BMS统计数据(BSD)报文,此报文意思是BMS告诉充电机此时电池状态:
SOC:44=68%;
电池电压最高53 01=3.39V,最低54 01=3.4V;
电池温度最高55=35℃,最低54=34℃。
图2.17 某CSD报文
此处的功能码为1d,因此它是充电机统计数据(CSD)报文,此报文意思是充电机告诉BMS此次充电信息:
累计为:00 00=0 min;
输出能量为00 00=0 kw/h;
充电机编号为01 00 00 00=2号
至此,一次完整的充电就完成了。
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关于高斯宝电气
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WattSaving凭借深刻的市场洞察力,相继推出了从2kW-30kW系列小直流充电产品,包括便携式直流充电机SDC系列,壁挂式直流充电机KQC系列,家用式直流充电机SCC系列和落地式直流充电机LDC系列等。WattSaving现已成为直流充电机第一品牌。
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