2020儲能變流器與電池管理系統(tǒng)通信協(xié)議CAN通信

儲能變流器與電池管理系統(tǒng)通信協(xié)議CAN通信協(xié)議范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于儲能變流器與電池管理系統(tǒng)間通過CAN方式進(jìn)行的通信。規(guī)范性引用文件)適用于本文件。ISO11898-1:2015 1部分：數(shù)據(jù)鏈路層和物理信令[Roadvehicle-Controlareanetwork（CAN）Part1：DatalinklayerandphysicalsignalingSAEJ1939-21 21部分：數(shù)據(jù)鏈路層術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1儲能變流器powerconversionsystem；PCS電化學(xué)儲能系統(tǒng)中，連接于電池系統(tǒng)與電網(wǎng)（和/或負(fù)荷）之間的實現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的變流器。3.2電池管理系統(tǒng)batterymanagementsystem；BMS（統(tǒng)。3.3控制器局域網(wǎng)絡(luò)controllerareanetwork；CAN是一種ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議，可有效支持分布式控制或?qū)崟r控制。3.4幀frame組成一個完整信息的一系列數(shù)據(jù)位。13.53.6

CAN數(shù)據(jù)幀CANdataframe用于傳輸數(shù)據(jù)的CAN協(xié)議所必需的有序位域，以幀起始(SOF)開始，幀結(jié)束(EOF)結(jié)報文messages一個或多個具有相同參數(shù)組編號的CAN數(shù)據(jù)幀。3.7擴(kuò)展幀extendedframeCAN2.0B29CAN數(shù)據(jù)幀。3.8禁充prohibitcharging禁止給電池充電。3.9禁放prohibitdischarging禁止給電池放電。3.10BMS心跳信號heartbeatsignalofBMSBMS正常運(yùn)行標(biāo)識值。3.11充電限制電壓limitedchargingvoltage電池組的額定最大充電電壓。3.12放電限制電壓limiteddischargingvoltage電池組的額定最小放電電壓。3.13充電限制電流limitedchargingcurrent電池組的最大充電電流。3.14放電限制電流limiteddischargingcurrent電池組的最大放電電流。3.15荷電狀態(tài)stateofcharge；SOC當(dāng)前電池組中按照規(guī)定放電條件可以釋放的容量占可用容量的百分比。23.16電池健康度stateofhealth；SOH電池組滿充容量相對額定容量的百分比。3.17電池功率狀態(tài)stateofpower；SOP反映電池功率邊界，其數(shù)值上用短時峰值功率值來表示。3.18充電可用電量availablepowerforcharging電池組的可充入電量。3.19放電可用電量availablepowerfordischarging電池組的可放出電量?？倓tPCSBMSCAN2.0B通信協(xié)議。000。數(shù)據(jù)信息傳輸采用低字節(jié)先發(fā)送的格式。通訊物理層ISO11898-12015中關(guān)于物理層的規(guī)定。PCSBMS之間的通信50/250/500kbit/s5ms1所示。圖1通訊物理層示意圖數(shù)據(jù)鏈路層CAN292所示：3其中：SOF——幀起始位；SRR——代用遠(yuǎn)程請求；IDE——標(biāo)識符拓展位；保留位；DLC——數(shù)據(jù)長度碼位；CRCACK——確認(rèn)碼位；EOF——幀結(jié)束位。圖2CAN擴(kuò)展幀（PDU）SAEJ1939(PDU)由七部分組成，分別是優(yōu)先權(quán)、保留位、數(shù)據(jù)頁、PDU格式、PDU特定域（可作為目標(biāo)地址、組擴(kuò)展或?qū)Ｓ?、源地址和?shù)據(jù)域，PDUCAN29位標(biāo)識符，PDU3：圖3協(xié)議數(shù)據(jù)單元應(yīng)用層應(yīng)用層具體要求如下：采用周期發(fā)送的方式發(fā)送數(shù)據(jù)；8個字節(jié)的數(shù)據(jù)寬度。充放電總體過程充放電總體控制過程如下:PCSBMS物理連接完成并低壓輔助上電；PCSBMSPCS啟動保護(hù)功能，并顯示“BMS4PAGEPAGE5充放電總體過程如圖4所示。圖4充放電總體過程安全策略PCS和BMS的安全防護(hù)應(yīng)設(shè)計為三級保護(hù)，保護(hù)等級具體要求為：第一級，通過BMS上傳至PCS的限制指令（充放電電壓電流、禁充/禁放）來控制PCS動作，對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)；第二級，BMS通過故障位或干接點來指令PCS進(jìn)行保護(hù)動作：BMSPCSPCSPCS動作；當(dāng)故障消失時，BMS應(yīng)能恢復(fù)干接點信號。第三級，當(dāng)前兩級防護(hù)都失效時，BMS可通過指令控制關(guān)斷電池主電路。通訊報文PCSBMS報文周期宜采用200ms，報文內(nèi)容及格式見表1。報文示例可參考附錄A。表1PCS發(fā)送幀報文格式CANID0x18F10000+PS*256+SA(PS為BMS設(shè)備地址，默認(rèn)1，SA為PCS設(shè)備地址，默認(rèn)1)字節(jié)信號名稱比例系數(shù)偏移量單位備注Byte00x55///Byte1Byte2無請求：0x0000Byte3請求充/放電控制///請求充電：0x5555請求放電：0xAAAAByte4預(yù)留///Byte5Byte6預(yù)留///Byte7注：PCS設(shè)備地址的分配通過依次累加SA的值實現(xiàn)，BMS設(shè)備地址的分配通過依次累加PS的值實現(xiàn)。BMSPCS一般要求BMS向PCS發(fā)送報文數(shù)據(jù)，報文數(shù)據(jù)信息應(yīng)包括電池組基本信息報文、電池組限制信息報文、電池組狀態(tài)信息報文和電池單體信息報文。電池組基本信息報文報文周期宜采用200ms，報文格式見表2。報文示例可參考附錄A。表2電池組基本信息報文格式CANID0x18E10000+PS*256+SA(PS為PCS設(shè)備地址，默認(rèn)1，SA為BMS設(shè)備地址，默認(rèn)1)字節(jié)信號名稱比例系數(shù)偏移量單位備注Byte0電池組總電壓0.10VByte1Byte2有符號數(shù)Byte3電池組總電流0.10A（電為正）Byte4SOC0.10%Byte5Byte6SOH0.10%Byte7電池組限制信息報文200ms3A。表3電池組限制信息報文格式CANID0x18E20000+PS*256+SA(PS為PCS設(shè)備地址，默認(rèn)1，SA為BMS設(shè)備地址，默認(rèn)1)字節(jié)信號名稱比例系數(shù)偏移量單位備注Byte0充電限制電流0.10AByte1Byte2放電限制電流0.10AByte3Byte4充電限制電壓0.10VByte5Byte6放電限制電壓0.10VByte7PCSPCSPCSPCS允許的最小放電電壓。電池組狀態(tài)信息報文BMSSOP信息報文，200ms4A。表4電池組狀態(tài)信息報文格式CANID0x18E30000+PS*256+SA(PS為PCS設(shè)備地址，默認(rèn)1，SA為BMS設(shè)備地址，默認(rèn)1)字節(jié)信號名稱比例系數(shù)偏移量單位備注Byte0充電可用電量0.10kWhByte1Byte2放電可用電量0.10kWhByte3Byte4BMS狀態(tài)字///詳見表5Byte5Byte6SOP0.10kWByte75BMS位信息數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)定義說明bit0~bit34bit預(yù)留預(yù)留位bit4~bit63bitBMS系統(tǒng)狀態(tài)00:初始狀態(tài)，01：正常06：故障，07：保留bit7~bit115bit預(yù)留預(yù)留位Bit12~bit154bitBMS心跳信號0~15：心跳信號值電池單體信息報文200ms6A。表6電池單體信息報文格式CANID0x18E40000+PS*256+SA(PS為PCS設(shè)備地址，默認(rèn)1，SA為BMS設(shè)備地址，默認(rèn)1)字節(jié)信號名稱比例系數(shù)偏移量單位備注Byte0單體最高電壓0.0010VByte1Byte2單體最低電壓0.0010VByte3Byte4單體最高溫度0.10℃有符號數(shù)（補(bǔ)碼）Byte5Byte6單體最低溫度0.10℃有符號數(shù)（補(bǔ)碼）Byte7附錄A（資料性附錄）通訊報文示例概述PCS每隔200ms向BMS發(fā)送一次數(shù)據(jù)，BMS每隔200ms向PCS發(fā)送一次數(shù)據(jù)，一次性返回所有ID的信息。報文示例PCS向BMS發(fā)送報文數(shù)據(jù)示例報文CANID：0x18F10101報文內(nèi)容：5500AAAA00000000 //PCS請求放電BMS向PCS發(fā)送報文數(shù)據(jù)示例電池組基本信息報文CANID：0x18E10101報文內(nèi)容：8813B80B2003B603 //300.0ASOC=80.0%SOH=95.0%。電池組限制信息報文CANID：0x18E20101報文內(nèi)容：6400401401F581B /10.A5.0A80.V，