BMS与直流充电桩通讯协议一致性测试VOL001

故障诊断解决、节点测试标定书籍
整改方案
1.由于强电流产生的是空间磁干扰，所以屏蔽层效果很小，应 该将CAN线缆双绞程度加大，即2线靠的更紧点，保证差模信 号被干扰的程度减小 2.将动力线缆与CAN线缆远离，最近距离不得小于0.5米； 3.CAN接口设计采用CTM1051隔离收发器，隔离、限幅，防 止ECU因为强干扰死机； 4.CAN接口增加磁环、共模电感等效果较好的感性防护器件。 5.外接专用的信号保护器消除干扰，如ZF-12Y2。 6.采用光纤传输，比如致远电子的CANHUB-AF1S1，完全隔 绝干扰。 7.程序中采用多冗余CAN或者在CAN数据域再做一次CRC校 验，防止因为两次局部错误导致的CRC校验失败风险。
行业分析仪器 功率分析仪/功率计 CAN总线分析仪 USB协议分析仪 电力检测仪器 电能质量分析仪 节能检测中心 智能变电站光数字测试仪 电子测量仪器 示波器 高性能逻辑分析仪 高精度数字万用表 可编程直流电源 六合一多功能组合仪器 开发工具 编程器 仿真器
个人简历
黄敏思 广州致远电子股份有限公司 IoT物联网与工业4.0高级市场经理
对异常共模信号做FFT频谱分析
整车控制器 VMS
仪表
与逆变器频率吻合
由于干扰导致帧数据错误
电池管理ECU
分析结果
电机控制器
流量分析通讯延迟原因
果通总用过线C放A的大N负s查c载o看p在，e接的可通【看电流到机量导踩分致下析总油】线门和利，【用负总率载线突从利增1用的0%率原猛】因增测是到试由5工错2具%误，帧测导试致结
应用协议测试的通常问题 ——过于简单，没有异常测试用例太少
1. 充电桩在充电结束阶段无法准确定时10ms发送报文，导致整 个流程卡死。
2. 充电桩在设置了违规的充电机编号，而导致BMS无法认为其
违规而无法充电。
3. 协议中对于某些阶段的超时和分支走向不明确，或者重复发 送一些报文，容易导致死循环、死机。
2006年：加盟致远电子，从事CAN-bus等通讯产品研发工作 2008年：负责CAN-bus现场技术支持与服务工作 2009年：调往致远电子北京分公司，Байду номын сангаас责华北地区的CAN-bus
产品推广应用以及现场技术支持 2010年：任致远电子北京分公司产品经理 2011年：任致远电子工业通讯产品线市场经理 2013年：兼任致远电子CAN分析仪市场经理与CAN总线首席专家 2015年：任致远电子工业IoT物联网市场高级经理
物理层测试的核心——CAN总线抗干扰能力
存在问题：在打开逆变后，CAN总线网络上的信号受到强电磁干扰。
受到干扰后
问题分析：由于干扰，导致帧错误增加，重 发频繁，正确数据不能及时到达。 现象：仪表显示滞后，显示错误。导致司机 判断延迟与错误。影响交通安全。
怎么办
如何定位 干扰频率？
启动车辆，未接通电机
3. 协议测试只进行正常数值和流程的验证。 引发：如果充电过程中，有异常数值和流程，导致程序死机。
我司研发了CAN故障方便排查与分析的工具 ——CANScope分析仪
波形和数据同步接收和存储
测量原理
相当于集成了4台仪器
所有报文（包括错误的）
实时示波器
记录波形与逻辑分析
眼图信号分析
报文和波形同步观察
比亚迪充电桩与BMS通讯测试
GB/T 27930-2011协议测试目前存在的问题
1.对于物理链路层测试一笔带过——遵循SAE J1939规范。 引发：各大厂商基本没有对物理链路层进行测试，导致兼容性问题。
2. SAE J1939规范并不完全适用高电压，大电流的系统。 引发：充电时或者运行时的干扰问题，没有在研发阶段进行测试。
发展历程
1992年
起源
孕育与积累阶段
以单片机方案设计为主
1999年
成立周立功公司
新的机遇—代理 Philips MCU
开始进军半导体的分 销与代理业务
2001年
成立致远电子
投资成立致远电子
研发自主知识产权产品 踏上高新技术发展之路
2012年
高端仪器行业品牌
全力打造嵌入式生态环境
致力于行业高端仪器与 电力自动化产品研发与服务
BMS与直流充电桩通讯协议测试软件
稳定性测试：就是对被测充电桩或者BMS的CAN总线物理层和数据链路层进行协议一 致性与可靠性测试。遵循ISO11898-1/2的标准。
BMS与直流充电桩通讯协议测试软件
稳定性测试：就是对被测充电桩或者BMS的CAN总线物理层和数据链路层进行协议一 致性与可靠性测试。遵循ISO11898-1/2的标准。
海量报文、波形记录：
无数帧独立的报文与一万多 帧连续的波形，需要查看的 数据信手拈来
同步查看报文与波形：
CAN报文窗口，选择任一帧报
点击文看某， 该切 报一换 文帧到 对即应C可A的N波对波形形窗。口，查 应查看波形
错误帧的错误位置
眼图分析
内部集成1Mbyte的高速缓存，快速生成眼图，1 秒内最多可叠加 500,000个 UI。
BMS与直流充电桩通讯协议为什么需要测试
CAN通讯协议——GB/T 27930-2011
直流充电桩与BMS通讯，各大厂商一般都是遵循GB/T 27930-2011的规范。使用 CAN总线通讯，协议基础为SAE J1939
充电过程中断、死机、延迟、错误帧过多
充电过程中断、死机、延迟、错误帧过多
微博与微信
关注微信号“zlg_can”，一对一解决您的CAN问题
关注新浪微博“CAN总线医生黄敏思”，分享问题，共同讨论排查解决 问题
谢 谢！
关键链路层测试1——波特率采样点测试
不同的节点，如果采样点不一致，则会导致错误帧。比如这个 测试出来的采样点为67.5%，适应范围为55%~80%。此采样 点范围过于靠前，建议修改波特率配置，调整到75%
关键链路层测试2——位宽度容忍测试
测试出来的波特率适应范围为240k~260kbps，容忍度为 ±4%，大于±3%的规范，故此系统的波特率适应范围非常优良， 可以保证在绝大多数温度环境情况下工作，兼容其他厂家设备。
主营业务
嵌入式工控与物联网
工业控制 ARM/x86工控核心板 ARM开发板与工控板 工业通讯 CAN-bus现场总线 工业以太网 无线通讯 物联网 手持智能移动终端 条码识读引擎 门禁产品 分布式数据采集模块 工业自动化软件
电源产品
电源模块 接口模块 信号调理 灯光照明
高端测量与分析仪器
BMS与直流充电桩 通讯协议一致性测试
Protocol conformance testing of BMS and DC charging piles
主讲人：黄敏思 广州致远电子股份有限公司高级市场经理
公司介绍
广州致远电子股份有限公司成立于2001年，注册资金5000万元，国家级高新
技术认证企业，广州市高端工控测量仪器工程技术研究开发中心，Intel ECA 全球合作伙伴和微软嵌入式系统金牌合作伙伴。
CAN总线工作稳定
接通电机，拨前进挡
CAN总线出现较多错误，可能会导致数据传输延迟
不接通电机，只打开助力
CAN总线错误率不高，基本不影响正常通信
接通电机，拨前进档，踩油门
CAN总线错误率极高，数据传 输滞后非常明显
发电状态
CAN总线错误较少，不 会影响通讯
FFT分析干扰频率
破解方法：对异常共模信号做FFT频谱分析，帮助用户快速定位共模干扰频率。
1
2
3
4
① 眼图信息：包括叠加UI数、电压幅值、信号质量(SNR信噪比、ER消光比)等。 ② 采样点评估：自动给出最佳采样点的时间位置, 以不同的颜色形象地标示。 ③ 自动测量：包括时间测量和电压测量，支持眼宽、眼高自动测量和手动测量。 ④ 眼图违规标记：导入眼图模板，对触碰到模板的违规报文、波形进行标记。
异常流程测试： 仪器在每个充电 流程中，设置一 系列的异常测试 用例，以检验充 电桩在遇到这些 异常时，是否能 有正确的异常响 应，并且不死机
BMS与直流充电桩通讯协议测试软件
同样，CANScope也可以模拟一个充电桩对BMS进行通信协议的仿真测试，只是由于 没有真正的充电输出，所以需要其他仪器和设备进行辅助。
物理层测试内容
物理层一致性测试 （ISO11898-2） 1.输出电压测试； 2.输入电压阈值测试； 3.内阻测试 4.输入电容测试； 5.最大最小设备供电电压； 6.信号边沿测试； 7.信号特征测试； 8.位时间测试； 9.波特率容忍度测试； 10.容错性能测试； 11.内部延时测试；
数据链路层一致性测试 （ISO11898-1） 1.采样点测试； 2.CAN2.0B兼容测试； 3.报文的DLC测试； 4.报文标示符测试； 5.报文发送方式测试； 6.总线负载压力测试；
BMS与直流充电桩通讯协议测试软件
所以我们专门为充电桩与BMS通讯做了一套系统测试软件，用于测试被测充电桩或者 新能源汽车BMS是否符合国标GB/T27930，以及物理层链路层ISO11898可靠性测试。
BMS与直流充电桩通讯协议测试软件
监控测试：通过监听充电桩和BMS通信过程，对违反GB/T 27930-2011应用协议的过 程进行打印，并不中断通信过程，起到一个裁判作用。用于现场的故障诊断。
BMS与直流充电桩通讯协议测试软件
仿真测试：CANScope模拟一辆车对充电桩进行通信协议的仿真测试，分为正常流程 测试与异常流程测试。
BMS与直流充电桩通讯协议测试软件
正常流程测试： 仪器按照正常的 充电过程，发送 和响应正确的模 拟数据，以检验 充电桩是否能正 常运行。
BMS与直流充电桩通讯协议测试软件
我们最早的一个BMS管理与充电项目
2008年为举办2010年世博会唯一的指定用车申沃牌（上海市政府与沃尔 沃集团）SWB6121C型超级电容城市客车制作BMS管理系统，此款超级电容 车的核心设备：“多组电池平衡充放电控制系统”和“电能监控中央显示系 统”由我司提供。从那时开始我们就开始研究和充电设备的通讯协议。