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BMS与直流充电桩通讯协议一致性测试VOL001


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
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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。
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
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。
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。
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
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
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 ——CANScop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
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!
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
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
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
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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。
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。
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。
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,负责华北地区的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
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。
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。
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。
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
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。
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
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