DB5115-T 104.5-2023 换电式重卡车载换电系统互换性 第5部分：车辆与电池系统的通信

ICS43.020CCST405115IDB5115/T104.5—2023 12规范性引用文件 13术语和定义 24缩略语 25一般要求 26总线要求 57报文分类 6 附录B（规范性）信号位置定义 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是DB5115/T104—2023《换电式重卡车载换电系统互换性》的第5部分。DB5115/T104—2023已经发布了以下部分:——第1部分:换电电气接口——第2部分:换电冷却接口——第3部分:换电机构——第4部分:换电电池系统——第5部分:车辆与电池系统的通信请注意本文件的某些内容可能涉及专利,本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由四川智锂智慧能源科技有限公司提出。本文件由宜宾市经济合作和新兴产业局归口。本文件起草单位:浙江吉利新能源商用车集团有限公司、四川智锂智慧能源科技有限公司、四川时代新能源科技有限公司、四川新能源汽车创新中心有限公司、宜宾宜瑞汽车有限公司、宜宾三江绿城能源科技有限公司、宜宾市消防救援支队、中国汽车工程研究院股份有限公司。本文件主要起草人:于祥珍、洪木楠、王清明、李立国、许正功、曾云川、沈明、聂开武、武春莉、邱远强、王利军、何富伟、熊萌。本文件为首次发布。DB5115/T104.5—2023《换电式重卡车载换电系统互换性》系列标准旨在规范换电式重卡车载换电系统的互换性，从而实现车辆、换电电池系统和换电站之间的互换。该系列标准拟由五个部分组成：——第1部分：换电电气接口。目的在于规范换电系统电气接口，包括电气接口的一般要求、电气要求、结构要求、安全要求、性能要求和试验方法。——第2部分：换电冷却接口。目的在于规范换电冷却接口，包括冷却接口的性能要求、尺寸布置和试验方法。——第3部分：换电机构。目的在于规范换电电池系统的抓取接口、承载面、导向定位、锁止等机械接口形式及尺寸，以及电气接口和冷却接口安装位置，保证换电电池系统抓取性能、导向定位能力和锁紧能力，实现换电电池系统在结构形式上的互换。——第3部分：换电机构。目的在于规范换电电池系统的抓取接口、承载面、导向定位、锁止等机械接口形式及尺寸，以及电气接口和冷却接口安装位置，保证换电电池系统抓取性能、导向定位能力和锁紧能力，实现换电电池系统在结构形式上的互换。——第4部分：换电电池系统。目的在于规范换电电池系统，包括换电电池系统的一般要求和尺寸要求。——第5部分：车辆与电池系统的通信。目的在于通过规定高压架构、上下电逻辑及交互信号等，实现不同厂家车辆与不同厂家的电池互换后无障碍通信。DB5115/T104.5—20231换电式重卡车载换电系统互换性本文件规定了后背式换电的电动重卡车载换电系统电气接口的一般要求、总线要求和报文分类。本文件适用于后背式电池系统整体换电的电动重卡，其他形式换电车辆可参考使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB16735道路车辆车辆识别代号（VIN）GB/T18487.1电动汽车传导充电系统第1部分:通用要求GB/T20234.1电动汽车传导充电用连接装置第1部分:通用要求GB/T20234.3电动汽车传导充电用连接装置_第3部分:直流充电接口GB/T27930电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议GB/T32960.3电动汽车远程服务与管理系统技术规范第3部分:通讯协议及数据格式GB/T34014汽车动力蓄电池编码规则GB/T38661电动汽车用电池管理系统技术条件DB5115/T104.1-2023换电式重卡车载换电系统互换性第1部分:换电电气接口vehicles-Controllerareanetwork(CAN)-Part1:Datalinklayerandphysicalsignaling）vehicles-Controllerareanetwork(CAN)-Part2:High-speedmediumaccessunit）ISO11898-5道路车辆控制器区域网络(CAN)第5部分:具有低功耗模式的高速介质访问单元（Roadvehicles-Controllerareanetwork(CAN)-Part5:High-speedmediumaccessunitwithlow-powermode）ISO14229-1道路车辆统一诊断业务(UDS)第1部分:应用层（Roadvehicles-Unifieddiagnosticservices(UDS)-Part1:Applicationlayer）ISO14229-3道路车辆-统一诊断服务（UDS）第3部分:有关CAN实施的统一诊断服务（UDSonCAN）（Roadvehicles-Unifieddiagnosticservices(UDS)-Part3:UnifieddiagnosticservicesonCANimplementation(UDSonCAN)）2ISO15765-4-2016道路车辆控制器局域网络的诊断通信(DoCAN)第4部分:排放系统的要求（Roadvehicles-DiagnosticcommunicationoverControllerAreaNetwork(DoCAN)-Part4:Requirementsforemissions-relatedsystems）SAEJ1939-11物理层250Kbps屏蔽双绞线物理层（PhysicalLayer,250Kbps,TwistedShieldedPair）SAEJ1939-14物理层500Kbps（PhysicalLayer,500Kbps）SAEJ1939-21-2016数据链路层（DataLinkLayer）3术语和定义GB/T27930、GB/T38661和DB5115/T104.1-2023界定的术语和定义适用于本文件。4缩略语下列缩略语适用于本文件。BTMS:电池热管理系统（batterythermalmanagementsystem）SOC:荷电状态（stateofcharge）UDS:统一诊断服务（unifieddiagnosticservices）SOH:电池健康状态（stateofhealth）VCU:整车控制器vehiclecontrolunitTBOX:远程信息处理控制器telematicsboxVIN:车辆识别代号（vehicleidentificationnumber）ASCII:美国信息交换用标准代码(americanstandardcodeforinformationinterchange)CSC:电池监控单元(cellsupervisioncircuit)5一般要求5.1总则5.1.1BMS激活后，应在规定时间（由BMS硬件决定）内完成自检，并发出第一帧有效报文。5.1.2BMS在收到下电命令后，应在规定时间（由BMS硬件决定）内停发报文并完成休眠。5.1.3终端电阻R阻值应为120Ω,容差不应超过±5%。5.1.4BMS应具备KeyON、充电唤醒的功能并宜具备网络管理报文唤醒等功能。5.2网络拓扑5.2.1车辆与BMS的网络拓扑应符合图1的两种架构之一。DB5115/T104.5—202335.2.2BMS至少支持3路CAN，定义应符合DB5115/T104.1-2023中第5章和表1或表2定义的要求。5.2.3BMS的充电CAN应符合GB/T27930的要求。250Kbps终端电阻终端电阻图1车辆与BMS的网络拓扑5.3高压架构5.3.1高压主正、主负、预充、充电正、充电负继电器应设置在换电电池系统内部，由BMS负责控制及检测继电器状态及故障。5.3.2高压架构应符合图2的要求。5.3.3高压架构应具有对换电接口功率端子温度检测功能；换电接口功率端子的温度检测应由换电电池系统负责，车辆充电插座的温度应由车辆负责检测采集，并将功率端子的温度值发送至车辆动力CAN。5.3.4换电电池系统和车辆控制器应从车辆动力CAN线上获取功率端子温度。图2高压架构图5.4功能要求5.4.1电池基本信息上传电池基本信息应至少包括电池单体电压、单体温度、电池总电压、电流、SOC、能量估算、绝缘检测，电池热失效、电池类型、电池编码、BMS软硬件版本信息等。45.4.2高压上下电控制车辆有行车及充电需求时，整车控制器应收到唤醒信号、引导BMS上下电、控制策略应符合如下要求:a)上电策略:BMS被唤醒后，上报自检状态，在整车无限制上高压故障的条件下、收到整车控制器上高压指令、依次闭合主负继电器、预充继电器、检测预充电过程完成后闭合主正继电器、延时断开预充继电器。BMS完成上电后，将上电完成状态和继电器状态反馈给整车控制器。上电流程宜符合附录A的要求；b)下电策略:BMS在收到整车控制器发出的下高压指令后，检测整车母线电流不大于10A后，依次断开主正继电器和主负继电器并上报继电器状态。整车高压泄放完成后，BMS接收整车控制器的下低压指令或唤醒源消失持续10s，则进行部件存档并反馈状态信息，最后进入休眠状态。下电流程宜符合附录A的要求；c)紧急下电:BMS检测到极限过压、极限欠压、极限过温、火灾报警故障信息，应实现紧急下电。5.4.3充电功能充电应符合GB/T27930、GB/T18487.1、GB/T20234.1和GB/T20234.3的要求，充电流程宜符合附录A的要求。充电策略应符合如下规定:a)插入充电枪有效,唤醒整车各控制器；b)BMS检测到快充充电枪有效后发出充电连接信号；c)BMS对硬件自身状态等进行自检，上电唤醒后BMS自检完成无故障发送自检正常状态；自检失败进入Fault模式，上报自检故障、故障等级、故障码及最大允许充、放电电流；d)BMS检测粘连状态确定继电器状态:1)若检测到负极、正极继电器或者加热继电器粘连，BMS发送继电器触点粘连故障，BMS上报故障等级、故障码及按照故障阈值表处理，进入Error状态；2)若继电器无粘连故障，等待执行步骤e）；3)若正极、负极继电器无粘连故障，且接收到整车端发送的上高压请求，BMS闭合总负、总正继电器；e)等待整车控制器发送允许充电指令，接收到整车发送允许充电后，BMS闭合快充继电器；f)BMS高压继电器闭合完毕，进入“准备就绪”模式，等待BMS与充电桩交互完毕，进入充电。5.4.4故障上报及处理BMS应实时监测电池管理系统是否存在故障，并将故障等级上报整车，整车控制器根据上报故障执行相应的故障处理策略。DB5115/T104.5—20235故障定义应符合如下要求:a)故障等级定义为1级故障，2级故障，3级故障，其中1级<2级<3级，3级为最高故障；b)不同故障等级对应的整车处理策略:1)1级故障:影响用户体验，仪表提示或不进行处理；2)2级故障:影响整车性能，进行限扭矩、限功率等处理；3)3级故障:车辆功能丧失或存在安全隐患，进行高压下电等处理。5.4.5诊断刷写BMS宜支持UDS诊断及本地、远程软件刷写，宜符合ISO14229-1、ISO14229-3和ISO15765-4-2016的要求。诊断刷写宜符合如下要求:a)UDS诊断宜参照ISO15765-4-2016中10.3.2及10.5.3的要求:1)BMS的诊断地址定义为D1h；2)物理寻址:0x18DAD1F1；3)功能寻址:0x18DB33F1；4)诊断响应:0x18DAF1D1。b)软件升级及更新（远程、诊断仪）,刷写流程宜参照标准ISO14229-1、ISO14229-3的要求。6总线要求6.1物理层物理层应符合ISO11898-1、ISO11898-2、ISO11898-5、SAEJ1939-11、SAEJ1939-14的规定。BMS与车辆的通讯速率采用500kbit/s。6.2传输协议6.2.1帧格式采用CAN扩展帧的29位标识符，应符合SAEJ1939-21中9位标识符的相关规定。6.2.2传输9个字节或以上的数据应使用传输协议，连接初始化、数据传输、连接关闭应符合SAEJ1939-21-2016中的5.4.7条款和5.10条款中消息传输的规定。6.3应用层6.3.1地址分配网络地址应用于保证信息标识的唯一性以及表明信息的来源。BMS的源地址定义为不可配置的地址，即该地址固定在ECU的程序代码中，包括服务工具在内的任何手段都不能改变其源地址。BMS的源地址宜符合表1的要求。表1BMS的源地址定义66.3.2消息类型BMS与车辆通信应采用CAN局域网通信，扩展帧格式，基于周期性、事件性、事件周期型的消息类型进行交互。6.3.3报文内容根据SAEJ1939要求，报文中未使用的位填充1，未使用的字节填充0xFF，接收节点在接收到报文后忽略所有未使用的位和字节。数据传输采用Intel格式，最右边字节为高有效字节（MSB最左边字节为低有效字节（LSB）。位顺序为最左边位是高有效位（msb最右边位是低有效位（lsb）。7报文分类7.1电池信息7.1.1基本信息电池基本信息应符合表2的要求。表2电池基本信息1辆2辆3辆48辆DB5115/T104.5—2023758627897.1.2继电器信息继电器状态及故障反馈应符合表3的要求。表3继电器状态及故障反馈122232842526272829211111DB5115/T104.5—202391111111111111加热膜或BTMS继电器无法闭合1加热膜或BTMS继电器无法断开17.1.3能量信息能量信息应符合表4的要求。表4能量信息1/2/3/4/5/6/7/DB5115/T104.5—20238/7.1.4换电信息换电信息应符合表5的要求。表5换电信息序号址12（未解锁和未2234/44/5行车换电连接器功率端子DC1+86BMS_ConTempDC1-行车换电连接器功率端子DC1-87行车换电连接器功率端子DC2+88BMS_ConTempDC2-行车换电连接器功率端子DC2-89充电换电连接器功率端子DC1+8BMS_ChgConTempDC1-充电换电连接器功率端子DC1-8充电换电连接器功率端子DC2+8BMS_ChgConTempDC2-充电换电连接器功率端子DC2-8/7.1.5单体电压单体电压的ID定义规则应为同一个ID，1次发送3个单体电压值，循环发送，应符合表6的要求。单体电压极值应符合表7的要求。表6单体电压DB5115/T104.5—202318/28/345表7单体电压极值12电压最小值所在CSC内单体编号8/3BMS_MinCellVoltPackN8/458/68/7单体平台电压(非实时变化的8/8单体可用最低电压(非实时变8/9单体可用最高电压(非实时变8//7.1.6单体温度单体温度的ID定义规则应为同一个ID，1次发送6个单体温度值，循环发送，应符合表8的规定。单体温度极值应符合表9的要求。表8单体温度18/28/3BMS_BattTemp18分辨率:1DB5115/T104.5—20234858687888表9单体温度极值18283848/58/68/78/7.1.7单体总数信息单体总数信息应符合表10的要求。表10单体总数信息18/2/3/7.1.8电池制造信息电池制造信息应符合表11的要求。表11电池制造信息1DB5115/T104.5—20232342547.1.9电池编码信息电池编码定义应符合GB/T34014的要求，电池编码信息应符合表12的要求。表12电池编码信息18/28/3848586878889888888888DB5115/T104.5—20238888888887.1.10BMS软硬件版本信息BMS的软硬件版本，及软件版本体现日期应符合表13的要求。表13BMS软硬件版本信息18828838/48/58/7.1.11网络管理应用层宜支持autosar的网络管理，其报文结构宜符合表14的要求,网络管理的关联信号宜符合表15的要求。其中0x18为报文优先级（6级0xFFFA为网络管理PGN，0x00～0xFF为ECU源地址SA。BMS的网络管理报文定义为0x18FFFAF3，具体信号定义宜符合附录B的要求。表14网络管理报文定义012345表15网络管理报文关联信号18/DB5115/T104.5—202321314MessageState状态还是其15867.2上下电关联信号上下电关联信号应符合表16的要求。主负继电器状态及故障、预充继电器状态及故障、主正继电器状态及故障、加热正继电器状态及故障信息、加热负继电器状态及故障信息应符合7.1.2的要求；电池故障等级信息应符合7.5的要求。表16上下电关联信号1221324252627.3充电关联信号充电关联信号应符合表17的要求。表17充电关联信号1电池包允许最大回充电电/2/3/DB5115/T104.5—20234/536273839288887.4热管理关联信号热管理关联信号应符合表18的要求。表18热管理关联信号12223242586726(液位传感器为开DB5115/T104.5—2023829288/627.5故障信息故障信息应符合表19的要求。表19故障信息122232425262728292222DB5115/T104.5—20232211111111GB/T32960.3中规定的故障数目5/12112187.6时间信息时间信息宜符合表20的要求。表20时间信息1秒8/2分8/38/DB5115/T104.5—20234月8/5日8/68/7.7VIN关联信号VIN编码定义应符合GB16735的要求，关联信号应符合表21的要求。表21VIN关联信号18283848586878887.8换电连接器识别码7.8.1车端换电连接器识别码(多连接器则循环发送)应符合表22的要求。表22车端换电连接器识别码18/283844月5467.8.2电池端换电连接器识别码(多连接器则循环发送)应符合表23的要求。表23电池端换电连接器识别码DB5115/T104.5—202318/2838445467.8.3车端换电连接器识别码应由车辆制造商在装配车端换电连接器时将识别码写入到VCU（或车端的其它控制器电池端换电连接器识别码应由换电电池系统生厂商在装配电池端换电连接器时将识别码写入到BMS（或电池端其它控制器写入换电连接器识别码应符合表24的要求。表24写入换电连接器识别B5115/T104.5—2023（规范性）上下电及充电流程A.1低压上电车辆接收到驾驶员低压上电指令后，激活BMS，BMS完成自检并上报其状态。典型的低压上电工作状态转换如图A.1所示。否(是等待车上高压指/\图A.1低压上电否否否是是/等待上高压操作或A.2高压上电BMS完成低压上电，等待车辆发出的上高压指令，收到高压上电指令后，则按顺序闭合高压继电器，完成高压连接。典型的高压上电工作状态转换如图A.2所示。等待进入高压上电等待进入高压上电等待进入高压上电发送故障等级及故障码，等待下低压指令发送故障等级及故障码，等待下低压操作进入高压连接状态 进入高压连接状态 . .等待下低压操作使能高压用电器件进入高压连接状态图A.2高压上电DB5115/T104.5—2023A.3高低压下电高低压下电工作状态转换如图A.3所示。动力电池高压连接状态否等待高压下电指令是断开全部高压继电器并反馈继电器状态部件存档否待低压下是反馈允许低压下电否激活电是否断开是休眠车辆高压连接状态是否进行高压下电操作否是发送高压下电指令高压连接断开否/超时是车辆完成主动放电或放电超时发送低压下电指令部件存档完成，反否/否/超时是激活电是否断开否是断开高压相关控制器激活电休眠图A.3高低压下电A.4直流充电直流充电工作状态转换如图A.4所示。换电电池系统整车底盘充电唤醒BMS或BMS进入直流充进入直流充电·检测到充电唤醒信号进入直流充进入直流充电·否换电锁止机构是否锁止电气和通讯握手是否成功整车和通讯握手是否成功,且充电桩满足充电要求BMS自检电池否换电锁止机构是否锁止电气和通讯握手是否成功整车和通讯握手是否成功,且充电桩满足充电要求BMS自检电池系统是否有故障？否是否检测到换电连接系统故障否是否检测到换电站识别信号是否收到整车端发送的上高压请求？是BMS按照GB/T27930-2015相关要求与充电桩进行电气和通讯握手（CC2电气连接握手、CHM握手、CRM握手）是BMS按照GB/T27930-2015相关要求与充电桩进行整车辨识信息和充电参数信息交互（BRM\BCP\BR0）是发送充电准备未就绪否本次充电停止，进行故障保存否是是执行站内充电流程否本次充电停止，进行故障保存否是是执行站内充电流程是否否否是否接收到“BMS是否接收到“BMS当前工作状态-高压断”信号？整车判断是否满足充电条件？是发送BMS上高压请求使能整车其他高压用电部件是关关否否否是图A.4直流充电DB5115/T104.5—2023BMS执行高压正极上电逻辑（先闭合预充接触器，达到预BMS执行高压正极上电逻辑（先闭合预充接触器，达到预充电压值后闭合主正接触器，然后再延时断开预充接触器）并控制相应继电器闭合BMS发送BMS发送“BMS当前工作状态-高压关断”信号给整车是否收到整车发送的充电允许命令？否否是整车是否有不允许充电故障否是Ⅱ允许充电条件不满足？BMS控制快充回路接触器闭合是BMS发送“充电准备就绪”信号给充电桩BMS根据电池温度自行控制电整车发出不允许充电请求给BMS非使能整车其他高压用电部件池加热，并按照整车发出不允许充电请求给BMS非使能整车其他高压用电部件2015相关要求进行充电，并实时反馈系统状态给整车否是否需要停止充电？否（满充/故障/桩端主动停止）是整车向BMS发送下高压BMS发送发送充电中止报文BMS发送发送充电中止报文（BST）、BMS充电状态否否BMS是否接收到高压下电指令否BMS是否接收到高压下电指令是是是待电池电流降到安全值以下，断开高压接触器待电池电流降到安全值以下，断开高压接触器进入低压下电（或休眠）进入低压下电（或休眠）眠）图A.4直流充电（续）（规范性）信号位置定义B.1信号定义起始字节应为Byte0，起始位应为bit0。B.2报文名称:电池信息（B2V_ST2报文ID:0x1882D0F3，周期型报文，应符合表B.1的要求。表B.1电池信息PR600B.3报文名称:电池绝缘及电压信息（B2V_ST3），报文ID:0x1883D0F3，周期型报文，应符合表B.2的要求。表B.2电池绝缘及电压信息PR600DB5115/T104.5—2023B.4报文名称:电压信息（B2V_ST8），报文ID:0x1888D0F3，周期型报文，应符合表B.3的要求。表B.3电压信息PR600//B.5报文名称:继电器信息(B2V_ST0)，报文ID:0x1880D0F3，周期型报文，应符合表B.4的要求。表B.4继电器信息PR600可充电装置系统序号(BMS是整车中可充电装置系统/DB5115/T104.5—2023///B.6报文名称:电池故障信息(B2V_ST1)，报文ID:0x1881D0F3，周期型报文，应符合表B.5的要求。表B.5电池故障信息PR600//DB5115/T104.5—2023B.7报文名称:单体电压信息（BMS_CellVoltData），报文ID:0x18C1D0F3，周期型报文，应符合表B.6的要求。表B.6单体电压PR600B.8报文名称:单体电压最大值（B2V_ST5报文ID:0x1885D0F3，周期型报文，应符合表B.7的要求。表B.7单体电压最大值PR600//B.9报文名称:单体电压最小值（B2V_ST6报文ID:0x1886D0F3，周期型报文，应符合表B.8的要求。表B.8单体电压最小值PR600DB5115/T104.5—2023B.10报文名称:单体温度信息（BMS_CellTempData），报文ID:0x18C2D0F3，周期型报文，应符合表B.9的要求。表B.9单体温度PR600BMS_BattTemp1B.11报文名称:单体温度极值（B2V_ST4），报文ID:0x1884D0F3，周期型报文，应符合表B.10的要求。表B.10单体温度极值PR600/B.12报文名称:电池编码信息1（B2V_SysCode1报文ID:0x18E1D0F3，周期型报文，应符合表B.11的要求。表B.11电池编码信息1PR600DB5115/T104.5—2023B.13报文名称:电池编码信息2（B2V_SysCode2报文ID:0x18E2D0F3，周期型报文，应符合表B.12的要求。表B.12电池编码信息2PR600B.14报文名称:电池编码信息3（B2V_SysCode3报文ID:0x18E3D0F3，周期型报文，应符合表B.13的要求。表B.13电池编码信息3PR600B.15报文名称:电池编码信息4（B2V_SysCode4报文ID:0x18E4D0F3，周期型报文，应符合表B.14的要求。表B.14电池编码信息4DB5115/T104.5—2023PR600//B.16报文名称:电池单体信息（B2V_BattInfo2报文ID:0x18E6D0F3，周期型报文，应符合表B.15的要求。表B.15电池单体信息PR600B.17报文名称:电池制造信息（B2V_BattInfo），报文ID为:0x18E5D0F3，周期型报文，应符合表B.16的要求。表B.16电池制造信息PR600//B.18报文名称:高压下电请求（BMS_CutoffHVReq报文ID:0x1801D0F3，周期型报文，应符合表B.17的要求。表B.17高压下电请求DB5115/T104.5—2023PR6001//7/B.19报文名称:电池累计充放电能量信息（BMS_BattTotalEny），报文ID:0x18F1D0F3，周期型报文，应符合表B.18的要求。表B.18电池累计充放电电量PR600B.20报文名称:电池累计充电量信息（BMS_BattTotalChgEny报文ID:0x18F2D0F3，周期型报文，应符合表B.19的要求。表B.19电池累计充电电量PR600B.21报文名称:电池累计插枪充电量信息（BMS_BattTotalDCDCChgEny报文ID:0x18F3D0F3，周期型报文，应符合表B.20的要求。表B.20电池累计插枪充电电量PR600DB5115/T1