CN112485682B - 电池包充放电测试系统及方法 - Google Patents

电池包充放电测试系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施方式提供一种电池包充放电测试系统及方法，属于电池包测试技术领域。系统包括：充放电测试设备和数据转换设备；数据转换设备被配置为：接收满足第一通信协议的第一消息，将第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，以及将第二消息传送给充放电测试设备；充放电测试设备被配置为：接收第二消息，以及依据第二消息控制对电池包的充放电动作。本发明通过数据转换设备对接收到的消息进行解析和转换，以使其与充放电测试设备支持的通信协议匹配，从而实现了对不同厂家、不同型号的电池包进行充放电测试过程的信息交互，解决了现有充放电测试设备的适用性低的问题。

Description

电池包充放电测试系统及方法
技术领域
本发明涉及电池包测试技术领域，具体地涉及一种电池包充放电测试系统及一种电池包充放电测试方法。
背景技术
电池包组装完成后需要进行下线测试，其中涉及充放电测试项需要使用充放电机附带的测试上位机和电池包建立通讯，充放电过程电池包电芯电压温度，绝缘电阻等信号需要和充放电机实时交互，以根据充放电过程中电池包的各监测参数的状态控制电池包的充放电，从而避免发生热失控等异常，损坏电池包。然而，现有市场充放电设备支持的通信协议不全面，例如，现有的充放电设备均不支持CANFD通讯方式的电池包，充放电机无法接受BMS发出的CANFD协议信号，改造充放电机需要升级对应CAN卡硬件和更新充放电上位机，成本高昂且时间较长。
发明内容
本发明实施方式的目的是通过数据转换设备进行通信协议转换，以解决现有的充放电测试设备支持的通信协议单一的问题。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供一种电池包充放电测试系统，包括：
充放电测试设备和数据转换设备；
所述数据转换设备被配置为：
接收满足第一通信协议的第一消息，将所述第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，以及将所述第二消息传送给所述充放电测试设备；
所述充放电测试设备被配置为：
接收所述第二消息，以及依据所述第二消息控制对所述电池包的充放电动作。
可选地，所述第一消息携带有所述电池包在充放电过程中的监测数据，且所述第二消息携带所述监测数据；所述充放电测试设备还被配置为：
当所述监测数据异常时，切断对所述电池包的充放电动作。
可选地，所述监测数据包括：
所述电池包的电芯电压、温度及绝缘电阻信号。
可选地，所述数据转换设备还被配置为：
将所述第一消息中的每个数据帧拆分为若干第一子数据帧，以使的每个第一子数据帧的数据长度满足所述第二通信协议，以所有所述第一子数据帧的集合构成所述第二消息。
可选地，所述数据转换设备还被配置为：
将所述第一消息中的数据帧按传输顺序合并为若干第二子数据帧，以使得每个第二子数据帧的数据长度满足所述第二通信协议，以所有所述第二子数据帧的集合构成所述第二消息。
在本发明的第二方面，提供一种电池包充放电测试方法，应用于上述的电池包充放电测试系统，包括：
数据转换设备接收满足第一通信协议的第一消息，将所述第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，以及将所述第二消息传送给充放电测试设备；
所述充放电测试设备接收所述第二消息，以及依据所述第二消息控制对所述电池包的充放电动作。
可选地，所述第一消息携带有所述电池包在充放电过程中的监测数据，且所述第二消息携带所述监测数据；所述依据所述第二消息控制对所述电池包的充放电动作，包括：
当所述监测数据异常时，切断对所述电池包的充放电动作。
可选地，所述监测数据包括：
所述电池包的电芯电压、温度及绝缘电阻信号。
可选地，所述将所述第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，包括：
将所述第一消息中的每个数据帧拆分为若干第一子数据帧，以使的每个第一子数据帧的数据长度满足所述第二通信协议。
可选地，所述将所述第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，包括：
所述第一消息中的数据帧按传输顺序合并为若干第二子数据帧，以使得每个第二子数据帧的数据长度满足所述第二通信协议，以所有所述第二子数据帧的集合构成所述第二消息。
本发明上述技术方案通过数据转换设备对接收到的消息进行解析和转换，以使其与充放电测试设备支持的通信协议匹配，从而实现了对不同厂家、不同型号的电池包进行充放电测试过程的信息交互，解决了现有充放电测试设备的适用性低的问题。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是本发明优选实施方式提供的电池包充放电测试系统的系统结构示意图；
图2是本发明优选实施方式提供的电池包充放电测试系统的连接结构示意图；
图3是本发明优选实施方式提供的电池包充放电测试方法的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
如图1所示，在本实施例的第一方面，提供一种电池包充放电测试系统，包括：充放电测试设备和数据转换设备；数据转换设备被配置为：接收满足第一通信协议的第一消息，将第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，以及将第二消息传送给充放电测试设备；充放电测试设备被配置为：接收第二消息，以及依据第二消息控制对电池包的充放电动作。
如此，本实施方式通过数据转换设备对接收到的消息进行解析和转换，以使其与充放电测试设备支持的通信协议匹配，从而实现了对不同厂家、不同型号的电池包进行充放电测试过程的信息交互，解决了现有充放电测试设备的适用性低的问题。
具体的，充放电测试设备在对电池包进行下线测试时，充放电测试设备通常通过与电池管理系统BMS进行数据交互来获取电池包的监控数据，但是目前的充放电测试设备往往仅支持CAN通信协议，而不支持CANFD通信协议，而随着自动驾驶技术的迅速发展，汽车电子系统对总线宽度和数据传输速率的要求也越来也高，传统的CAN通信方式已难以满足日益增加的需求，由于CANFD继承了CAN的绝大多数特性，如同样的物理层，双线串行通信协议，基于非破坏性仲裁技术，分布式实时控制，可靠的错误处理和检测机制等，同时CANFD弥补了CAN在总线带宽和数据长度方面的不足，目前，越来越多的汽车电子系统通过CANFD的通信方式进行数据传输。因此，现有的充放电测试设备如充放电机无法与采用CANFD通信协议的电池系统进行数据传输，从而无法对采用CANFD通信的电池系统进行安全有效的充放电测试。如图2所示，本实施方式中，数据转换设备可以为CANBridge，即CAN网桥，在对电池包进行下线测试时，对于电池系统中采用CAN2.0通信协议的测试项目，通过充放电测试设备的矩形连接器与充放电测试设备直接连接，其中，充放电测试设备侧的连接器为母头矩形连接器，电池系统侧的连接器为公头矩形连接器。例如，实际生产中，在对电池包进行充放电测试时，往往通过PACK系统即电池组装系统的BMS与充放电测试设备进行数据交互从而完全对电池包的下线测试，其中，PACK系统可以是组装完成的电池包系统，例如电池箱；对于PACK系统侧，其整车CAN的高位数据线CANH及低位数据线CANL分别与母头矩形接连接器的PIN5、PIN6脚连接，母头矩形接连接器的PIN5、PIN6脚与充放电测试设备的CAN通信端口连接；针对采用CANFD通信协议的测试项目，PACK系统侧的整车CAN的高位数据线CANH及低位数据线CANL分别与母头矩形连接器的PIN9、PIN10脚连接，母头矩形连接器的PIN9、PIN10脚分别与CANBridg连接，经CANBridge与充放电测试设备连接，这样，对于待测试电池系统中通过CAN2.0协议进行通信的待测试项目直接与充放电测试设备进行数据交互，对于待测试电池系统中通过CANFD协议进行通信的待测试项目通过CANBridge与充放电测试设备进行数据交互，从而实现在充放电测试设备的母头矩形连接器不改动的情况下兼容两种项目测试，其中，CANBridge用于实现CAN2.0协议与CANFD协议的双向转换，进而增加总线的负载能力、延长通信距离、同时可以匹配不同的通信波特率。
为了保证电池包测试过程的安全，第一消息携带有电池包在充放电过程中的监测数据，且第二消息携带监测数据；因此，充放电测试设备还被配置为：当监测数据异常时，切断对电池包的充放电动作；其中，监测数据包括电池包的电芯电压、温度及绝缘电阻信号等。例如，若第一消息通过BMS以CAN2.0通信协议与充放电测试设备进行数据传输，则，BMS的相应输出端直接与充放电测试设备连接；若第一消息通过BMS以CANFD通信协议与充放电测试设备进行数据传输，则，BMS的相应输出端与CANBridge连接，并经CANBridge将第一消息转换为满足CAN2.0协议的第二消息后与充放电测试设备连接，以使得充放电测试设备能准确的接收并识别监测数据，从而能够在电池包的电芯电压、温度及绝缘电阻信号等异常时及时切断对电池包的充放电动作，避免对电池造成损坏。
在本发明的一个具体实施方式中，将第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息为将CANFD通信协议转换为CAN2.0通信协议，则数据转换设备还被配置为：将第一消息中的每个数据帧拆分为若干第一子数据帧，以使的每个第一子数据帧的数据长度满足第二通信协议，以所有第一子数据帧的集合构成第二消息。以CANBridge将满足CANFD通信协议的第一消息转换为满足CAN2.0通信协议的第二消息为例，在CAN2.0通信协议中，一个数据帧的数据长度为8字节，在CANFD通信协议中，一个数据帧的数据长度为64字节，因此，为了将第一消息转换为第二消息，需要将第一消息中的每个CANFD数据帧进行拆分为8个8字节的第一子数据帧，其中，为了保证数据传输的准确性，对每个数据帧进行拆分时需要依次进行，例如，按照CANFD数据帧中的位置将各第一子数据帧进行依次拆分，每个第一子数据帧的起始位置分别为0～7、8～15、16～23、24～31、32～39、40～47、48～55、56～63，拆分后的第一子数据帧按照拆分前的顺序排列，对于没有携带数据的第一子数据帧，例如，起始位置为8～15的第一子数据帧数据为空，则将该第一子数据帧进行填充，例如，可以用0进行填充，从而实现将满足CANFD通信协议的第一消息转换为满足CAN2.0通信协议的第二消息。
在本发明的另一个具体实施方式中，将第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息为将CAN2.0通信协议转换为CANFD通信协议，则数据转换设备还被配置为：将第一消息中的数据帧按传输顺序合并为若干第二子数据帧，以使得每个第二子数据帧的数据长度满足第二通信协议，以所有第二子数据帧的集合构成第二消息。以CANBridge将满足CAN2.0通信协议的第一消息转换为满足CANFD通信协议的第二消息为例，为了将第一消息转换为第二消息，需要将第一消息中的CAN2.0数据帧按传输顺序合并为64字节的第二子数据帧，例如，第一消息中包括16个8字节的数据帧，则将该16个数据帧按照传输顺序合并为2个64字节的第二子数据帧，同理，若第一消息中的CAN2.0数据帧不能被8整除，例如，第一消息中包括7个8字节的数据帧，其起始位置分别为0～7、16～23、24～31、32～39、40～47、48～55、56～63，则在起始位置为0～7和16～23的数据帧之间插入起始位置为8～15的数据帧，并以0进行填充，之后，再将数据帧按起始位置0～7、8～15、16～23、24～31、32～39、40～47、48～55、56～63依次排列并合并为起始位置为0～63的第二子数据帧，从而实现将满足CAN2.0通信协议的第一消息转换为满足CANFD通信协议的第二消息。
这样，通过对数据帧进行拆分和合并，实现了将来自电池系统侧的CANFD数据帧转换为充放电测试设备能识别的CAN2.0数据帧，以及将来自充放电测试设备侧的CAN2.0数据帧转换为电池系统侧能识别的CANFD数据帧；或者实现了将来自电池系统侧的CAN2.0数据帧转换为充放电测试设备能识别的CANFD数据帧，以及将来自充放电测试设备侧的CANFD数据帧转换为电池系统侧能识别的CAN2.0数据帧。
如图3所示，在本发明的第二方面，提供一种电池包充放电测试方法，应用于上述的电池包充放电测试系统，包括：
数据转换设备接收满足第一通信协议的第一消息，将第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，以及将第二消息传送给充放电测试设备；
充放电测试设备接收第二消息，以及依据第二消息控制对电池包的充放电动作。
可选地，第一消息携带有电池包在充放电过程中的监测数据，且第二消息携带监测数据；依据第二消息控制对电池包的充放电动作，包括：当监测数据异常时，切断对电池包的充放电动作。
可选地，监测数据包括：电池包的电芯电压、温度及绝缘电阻信号。
可选地，将第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，包括：将第一消息中的每个数据帧拆分为若干第一子数据帧，以使的每个第一子数据帧的数据长度满足第二通信协议。
可选地，将第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，包括：第一消息中的数据帧按传输顺序合并为若干第二子数据帧，以使得每个第二子数据帧的数据长度满足第二通信协议，以所有第二子数据帧的集合构成第二消息。
综上所述，本实施方式通过数据转换设备对接收到的消息进行解析和转换，以使其与充放电测试设备支持的通信协议匹配，从而实现了对不同厂家、不同型号的电池包进行充放电测试过程的信息交互，解决了现有充放电测试设备的适用性低的问题。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (6)

1.一种电池包充放电测试系统，其特征在于，包括：
充放电测试设备和数据转换设备；
所述数据转换设备被配置为：
接收满足第一通信协议的第一消息，将所述第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，以及将所述第二消息传送给所述充放电测试设备；
将所述第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，包括：
将所述第一消息中的每个数据帧依次拆分为若干第一子数据帧，以使的每个第一子数据帧的数据长度满足第二通信协议，以得到的所有第一子数据帧的集合构成所述第二消息；或者
将所述第一消息中的数据帧按传输顺序合并为若干第二子数据帧，以使得每个第二子数据帧的数据长度满足所述第二通信协议，以得到的所有第二子数据帧的集合构成所述第二消息；
以使的每个第一子数据帧的数据长度满足第二通信协议，包括：
若当前第一子数据帧为空，以预设标识符填充当前第一子数据帧；
以使得每个第二子数据帧的数据长度满足所述第二通信协议，包括：
若当前第二子数据帧的数据长度小于所述第二通信协议规定的数据长度，以所述预设标识符填充当前第二子数据帧，直至当前第二子数据帧的数据长度满足所述第二通信协议规定的数据长度；所述充放电测试设备被配置为：
接收所述第二消息，以及依据所述第二消息控制对所述电池包的充放电动作。
2.根据权利要求1所述的电池包充放电测试系统，其特征在于，所述第一消息携带有所述电池包在充放电过程中的监测数据，且所述第二消息携带所述监测数据；所述充放电测试设备还被配置为：
当所述监测数据异常时，切断对所述电池包的充放电动作。
3.根据权利要求2所述的电池包充放电测试系统，其特征在于，所述监测数据包括：
所述电池包的电芯电压、温度及绝缘电阻信号。
4.一种电池包充放电测试方法，应用于权利要求1～3中任一项权利要求所述的电池包充放电测试系统，其特征在于，包括：
数据转换设备接收满足第一通信协议的第一消息，将所述第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，以及将所述第二消息传送给充放电测试设备；
将所述第一消息转换为满足第二通信协议的第二消息，包括：
将所述第一消息中的每个数据帧依次拆分为若干第一子数据帧，以使的每个第一子数据帧的数据长度满足第二通信协议，以得到的所有第一子数据帧的集合构成所述第二消息；或者
将所述第一消息中的数据帧按传输顺序合并为若干第二子数据帧，以使得每个第二子数据帧的数据长度满足所述第二通信协议，以得到的所有第二子数据帧的集合构成所述第二消息；
以使的每个第一子数据帧的数据长度满足第二通信协议，包括：
若当前第一子数据帧为空，以预设标识符填充当前第一子数据帧；
以使得每个第二子数据帧的数据长度满足所述第二通信协议，包括：
若当前第二子数据帧的数据长度小于所述第二通信协议规定的数据长度，以所述预设标识符填充当前第二子数据帧，直至当前第二子数据帧的数据长度满足所述第二通信协议规定的数据长度；
所述充放电测试设备接收所述第二消息，以及依据所述第二消息控制对所述电池包的充放电动作。
5.根据权利要求4所述的电池包充放电测试方法，其特征在于，所述第一消息携带有所述电池包在充放电过程中的监测数据，且所述第二消息携带所述监测数据；所述依据所述第二消息控制对所述电池包的充放电动作，包括：
当所述监测数据异常时，切断对所述电池包的充放电动作。
6.根据权利要求5所述的电池包充放电测试方法，其特征在于，所述监测数据包括：
所述电池包的电芯电压、温度及绝缘电阻信号。
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