diagnostic specification for BMS.docx

1、diagnostic specification for BMSBasic Diagnostic specification for BMS修改人变更内容版本时间V1.02014.06.11目录1 引言 21.1 范围 21.2 术语和定义 21.3 缩略语 32 诊断通信 52.1 车辆拓扑结构 52.2 通信速率 52.3 网络层参数 62.3.1 PW-CAN参数 72.3.2 诊断层参数 72.4 通信失败 102.4.1 意外的消息 102.4.2 丢失消息 102.5 消息填充 102.6 寻址模式 102.6.1 物理寻址模式 102.6.2 功能寻址模式 113 诊断需求 11

2、3.1 BMS诊断方法 113.2 故障记录 113.3 DTC状态 123.4 DTC结构 134 诊断服务 134.1 诊断服务列表 134.2 诊断和通信管理服务 164.2.1 开启诊断会话服务 164.2.2 ECU重设服务 174.2.3 停止诊断会话服务 184.2.4 安全访问服务 194.2.5 通信控制服务 224.2.6 诊断仪保活 244.3 数据传输功能单元 254.3.1 由本地标识符读取数据 254.3.2 由公共标识符读取数据 274.3.3 由本地标识符写数据 284.3.4 由公共标识符写数据 294.4 存储的数据的传输功能单元 314.4.1 读取故障代

3、码 314.4.2 由状态读取故障代码 324.4.3 读取故障代码的状态 344.4.4 清除诊断消息 354.5 程序远程激活控制单元 354.5.1 由本地标识符开启程序 354.5.2 由本地标识符停止程序 374.6 上传下载单元 384.6.1 请求下载 384.6.2 传送数据 394.6.3 传送退出 405 参考标准 416 附件 421 引言 本技术规范定义了电动汽车电池管理系统（BMS）的诊断需求、诊断通信协议及诊断服务。其中，在本技术规范中未定义的诊断服务可遵循ISO 14229:2006，ISO 14230-3:1996和ISO 15765-3：2004中的诊断服务相

4、关规定做扩展。1.1 范围 在本技术规范中，有以下几种诊断操作： a 基本的诊断功能 b 在线诊断功能 c 下线诊断功能1.2 术语和定义 下线诊断即车辆与诊断仪之间的通信，应符合ISO 14229的诊断规范。 在线诊断即车辆各控制器之间的通信，其中各控制器需具备自我诊断和保存故障码功能。下图即可表示下线与在线诊断的区域。图1 在线与下线诊断的区域划分1.3 缩略语CAN Controller Area Network 控制器局域网络DTC Diagnostics Trouble Code 诊断故障代码DID Data Identifier 数据标志符PID Parameter Identif

5、ier 参数标志符EOBD European On Board Diagnostic 欧洲在线诊断ISO International Organization for Standardization 国际标准化组织SAE Society of Automotive Engineers 汽车工程师学会SID Service Identifier 服务标志符MCD Measurement Calibration and diagnostic 测量校准和诊断LIN Local Internet Network 局部互联网络UDS Unified Diagnostic Services 统一的诊断服务

6、ODX Open Diagnostic Data Exchange 开放的诊断数据交换BS Block size 块大小CF Consecutive Frame 后续帧ECU Electronic Control Unit 电子控制单元FC Flow Control 流控制FF First Frame 首帧FS Flow Status 流状态TA Network Target Address 网络对象地址TP Transport Protocol 传输协议SF Single Frame 单帧SN Sequence Number 序列号DLC Data Length Code 数据长度代码PDU

7、 Process Data Unit 数据处理单元M Mandatory 强制性的U User Conditional 用户条件 C Conditional 有条件的O Optional 可选2 诊断通信2.1 车辆拓扑结构图2 网络拓扑结构此拓扑结构包含四路CAN：PW-CAN、AC-CAN、E/E-CAN、D-CAN。其中D-CAN为诊断CAN。BMS挂接在PW-CAN上，遵循PW-CAN的通信协议。2.2 通信速率 PW-CAN的通信速率为500kbps，D-CAN的通信速率为500kbps。2.3 网络层参数对于CAN协议，一帧CAN数据可传输的最大数据包限制为8字节。如果超出了8字节

8、，则需要根据ISO15765-2的规定来进行。图3 流控制过程N_As-Time for transmission of the CAN frame on the sender sideN_Ar-Time for transmission of the CAN frame on the receiver sideN_Br-Time until transmission of the next FCN_Bs-Time until reception of the next FCN_Cs-Time until transmission of the next CFN_Cr-Time until r

9、eception of the next CFSTmin-The minimum time the sender is to wait between the transmissions of two CF2.3.1 PW-CAN参数ParameterSymbolTimeoutPerformance RequirementUintTime until CAN message has to be transmittedN_As/N_Ar70n/amsTime for transmitting of the next FCN_Brn/a70msTime for reception for the

10、next FCN_Bs150n/amsTime for transmission of the next CFN_Csn/a70msTime until reception of the next CFN_Cr150n/ams表1 整车CAN 通信参数2.3.2 诊断层参数参数描述类型最大最小超时单位P2client成功传送请求消息和开始回应消息之间客户端的等待时间定时器重新载入值n/an/a150msP2server接收到请求消息和开始回应消息之间的服务器执行时间要求执行要求500n/amsP2*client接收到代码78h的否定回应消息和开始回应消息之间客户端的扩展等待时间定时器重新载入值

11、n/an/a5000msP2*server传送了代码78h的否定回应消息和开始回应消息之间服务器的执行时间要求执行要求20000n/amsP3client_phys没有要求回应消息时，成功传送了的物理寻址消息后，客户端等待传送下一个物理寻址请求消息的最小时间定时器重新载入值n/aP2servern/amsP3client_func没有回应消息或者请求的数据只是被功能请求的部分服务器所支持的情况下，成功传送了功能寻址请求消息后，客户端等待传送下一个功能寻址请求消息的最小时间定时器重新载入值n/aP2server_maxn/ams表2 默认诊断会话参数定义参数描述类型最大最小超时单位S3serve

12、r会话超时，返回一个默认会话定时器重新载入值n/an/a5000msS3client当没有接收到任何诊断请求消息时，BMS能保持非默认诊断会话激活的时间定时器重新载入值200004000ms表3 非默认诊断会话参数定义2.4 通信失败2.4.1 意外的消息任何节点对于接收到的意外消息或非法格式的消息都是采取忽视2.4.2 丢失消息 诊断仪请求期间，如果BMS自动检测到一个通讯失败，那么BMS应取消这个请求并且不发送回应消息。2.5 消息填充CAN诊断消息帧必须是全部填满8个字节的，所以空余的字节必须用“填充数据”填满。不足8字节的诊断帧将被忽略。定义填充数据位：0x00。2.6 寻址模式2.6

13、.1 物理寻址模式所有物理寻址消息都是以BMS的物理地址来接收的。当用物理寻址模式来做出请求时，BMS可以执行激活的诊断会话所支持的服务。而来自BMS的回应则在诊断仪的地址上接收。2.6.2 功能寻址模式 在诊断仪请求的消息不是在特定的某个模块的情况时，请求消息应以功能寻址模式来做出请求。3 诊断需求3.1 BMS诊断方法 电动汽车BMS诊断的途径主要有两种：车辆在启动状态下（BMS激活）读取实时故障信息；通过诊断仪读取BMS的历史故障记录。3.2 故障记录 发生故障时，BMS需能把以下信息记录存储：DTC码、快照记录、DTC状态、扩展记录和环境信息。 其中DTC码存储时按照ISO 15031

14、规定的格式进行存储，即用3个字节的格式进行存储。 故障记录时如果发生溢出现象，新的DTC码就会覆盖掉优先级低的DTC码，而优先级定义如下表：DTC优先级描述0最高级；此故障发生，车辆的安全性受影响1建议立即维修2尽快安排维修3影响汽车驾驶的舒适度，不需要采取维修行为46保留7无效值表4 DTC优先级3.3 DTC状态表5 DTC状态表3.4 DTC结构表6 DTC结构表4 诊断服务4.1 诊断服务列表BMS诊断服务要包含以下服务，但不限于此列表。诊断单元诊断服务中文列表诊断服务英文列表请求服务标志符诊断和通信管理开启诊断会话StartDiagnosticSession10hECU重设服务ECU

15、Reset service11h停止诊断会话StopDiagnosticSession20h安全访问服务SecurityAccess service27h通信控制服务Communticationcontrol 28h诊断仪保活TesterPresent service3Eh读取ECU ID 服务ReadECUIdentification service1Ah数据传输功能单元由本地标识符读取数据ReadDataByLocalIdentifier21h由公共标识符读取数据ReadDataByCommonIdentifier22h由本地标识符写数据WriteDataByLocalIdentifier

16、3Bh由公共标识符写数据WriteDataByCommonIdentifer2Eh存储的数据的传输功能单元读取诊断故障代码ReadDiagnosticTroubleCodes13h由状态读取诊断故障代码ReadDiagnosticTroubleCodeByStatus18h读取诊断故障代码的状态ReadStatusOfDiagnosticTroubleCode17h清除诊断信息ClearDiagnosticInformation14h程序远程激活控制单元由本地标识符开启程序StartRoutingByLocalIdentifier31h由本地标识符停止程序StopRoutineByLocalI

17、dentifier32h由本地标识符请求程序结果RequestRoutineResultsByLocalIdentifier33h上传下载单元请求下载RequestDownload34h传送数据TransferData36h传送退出TransferExit37h表7 诊断服务列表4.2 诊断和通信管理服务4.2.1 开启诊断会话服务 开启诊断会话服务的功能是激活了ECU所支持的诊断会话模式，只有在激活了诊断会话后，ECU才能在激活的诊断会话模式下执行它所支持的服务。参数“诊断模式”定义了默认会话模式、ECU扩展的会话模式和ECU编程模式三种诊断会话模式。默认会话模式是开启一个新的诊断模式的默认

18、模式；ECU扩展和ECU编程是用户定义的模式。具体参数表如下：大小（字节）描述数值1默认会话模式81h1ECU编程模式83h1ECU扩展的会话模式87h表8 诊断模式参数表当诊断仪开启一个新的诊断模式时，首先诊断仪会向ECU发送请求服务的消息，此消息格式如下：诊断仪发送到ECU的请求字节内容数值0服务标识符10h1诊断模式xxh表9 请求消息格式ECU反馈给诊断仪的有两种消息格式：肯定回应和否定回应。消息格式如下：ECU发给诊断仪（肯定回应）字节内容数值0肯定回应服务标识符50h1诊断模式xxh表10 肯定回应消息格式ECU发给诊断仪（否定回应）字节内容数值0否定回应服务标识符7Fh1请求服务

19、标识符10h2回应代码xxh表11 否定回应消息格式4.2.2 ECU重设服务 ECU重设服务即请求ECU按照重设服务重新执行一次ECU的设置。“重设模式”的参数定义如下表：数值描述01硬件重设02切断重设03软件重设04快速关闭电源05快速关闭电源无效表12 重设模式参数表诊断仪发送给ECU的消息格式如下：诊断仪发送给ECU的请求字节内容数值0ECU重设请求服务标识符11h1重设模式xxh表13 请求消息格式ECU发给诊断仪的两种消息格式如下：ECU发给诊断仪（肯定回应）字节内容数值0ECU重设肯定回应标识符51h表14 肯定回应消息格式ECU发给诊断仪（否定回应）字节内容数值0否定回应服务

20、标识符7fh1请求服务标识符11h2回应代码xxh表15 否定回应消息格式4.2.3 停止诊断会话服务停止诊断会话服务即停止ECU 和诊断仪之间的会话通信。其服务标识符为20h。肯定回应的消息格式如下表：ECU发给诊断仪（肯定回应）字节内容数值0肯定回应服务标识符60h表16 肯定回应消息格式否定回应的消息格式如下表：ECU发给诊断仪（否定回应）字节内容数值0否定回应服务标识符7fh1请求服务标识符20h2回应代码xxh表17 否定回应消息格式4.2.4 安全访问服务安全访问服务即通过诊断仪来更改安全等级，获取执行被ECU锁定的服务的权利。更改安全等级一般有两步：第一步，诊断仪请求seed，E

21、CU回应seed；第二步，诊断仪根据华晨提供的转换算法发送Key，如果key有效，ECU就会发送一个肯定回应消息，同时安全等级被更改。安全访问需要定义的参数“安全模式”如下表：字节内容数值1请求安全等级1的seed01h1发送安全等级1的key02h1请求安全等级2的seed03h1发送安全等级2的key04h表18 “安全模式”参数表安全访问需要定义的参数“安全状态”如下表：字节内容数值1安全访问运行34h表19 “安全状态”参数表步骤1请求消息格式如下表：诊断仪发给ECU字节内容数值0服务标识符27h1xx=01 请求安全等级1xx=03请求安全等级2xxh表20 步骤1请求消息格式 步骤

22、1肯定回应消息格式如下表：ECU发给诊断仪（肯定消息）字节内容数值0肯定回应服务标识符67h1xx=01 请求安全等级1xx=03 请求安全等级2xxh25Seed(4各字节)xxxxxxxxh表21 步骤2肯定回应消息格式 步骤2请求消息格式如下表：诊断仪发给ECU字节内容数值0服务标识符27h1安全模式-发送keyxxh25Keyxxxxxxxxh表22 步骤2请求消息格式步骤2肯定回应消息格式如下表：ECU发给诊断仪（肯定回应）字节内容数值0肯定回应服务标识符67h1安全模式-发送key02h2安全访问状态34h表23 步骤2肯定回应消息格式步骤2否定回应消息格式如下表：ECU发给诊断仪

23、（否定回应）字节内容数值0否定回应服务标识符7fh1请求服务标识符27h2回应代码xxh表24 步骤2否定回应消息格式4.2.5 通信控制服务通信控制服务是指控制CAN帧的传送或接收。它包含两种类型：控制类型和通讯类型。控制类型参数包含的信息是关于ECU如何调整通讯类型。参数定义如下表：控制类型Hex(0-6)描述名称00使指定的通讯类型可以接收和发送数据EnableRxAndTx01使指定的通讯类型可以接收数据不可以发送数据EnableRxAndDisableTx02使指定的通讯类型不可以接收数据但可以发送数据DisableRxAndEnableTx03使指定的通讯类型不可以接收数据不可以发

24、送数据DisableRxAndTx注：该参数是一个字节大小，位7不在此表定义。表25 控制类型参数表通讯类型是指定要控制的通讯类型。该参数是个位编码数值，允许同时控制多种通讯类型。参数定义如下表：通讯类型位1-0（二进制）描述名称00保留01所有与应用相关的通讯NomalCommunicationMessages10所有网络相关的通讯NetworkManagementCommunicationMessagesand NomalCommunicationMessages11以上都有注：该参数是一个字节大小，只定义了第0和第1位表26 通讯类型参数表请求消息格式如下表：诊断仪发给ECU字节内容数值

25、0服务标识符28h1控制类型参数xxh2通讯类型参数xxh表27 请求消息格式肯定回应消息格式如下表：ECU发给诊断仪（肯定回应）字节内容数值0肯定回应服务标识符68h1控制类型参数xxh表28 肯定回应消息格式否定回应消息格式如下表：ECU发给诊断仪（否定回应）字节内容数值0否定回应服务标识符7fh1请求服务标识符3eh2回应代码xxh表29 否定回应消息格式4.2.6 诊断仪保活诊断仪保活是指诊断仪发送请求使ECU保持在当前的诊断会话中，从而诊断服务或通讯保持激活。诊断仪发给ECU的请求消息格式如下：诊断仪发给ECU字节内容数值0服务标识符3Eh1回应要求：要求回应：01h没有要求回应：0

26、2hxxh表30 请求消息格式ECU接到请求消息后，会发送肯定消息或否定消息，相应的格式如下：ECU发送到诊断仪（肯定消息）字节内容数值0肯定回应服务标识符7eh表31 肯定回应消息格式ECU发送到诊断仪（否定消息）字节内容数值0否定回应服务标识符7fh1请求服务标识符3eh2回应代码xxh表32 否定回应消息格式4.3 数据传输功能单元4.3.1 由本地标识符读取数据由本地标识符读取数据使指使用定义的本地标识符去请求来自ECU的当前数据，此数据包括模拟输入和输出信号，数字输入和输出信号，内部数据和系统状态信息。诊断仪发给ECU的请求消息格式如下：诊断仪发给ECU（请求消息）字节内容数值0服务

27、标识符21h1记录本地标识符xxh表33 请求消息格式ECU发给诊断仪的肯定回应和否定回应消息格式如下：ECU发到诊断仪（肯定回应）字节内容数值0肯定回应服务标识符61h1Local标识符#1xxh2数据记录#1字节1(MSB)xxh2+r数据记录#1字节r(LSB)xxh表34 肯定回应消息格式ECU发到诊断仪（否定回应）字节内容数值0否定回应服务标识符7fh1请求服务标识符21h2回应代码xxh表35 否定回应消息格式4.3.2 由公共标识符读取数据 “由公共标识符读取数据”是指用定义好的公共标识符读取ECU数据。 诊断仪发给ECU的请求消息格式如下：诊断仪发给ECU（请求消息）字节内容数值0服务标识符22h1公共标志符#1（MSB）xxh2公共标志符#1（LSB）xxh表36 请求消息格式 ECU发给诊断仪的肯定和否定回应消息格式如下：ECU发给诊断仪（肯定回应）