【AUTOSAR】BMS开发实际项目讲解（三十三）----电池管理系统直流交流充电功能

1. 1. 直流充电功能
      1. 关联的系统需求

Sys_Req_4301、Sys_Req_4302、Sys_Req_4303、Sys_Req_4304、Sys_Req_4305;

1. 1. 1. 功能实现描述

直流充电模块管理直流充电：GBT27930的报文交互、需求电流处理、需求电压处理、满电判断、充电插座温度检测。

表-直流充电模块输入参数表

序号	输入信息	说明
1	唤醒方式	A+
2	CC2信号	BMS检测
3	最高允许充电总压	447V
4	最高允许充电单体电压	4.14V
5	最高允许充电电流	1C
6	充电截至电流	0.05C
7	最高允许充电温度	55℃
8	最低允许充电温度	5℃
9	最低允许充电电压	2.505V@ 温度≥0℃
10	充电枪温度R-T表	详见《103KT1608T-1P规格书》

ID	Description	ASIL	Ref.
DCM-101	直流充电 直流充电功能开发应符合《GBT 27930-2015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》中要求	QM	Sys_Req_4302
DCM-102	充电插座温度检测 本项目应用Charge temp detection模块检测两路充电插座温度（充电正负极） 温度采集范围满足-40~125℃的要求 温度采集精度满足如下要求： 1）<±1℃（-20℃~65℃）； 2）<±2℃（-40℃~-20℃）； 3）<±2℃（65℃~125℃） 充电插座温度传感器为NTC，型号及R-T表参见《103KT1608T-1P规格书》	QM	Sys_Req_4303
DCM-103	充电插座温度采样线故障检测及处理 系统通过Charge temp detection模块采集的采样值来判断是否存在采样线断线、短路故障 当识别到上述故障时，系统应限制充电功率为当前请求功率的30%	QM	Sys_Req_4304
DCM-104	充电插座过温故障检测及处理 系统检测到【充电插座温度≥90℃，且持续5s】，上报充电插座过温2级报警，系统限制充电功率为当前请求功率的30% 系统检测到【充电插座温度＜80℃，且持续5s】，解除充电插座过温2级报警 系统检测到【充电插座温度≥105℃，且持续5s】，上报充电插座过温3级报警，系统请求停止充电，执行正常下高压 充电插座过温3级，不允许在线恢复，可通过系统重启清除该故障	QM	Sys_Req_4304
DCM-106	充电请求电流、电压 系统应将“SOP模块输出允许充电电流”与“充电设备反馈最大输出电流”进行取小，得出当前请求电流 系统请求电压固定为：450V（最高允许充电总压+3V）	QM	Sys_Req_4305
DCM-107	直流充电满电停止 满足如下任一条件，即触发满电停止 最高单体电压≥4.14V，且持续5s 总电压≥447V，且持续5s SOC=100%	QM	Sys_Req_4305
DCM-108	直流充电故障停止 满足如下任一条件即可 单体温度不再范围内[5℃，55℃] 《GBT 27930-2015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》中明确的故障 其它故障详见《Fault List》	QM	Sys_Req_4302
DCM-109	充电优先控制 系统应按照如下优先级来仲裁充放电请求：直流充电＞交流充电＞驱动放电 系统在多个请求同时存在时，不应响应低优先级请求	QM	Sys_Req_4302
DCM-110	CC2检测 系统应参照国标《GBT 18487-2015》要求设计合理的CC2检测电路以及识别机制，保证系统在激活状态下应能够正确检测标准国标直流充电桩CC信号；	QM	Sys_Req_4301

1. 1. 交流充电功能
      1. 关联的系统需求

Sys_Req_4401、Sys_Req_4402、Sys_Req_4403、Sys_Req_4404;

1. 1. 1. 功能实现描述

该模块实现了交流充电过程的检测判断，S2开关和电子锁的控制，交流充电相关状态的输出。

表- 交流充电模块输入参数表

序号	输入信息	说明
1	唤醒方式	CC唤醒
2	CC信号	BMS检测
3	CP信号	BMS检测
4	S2开关	具备S2开关控制充电功能
5	最高允许充电总压	447V
6	最高允许充电单体电压	4.14V
7	最高允许充电电流	20A
8	最高允许充电温度	55℃
9	最低允许充电温度	5℃
10	最低允许充电电压	2.505V@ 温度≥0℃
11	OBC信息_输出电压范围	[0V,480V]
12	OBC信息_输出电流范围	[0A,20A]
13	OBC信息_转换效率	98%

交流充电总流程如下图：

 

1. 1. 1. 1. 充电连接确认

ID	Description	ASIL	Ref.
ACM-101	充电连接确认算法 系统通过CC检测电路获取采样值计算得出充电枪连接状态 CC检测以通过M_POS_SYS_AI为上拉电源，通过连接器接口两端的电压比来获取当前RC阻值； 下端电压计算：V_down = (M_CC_AI_raw*5/4096)*147/47 - 0.7 上拉端电压计算：V_up = V_pos_sys - (M_CC_AI_raw*5/4096)*147/47 S3闭合，RC=100RV_up*10和V_down比例80~120  63A 完全连接 S3闭合，RC=220Ω   V_up*10和V_down比例40~60    32A 完全连接 S3闭合，RC=680Ω   V_up*10和V_down比例10~20    16A 完全连接 S3闭合，RC=1500Ω V_up*10和V_down比例5~8    10A 完全连接 S3断开，RC+R4=3300~3500Ω   V_up*10和V_down比例2~4半连接 CC 阻值无穷大，V_up*10和V_down比例<1 未连接	QM	Sys_Req_4401Sys_Req_4403
ACM-102	充电连接确认流程	QM	Sys_Req_4403

1. 1. 1. 1. CP占空比确认

ID	Description	ASIL	Ref.
ACM-201	CP占空比确认 系统通过CP采集端口获取PWM信号占空比，确认充电电流 D<8不允许充电 8%≤D<10%    Imax=6 10%≤D≤85%    Imax=（D*100）*0.6 85%（D*100-64）*2.5 且Imax≤63 D>90%        不允许充电	QM	Sys_Req_4403
ACM-202	CP确认流程	QM	Sys_Req_4403

1. 1. 1. 1. 充电能力匹配

ID	Description	ASIL	Ref.
ACM-301	充电请求电压匹配 BMS充电请求电压默认：447V（满电电压）+5V，可标定	QM	Sys_Req_4403 Sys_Req_4404
ACM-302	充电请求电压匹配流程 若充电机无法匹配（持续判断），则请求停止充电 策略流程如下图所示	QM	Sys_Req_4403 Sys_Req_4404
ACM-303	充电请求电流匹配 交流充电电流降流系数初始值为1 CC/CP电流换算：220*AC电流/电池系统当前总压 限流条件 1）OBC最大输出功率（需考虑OBC效率） 2）OBC最大输出电流（需考虑OBC效率） 3）供电装置最大输出电流 4）电缆最大允许电流	QM	Sys_Req_4403 Sys_Req_4404
ACM-304	充电请求电流匹配流程	QM	Sys_Req_4403 Sys_Req_4404

1. 1. 1. 1. 充电电流调节

ID	Description	ASIL	Ref.
ACM-401	充电电流调节触发条件 满足如下任一条件，即触发电流调节 CP值变化 OBC最大输出电流变化 OBC最大输出功率变化 当前电池最大允许充电电流变化 电池最大允许充电功率变化 涉及到交流充电降流的故障（参见fault list）	QM	Sys_Req_4403 Sys_Req_4404
ACM-402	充电电流调节流程	QM	Sys_Req_4403 Sys_Req_4404

1. 1. 1. 1. 充电停止判断

ID	Description	ASIL	Ref.
ACM-501	交流充电满电停止 满足如下任一条件，即触发满电停止 最高单体电压≥4.14V，且持续5s 总电压≥447V，且持续5s SOC=100%	QM	Sys_Req_4403
ACM-502	交流充电故障停止 满足如下任一条件即可 单体温度不再范围内[5℃，55℃] OBC故障 CP无效 CC无效 其它故障详见[FL]	QM	Sys_Req_4403
ACM-503	充电优先控制 系统应按照如下优先级来仲裁充放电请求：直流充电＞交流充电＞驱动放电 系统在多个请求同时存在时，不应响应低优先级请求	QM