基于CAN总线的电池管理系统诊断系统及其诊断维护方法

摘要

一种基于CAN总线的电池管理系统诊断系统的诊断维护方法，包含：基于CAN总线的电池管理系统诊断系统对电池管理系统进行应用层软件代码在线更新的方法；基于CAN总线的电池管理系统诊断系统读取电池管理系统的清除故障信息的方法；基于CAN总线的电池管理系统诊断系统通过数据标识对电池管理系统进行数据读取的方法；以及，基于CAN总线的电池管理系统诊断系统通过数据标识对电池管理系统进行数据更新的方法。本发明采用便宜的设备和系统对汽车电池管理系统实现基于CAN通信的符合UDS统一诊断协议的诊断服务内容；同时在软件进行升级时，便捷的在线更新软件代码，并且在出现故障时通过读取故障信息进行快速故障定位及维护。

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理系统诊断试技术领域，具体涉及一种基于CAN总线的电池管理系统诊断系统及其诊断维护方法。

背景技术

车用动力锂-离子电池组系统正逐步在电动汽车领域中广泛应用。电池组管理系统（BMS）作为电动汽车的三大关键技术之一，其安全性、可靠性将直接影响产品的使用安全以及寿命，其安全性和可靠性需求也推动着汽车故障诊断技术和故障诊断设备的发展，针对电子控制单元（ECU），即行车电脑，的车载自诊断系统（OBD，On Board Diagnostic）成为汽车诊断的必然选择。据统计，传统汽车上的控制大约有30%到40%的内存能力用于系统故障诊断，现在诊断服务变的比以前更加丰富，各种子功能也越来越详细。在新能源汽车控制器中也越来越受到重视。国外汽车诊断技术于20世纪80年代开始应用，欧美各大整车厂都有与车型相匹配的诊断仪，多数为定制产品，且价格较高；国内诊断技术研究及应用起步较晚，因此相关的诊断仪设备也并不适用于电池管理系统。

发明内容

本发明提供一种基于CAN总线的电池管理系统诊断系统及其诊断维护方法，能够有效地在目标电池管理系统上实现基于CAN通信的符合统一诊断协议的诊断服务内容；同时在软件进行升级时，十分便捷的在线更新软件代码，并在出现故障时通过读取故障信息进行快速故障定位及维护。

为实现上述目的，本发明提供一种基于CAN总线的电池管理系统诊断系统，用于对电池管理系统进行诊断维护，其特点是，该诊断系统包含：

基于CAN总线的诊断设备，其通过CAN网络连接电池管理系统；

上位机，其与所述基于CAN总线的诊断设备通讯连接，该上位机用于诊断指令的发送和信息的显示。

上述基于CAN总线的诊断设备通过标准车载自诊断系统接口连接至CAN网络，并与电池管理系统建立连接。

一种基于CAN总线的电池管理系统诊断系统的诊断维护方法，其特点是，该方法包含：

基于CAN总线的电池管理系统诊断系统对电池管理系统进行应用层软件代码在线更新的方法；

基于CAN总线的电池管理系统诊断系统读取电池管理系统的清除故障信息的方法；

基于CAN总线的电池管理系统诊断系统通过数据标识对电池管理系统进行数据读取的方法；以及，

基于CAN总线的电池管理系统诊断系统通过数据标识对电池管理系统进行数据更新的方法。

上述基于CAN总线的电池管理系统诊断系统对电池管理系统进行应用层软件代码在线更新的方法包含：

步骤1.1、上位机选择更新的内容，内容包含有只更新数据段代码，或者更新整个应用层代码；

步骤1.2、基于CAN总线的电池管理系统诊断系统请求电池管理系统进入程序刷写模式；

步骤1.3、电池管理系统向基于CAN总线的电池管理系统诊断系统回复代码信息，上位机接收并判断是否是肯定代码，若是则跳转到步骤1.4，若否则上位机显示否则代码并停止更新流程；

步骤1.4、上位机向电池管理系统发送安全验证请求，接受反馈信息，并判断是否验证通过，若是则跳转到步骤1.5，若否则停止更新流程；

步骤1.5、上位机通过基于CAN总线的诊断设备向电池管理系统发送更新代码的下载区域及大小，并连续帧传输软件代码更新数据；

步骤1.6、电池管理系统接收软件代码更新数据，对软件代码更新数据进行验证，判断软件代码更新数据是否接收正确，若是，则反馈数据正确信息，下载程序步骤完成，并跳转到步骤1.7，若否，则向上位机反馈数据错误信息，并跳转到步骤1.5；

步骤1.7、上位机通过基于CAN总线的诊断设备向电池管理系统的发送指令，重启电池管理系统。

上述基于CAN总线的电池管理系统诊断系统对电池管理系统进行应用层软件代码在线更新的方法中，上位机实时显示进度条，进度条实时显示更新进度，并在上位机的显示设备显示肯定代码信息、数据正确信息或数据错误信息。

上述基于CAN总线的电池管理系统诊断系统读取电池管理系统的清除故障信息的方法包含：

步骤2.1、电池管理系统出现异常时，其报警灯点亮提示操作人员；

步骤2.2、上位机选择读取故障信息，可选择读取当前故障或历史故障；

步骤2.3、上位机向电池管理系统发送读取故障信息请求，对电池管理系统进行故障信息读取，并输出读取所得的故障信息；

步骤2.4、上位机接收电池管理系统输出的故障信息并进行显示；

步骤2.5、上位机通过基于CAN总线的诊断设备向电池管理系统发送清除故障信息指令；

步骤2.6、电池管理系统接收清除故障信息指令，进行控制器中储存的故障信息的清除操作；

步骤2.7、电池管理系统向上位机反馈清除故障成功信息。

上述基于CAN总线的电池管理系统诊断系统通过数据标识对电池管理系统进行数据读取的方法包含：

步骤3.1、上位机选择进行通过数据标识进行数据读取的操作；

步骤3.2、上位机输入要读取的数据识别号；

步骤3.3、上位机通过基于CAN总线的诊断设备将输入的数据识别号发送至电池管理系统；

步骤3.4、电池管理系统接收数据识别号，将对应的数据信息通过CAN总线输出至基于CAN总线的电池管理系统诊断系统。

上述基于CAN总线的电池管理系统诊断系统通过数据标识对电池管理系统进行数据更新的方法包含：

步骤4.1、上位机选择进行通过数据标识进行数据更新的操作；

步骤4.2、上位机输入要更新的数据识别号，并输入相应要更新的数据内容；

步骤4.3、上位机将包含有数据识别号及其用于更新的数据信息的数据帧通过CAN总线发送至电池管理系统；

步骤4.4、电池管理系统进行数据解析，并更新相应数据识别号下对应的数据信息；

步骤4.5、电池管理系统反馈数据写入正确信息至基于CAN总线的电池管理系统诊断系统；

步骤4.6、上位机显示数据写入正确信息，数据更新完成。

本发明基于CAN总线的电池管理系统诊断系统及其诊断维护方法和现有技术的电池组系统诊断技术相比，其优点在于，本发明采用比现有技术便宜的设备和系统对汽车电池管理系统实现基于CAN通信的符合UDS统一诊断协议的诊断服务内容；同时在软件进行升级时，十分便捷的在线更新软件代码，并且在出现故障时通过读取故障信息进行快速故障定位及维护。

附图说明

图1为本发明基于CAN总线的电池管理系统诊断系统的系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

如图1所示，本发明公开一种基于CAN总线的电池管理系统诊断系统，该诊断系统用于对电池管理系统1（BMS）进行诊断控制，即一种包含电池管理系统诊断仪，其包含基于CAN总线的诊断设备2、上位机3。

基于CAN总线的诊断设备2（UDS-CAN设备）通过CAN网络连接电池管理系统1，具体的该基于CAN总线的诊断设备2通过标准车载自诊断系统（OBD）接口连接到电池管理系统的CAN网络中，通过CAN网络与电池管理系统实现连接。

上位机3与基于CAN总线的诊断设备2通讯连接，该上位机3用于诊断指令的发送和信息的显示。

电池管理系统1通过基于CAN总线的诊断设备2实现与上位机3所在的控制间的通信,并由上位机3实现诊断服务的发送及信息的显示。主要实现了电池管理系统1的软件代码在线更新，读取故障代码信息，清除故障代码信息，读取故障现场关键参数，通过数据标识读写信息等功能。

本发明还公开了一种基于CAN总线的电池管理系统诊断系统的诊断维护方法，该方法包含：1）基于CAN总线的电池管理系统诊断系统对电池管理系统进行应用层软件代码在线更新的方法；2）基于CAN总线的电池管理系统诊断系统读取电池管理系统的清除故障信息的方法；3）基于CAN总线的电池管理系统诊断系统通过数据标识对电池管理系统进行数据读取的方法；以及，4）基于CAN总线的电池管理系统诊断系统通过数据标识对电池管理系统进行数据更新的方法。

1）基于CAN总线的电池管理系统诊断系统对电池管理系统进行应用层软件代码在线更新的方法具体包含以下步骤：

步骤1.1、上位机3采用选取S19文件选择更新的内容，内容包含可以有：只更新数据段代码，或者更新整个应用层代码。

步骤1.2、基于CAN总线的电池管理系统诊断系统发送10 02请求电池管理系统1进入程序刷写模式。进入程序刷写模式，是在统一诊断服务标准中规定的服务标识号，10是进入会话，02代表刷写会话。

步骤1.3、电池管理系统1向基于CAN总线的电池管理系统诊断系统回复代码信息，上位机3接收并判断是否是肯定代码，若是则跳转到步骤1.4，若否则上位机3显示否则代码并停止更新流程。

步骤1.4、上位机3向电池管理系统1发送安全验证请求，接受反馈信息，并判断是否验证通过，若是则跳转到步骤1.5，若否则停止更新流程。

步骤1.5、上位机3通过基于CAN总线的诊断设备2向电池管理系统1发送更新代码下载区域及大小，并连续帧传输软件代码更新数据。电池管理系统1可采用一种单片机，更新代码下载区域是指代码在单片机中存的地址区域，大小是指要更新的代码的大小。

步骤1.6、电池管理系统1接收软件代码更新数据，对软件代码更新数据进行验证，判断软件代码更新数据是否接收正确，若是，则反馈数据正确信息，下载程序步骤完成，并跳转到步骤1.7，若否，则向上位机3反馈数据错误信息，并跳转到步骤1.5，重新发送软件代码更新数据。

步骤1.7、上位机3通过基于CAN总线的诊断设备2向电池管理系统1发送11 01请求，重启电池管理单元。11 与上面的10都是服务标识，在ISO14229中规定的：10是会话转换，11是重新启动，11 01是硬件重启。

在对电池管理系统进行应用层软件代码在线更新的过程中，上位机3实时显示进度条，该进度条实时显示更新进度，并在上位机3的显示设备显示肯定代码信息、数据正确信息或数据错误信息。

2）基于CAN总线的电池管理系统诊断系统读取电池管理系统的清除故障信息的方法具体包含以下步骤：

步骤2.1、电池管理系统1出现异常时，其报警灯点亮提示操作人员。

步骤2.2、上位机3选择读取故障信息，可选择读取当前故障或历史故障。

步骤2.3、上位机3通过基于CAN总线的诊断设备2向电池管理系统1发送读取故障信息请求，对电池管理系统1进行故障信息读取，并输出读取所得的故障信息。

步骤2.4、上位机3接收电池管理系统1输出的故障信息并进行显示。

步骤2.5、上位机3通过基于CAN总线的诊断设备2向电池管理系统1发送清除故障信息指令。

步骤2.6、电池管理系统1接收清除故障信息指令，进行其控制器中储存的故障信息的清除操作。

步骤2.7、电池管理系统1向上位机3反馈清除故障成功信息。

3）基于CAN总线的电池管理系统诊断系统通过数据标识对电池管理系统进行数据读取的方法具体包含以下步骤：

步骤3.1、上位机3选择进行通过数据标识进行数据读取的操作。

步骤3.2、上位机3输入要读取的数据识别号（ID）。

步骤3.3、上位机3通过基于CAN总线的诊断设备2将输入的数据识别号发送至电池管理系统1。

步骤3.4、电池管理系统1接收数据识别号，将对应的数据信息通过CAN总线输出至基于CAN总线的电池管理系统诊断系统。

4）基于CAN总线的电池管理系统诊断系统通过数据标识对电池管理系统进行数据更新的方法具体包含以下步骤：

步骤4.1、上位机3选择进行通过数据标识进行数据更新的操作。

步骤4.2、上位机3输入要更新的数据识别号，并输入相应要更新的数据内容。

步骤4.3、上位机3将包含有数据识别号及其用于更新的数据信息的数据帧通过CAN总线发送至电池管理系统1。

步骤4.4、电池管理系统1进行数据解析，并更新相应数据识别号下对应的数据信息。

步骤4.5、电池管理系统1反馈数据写入正确信息至基于CAN总线的电池管理系统诊断系统。

步骤4.6、上位机3显示数据写入正确信息，数据更新完成。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。