如何遠(yuǎn)程開(kāi)發(fā)完整分析一臺(tái)新能源車(chē)BMS電池管理系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)矩陣

隨著我國(guó)新能源汽車(chē)的崛起，從網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)中心、科研機(jī)構(gòu)、高校教學(xué)、車(chē)型對(duì)標(biāo)、整車(chē)DBC控制策略分析、電池管理系統(tǒng)研究、電池健康管理、網(wǎng)約車(chē)管理、電池梯度利用、車(chē)隊(duì)管理等多方面的市場(chǎng)需求，完整分析一臺(tái)新能源車(chē)BMS電池管理系統(tǒng)的CAN矩陣開(kāi)發(fā)成為當(dāng)下熱門(mén)需求，不僅是數(shù)字化推動(dòng)改革的需要，也是相關(guān)運(yùn)營(yíng)企業(yè)的核心。

那么，我們需要做的首要工作，就是拿到底層技術(shù)開(kāi)發(fā)的CAN數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都能幫助到我們所有項(xiàng)目的進(jìn)展和開(kāi)發(fā)。對(duì)此，不僅是技術(shù)上有要求，時(shí)效性也非常之高，一個(gè)完整的新能源汽車(chē)數(shù)據(jù)分析，不僅要懂得通信、電子、CAN總線(xiàn)、邏輯和開(kāi)發(fā)分析，更重要的是需要多年的積累的經(jīng)驗(yàn)判定CAN報(bào)文中的算法，對(duì)于項(xiàng)目開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，提出了更高的要求。我分為幾步給大家梳理項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中大概流程。
一、我們首先****看儀表有哪些數(shù)據(jù)

新能源汽車(chē)儀表盤(pán)的信息對(duì)于駕駛者來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，它們提供了車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)的即時(shí)反饋，確保駕駛安全。這些信息不僅包括傳統(tǒng)的速度、油量等指標(biāo)，還涵蓋了與電動(dòng)汽車(chē)特性相關(guān)的多項(xiàng)數(shù)據(jù)。詳細(xì)分析后，里邊包括了駕駛模式的切換，新能源汽車(chē)在切換到可行駛模式時(shí)，儀表盤(pán)應(yīng)提供明確的指示；駕駛員進(jìn)行至少兩次有意識(shí)的不同動(dòng)作，如“腳踩制動(dòng)”加“手按開(kāi)關(guān)”等組合動(dòng)作等等

可行駛里程顯示包括了續(xù)航信息：純電動(dòng)汽車(chē)儀表盤(pán)要顯示可行駛里程，混動(dòng)車(chē)型則顯示純電驅(qū)動(dòng)模式下的可行駛里程。顯示方式：可以通過(guò)數(shù)字或百分比等形式呈現(xiàn)給駕駛員。

剩余電量/氫氣量提示，電量顯示：新能源汽車(chē)儀表盤(pán)還應(yīng)顯示剩余電量或氫氣量，以便駕駛員了解能源消耗情況。低電量警告：當(dāng)剩余電量或氫氣量降低至可能影響車(chē)輛行駛的級(jí)別時(shí)，應(yīng)通過(guò)明顯信號(hào)提示駕駛員。

車(chē)輛瞬時(shí)功率顯示，功率輸出：電動(dòng)汽車(chē)儀表盤(pán)應(yīng)顯示電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出的瞬時(shí)功率及可用剩余功率。顯示形式：可以通過(guò)電流或百分比等形式展示給駕駛員。

車(chē)速與里程信息，實(shí)時(shí)車(chē)速：儀表盤(pán)應(yīng)實(shí)時(shí)顯示車(chē)輛的當(dāng)前速度。總里程：車(chē)輛從出廠(chǎng)到現(xiàn)在累計(jì)的行駛里程。單次里程：本次行駛的里程數(shù)，有助于駕駛員了解短途行駛的能耗。

電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)，電池電量：儀表盤(pán)上通常會(huì)有電池電量的指示，顯示當(dāng)前電池的充電狀態(tài)。

電池健康度：部分車(chē)型還會(huì)顯示電池的健康狀態(tài)，提醒駕駛員電池是否需要維護(hù)或更換。

能源消耗率，實(shí)時(shí)能耗：儀表盤(pán)應(yīng)提供車(chē)輛當(dāng)前的能源消耗率，幫助駕駛員了解能效。

歷史能耗記錄：有些車(chē)型可以記錄并顯示過(guò)去的能源消耗情況，供駕駛員參考。

故障診斷與警告，這個(gè)用得少，因?yàn)槎际菍?zhuān)車(chē)專(zhuān)用，沒(méi)有壞不壞，只有燒不燒。

結(jié)合上述新能源汽車(chē)儀表盤(pán)提供了豐富的信息分析，我們就要對(duì)于項(xiàng)目掌握車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)和能源消耗情況以及各種不同數(shù)據(jù)在駕駛操作中的數(shù)據(jù)更新及變化，包括可行駛模式、續(xù)航里程、剩余電量、瞬時(shí)功率、車(chē)速與里程、電池狀態(tài)、能源消耗率以及故障診斷等等。項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集需求中，就已經(jīng)包括了大部分的數(shù)據(jù)，另外就是電池健康管理中，還涉及不同組別的單體電池的數(shù)據(jù)采集。

因?yàn)橛械淖詭Я司W(wǎng)關(guān)，將數(shù)據(jù)隔離，目前采集的方式又出了新的花樣，我們首先就會(huì)繞開(kāi)OBD接口，然后跳過(guò)網(wǎng)關(guān)，在BMS管理系統(tǒng)中去獲取數(shù)據(jù)，如果更底層的，那么就直接從電池接口獲取。為什么要做這么麻煩，因?yàn)橛械臄?shù)據(jù)通過(guò)BMS出來(lái)，就已經(jīng)發(fā)生了改變，并非電池包的數(shù)據(jù)，而是計(jì)算過(guò)的數(shù)據(jù)，就像云平臺(tái)展示的一樣，那都是想要給你看的數(shù)據(jù)，而非底層的數(shù)據(jù)。

并且，很多汽車(chē)都是組裝工廠(chǎng)，并不具備數(shù)據(jù)的擁有和底層的開(kāi)發(fā)，他們只有使用權(quán)，具體怎么來(lái)的，不知道，也掌控不了，很多國(guó)際零部件廠(chǎng)家，根本就不對(duì)國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造廠(chǎng)商開(kāi)放底層核心的數(shù)據(jù)，所有，有的汽車(chē)生產(chǎn)出來(lái)，有“好多個(gè)”O(jiān)BD的診斷接口，也就是說(shuō)，自己造的車(chē)，連修都不會(huì)修。

二、找個(gè)修理廠(chǎng)，支架，把汽車(chē)支起來(lái)

為了提高工作效率，減少震動(dòng)對(duì)維修工作的影響，使得維修過(guò)程更加平穩(wěn)，我們可能要尋找一些修理廠(chǎng)家，借用舉升機(jī)，千斤頂支架等工具能夠幫助維修人員輕松舉升汽車(chē)，為底盤(pán)維修及根據(jù)圖紙，尋找線(xiàn)路提供便利。在采集數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，支架確保汽車(chē)穩(wěn)定，避免因車(chē)輛移動(dòng)或傾斜而導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。

三、準(zhǔn)備CANOE 工具，萬(wàn)用表，筆記本電腦

CAN分析工具是用于開(kāi)發(fā)、測(cè)試和維護(hù)CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的專(zhuān)用軟件和硬件設(shè)備。CAN分析儀選擇操作通用，功能強(qiáng)大，集成了2路符合ISO11898標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立CAN通道，使其適用于多種不同的CAN網(wǎng)絡(luò)分析需求。

參考CANoe開(kāi)發(fā)的軟件打開(kāi)DBC報(bào)文的采集及數(shù)據(jù)曲線(xiàn)的分析，支持多種CAN連接，包括周立功CAN和PCAN，同時(shí)提供DBC解析與生成功能，增強(qiáng)了其適用性和靈活性。

這一小工具特別適合于那些需要對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，或是需要模擬CAN網(wǎng)絡(luò)行為以測(cè)試系統(tǒng)反應(yīng)的工程師。配合CAN分析儀，ECAN Tools能實(shí)現(xiàn)CAN報(bào)文解析、CAN數(shù)據(jù)組包發(fā)送、CAN幀過(guò)濾等核心功能，滿(mǎn)足了大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)分析和故障排查的需要。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選擇一個(gè)提供良好客戶(hù)支持的CAN數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)供應(yīng)商，特別是在遇到技術(shù)難題時(shí)，及時(shí)地支持至關(guān)重要。

四、用萬(wàn)用表找到CAN接口，進(jìn)行遠(yuǎn)程CAN數(shù)據(jù)分析

遠(yuǎn)程CAN數(shù)據(jù)分析是一種通過(guò)分析CAN總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)控和故障診斷的過(guò)程。這種分析方式在汽車(chē)行業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化以及其他依賴(lài)控制器局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network, CAN）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

速銳得的做法是，客戶(hù)購(gòu)買(mǎi)CAN分析儀工具，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控客戶(hù)筆記本電腦遠(yuǎn)程桌面控制軟件，可以幫助客戶(hù)了解CAN總線(xiàn)及工具的使用，在友好的交互界面中，我們?yōu)榭蛻?hù)展示CAN總線(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸單位，數(shù)據(jù)幀的類(lèi)型包括數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀和過(guò)載幀。幫助客戶(hù)了解數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)幀中包含了標(biāo)識(shí)符（ID）、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼（DLC）和數(shù)據(jù)字段，其中數(shù)據(jù)字段用于傳輸實(shí)際的信息，記錄CAN-FD的變化：與傳統(tǒng)CAN相比，CAN-FD（Flexible Data-Rate CAN）取消了遠(yuǎn)程幀的支持，且不改變數(shù)據(jù)段的比特率，標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式兩種類(lèi)型，掌握分析方法，幫助工程師實(shí)時(shí)捕獲、分析和模擬CAN數(shù)據(jù)

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集分析具有地理位置的靈活性：遠(yuǎn)程分析允許工程師在不同地理位置進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，極大地提高了工作效率。實(shí)時(shí)性：通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CAN數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析。例如汽車(chē)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集分析，速銳得可以通過(guò)遠(yuǎn)程分析技術(shù)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和CAN數(shù)據(jù)采集，提高服務(wù)效率。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，遠(yuǎn)程CAN數(shù)據(jù)分析可以用于監(jiān)控生產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。

五、驗(yàn)證數(shù)據(jù)

CAN數(shù)據(jù)驗(yàn)證是一個(gè)必要的過(guò)程，確保通過(guò)CAN總線(xiàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的完整性和正確性。這一驗(yàn)證過(guò)程不僅涉及汽車(chē)領(lǐng)域，也包括工業(yè)自動(dòng)化，因?yàn)镃AN總線(xiàn)被廣泛應(yīng)用于這些領(lǐng)域的設(shè)備間通訊。

其中包括了CRC校驗(yàn)：CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）是CAN通信中一個(gè)非常重要的錯(cuò)誤檢測(cè)手段。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議理解，熟悉它的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些知識(shí)是進(jìn)行有效測(cè)試和驗(yàn)證的基礎(chǔ)。

使用專(zhuān)用工具：進(jìn)行CAN數(shù)據(jù)驗(yàn)證需要使用專(zhuān)門(mén)的工具，如CAN分析儀和CAN開(kāi)發(fā)板、SPY3等。這些工具不僅能幫助發(fā)送和接收CAN網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)，還能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高級(jí)處理，如設(shè)置CAN硬件過(guò)濾器以及調(diào)試CAN設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)。

接口與信號(hào)轉(zhuǎn)換：在具體的實(shí)際應(yīng)用中，如STM32微控制器上的CAN通信，CAN接口表現(xiàn)為一種串行接口，它可以由任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)，并在出現(xiàn)總線(xiàn)沖突時(shí)由硬件來(lái)處理。不同于其他串行接口，CAN將TTL信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳遞與開(kāi)發(fā)。

六、交付提供參考CAN矩陣表格

經(jīng)過(guò)大量的工作安排和技師的配合，我們基本上可以拿到一臺(tái)完整車(chē)型的BMS電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)中心、科研機(jī)構(gòu)、高校教學(xué)、車(chē)型對(duì)標(biāo)、整車(chē)DBC控制策略分析、電池管理系統(tǒng)研究、電池健康管理、網(wǎng)約車(chē)管理、電池梯度利用、車(chē)隊(duì)管理提供強(qiáng)大數(shù)據(jù)支持。但也因?yàn)樾履茉窜?chē)多款多樣，各種秀技能和不標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)工作難度在持續(xù)不斷地增加，每年出廠(chǎng)的新能源車(chē)都會(huì)有巨大的差異。

那么，我們交付提供給參考的CAN矩陣表格，一段時(shí)間過(guò)后，就會(huì)失去它的意義。最簡(jiǎn)單的例子，就是東風(fēng)汽車(chē)E70，這個(gè)汽車(chē)的矩陣協(xié)議，就有不同的8個(gè)版本，因?yàn)闁|風(fēng)汽車(chē)根本控制不了零部件廠(chǎng)家，純純一個(gè)工廠(chǎng)而已，愛(ài)麗舍車(chē)型也有4個(gè)版本。另外就是汽車(chē)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)在持續(xù)拉大，通過(guò)減配、降價(jià)、升級(jí)、創(chuàng)新、創(chuàng)詞，產(chǎn)生出各種不同的車(chē)型，類(lèi)似1000萬(wàn)以?xún)?nèi)最好的車(chē)、500萬(wàn)以?xún)?nèi)最好的車(chē)，這種就不要去碰，所見(jiàn)即所坑。

DBC表格包括了客戶(hù)運(yùn)營(yíng)管理需要的重要底層信息和邏輯，有的項(xiàng)目可能只需要知道結(jié)果，有的項(xiàng)目需要知道過(guò)程，有的項(xiàng)目需要涉及硬件的定制與開(kāi)發(fā)，應(yīng)用的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)不同的情況，例如商用車(chē)新能源的管理可能就僅需要涉及充電的循環(huán)次數(shù)、累計(jì)充電量、被充電的車(chē)型VIN、電池實(shí)時(shí)位置，SOC、SOH、低電提醒，異常報(bào)警、后臺(tái)管理電池?cái)?shù)據(jù)等等。很多數(shù)據(jù)需要遠(yuǎn)程分析，也不是所有客戶(hù)想要的列表都能獲取得到，還存在一定差異性。

好了，說(shuō)了這么多，你學(xué)廢了嗎？

審核編輯 黃宇