Teilnehmermodus Protokoll Spezifikation v1.0 - BMS CAN LIN Kommunikation

Überblick - BMS Kommunikationsprotokoll für Entwickler

Das Teilnehmermodus Protokoll ist ein standardisiertes BMS Kommunikationsprotokoll für die Kommunikation mit SaftkistePRO Batteriemanagementsystemen mit Unterstützung für CAN-Bus und LIN-Bus Schnittstellen. Diese technische Spezifikation definiert die Nachrichtenstruktur, Signaldefinitionen und Implementierungsanforderungen für Entwickler, die Teilnehmermodus-kompatible BMS-Geräte integrieren möchten.

BMS Protokoll Features - CAN und LIN Bus

• Dual-Bus-Unterstützung: CAN 2.0B und LIN 2.1
• Umfassende BMS-Daten: Batteriestatus, Zellspannungen, Schutzfunktionen und Diagnose
• Standardisiertes Nachrichtenformat: Konsistent über alle Teilnehmermodus-Geräte
• Echtzeit-Überwachung: Kritische Daten mit 100ms Aktualisierungsraten
• Fehlererkennung: Integrierte Fehlerberichterstattung und Schutzmechanismen

CAN LIN Nachrichten-Übersicht - BMS Datenstruktur

Nachricht	CAN ID	LIN ID	Länge	Update-Rate	Beschreibung
States	0x770	0x10	8 Bytes	100ms	Alle Boolean-Status-Flags
Parameters	0x771	0x11	4 Bytes	1000ms	Software-/Hardware-Versionen
Serial_Number_1	0x772	0x12	8 Bytes	5000ms	Geräte-Seriennummer (Teil 1)
Serial_Number_2	0x773	0x13	8 Bytes	5000ms	Geräte-Seriennummer (Teil 2)
General_Readings	0x774	0x14	8 Bytes	100ms	Spannung, Strom, Temperatur
Cell_Voltages	0x775	0x15	8 Bytes	100ms	Einzelne Zellspannungen
Capacity	0x776	0x16	7 Bytes	1000ms	SOC, SOH, Kapazitätsdaten
Cumulativ_Ah	0x777	0x17	8 Bytes	1000ms	Kumulierte Lade-/Entladung
Uptime	0x778	0x18	8 Bytes	10000ms	System-Laufzeitzähler
Time_To_Go	0x779	0x19	4 Bytes	1000ms	Geschätzte Restlaufzeit

Nachrichten-Definitionen

States (0x770 / 0x10)

Zweck: Konsolidierte Boolean-Status-Flags für alle BMS-Zustände, Schutzfunktionen und Fehler.

Bit-Layout:

Byte	Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4	Bit 3	Bit 2	Bit 1	Bit 0
0	Any_Fault_Active	Any_Protection_Active	Force_Off_Pin_State	User_Main_Switch_State	Is_Heating	Is_Balancing	Is_Discharging	Is_Charging
1	High_Current_Charge_Prot	High_Cell_Voltage_Prot	Low_Cell_Voltage_Prot	Pre_Warning_Charge_Shutdown	Pre_Warning_Discharge_Shutdown	Low_SoC	Allowed_To_Discharge	Allowed_To_Charge
2	Switch_Fault	Low_Temperature_Discharge_Prot	Low_Temperature_Charge_Prot	High_Temperature_Discharge_Prot	High_Temperature_Charge_Prot	High_Current_Discharge_Prot	High_Current_Charge_Prot	Reserviert
3	Critical_Alert	Switch_Forced_Off	Shunt_Delta_Fault	Voltage_Delta_Fault	Temperature_Fault	Voltage_Fault	Switch_Fault	Reserviert
4-7	Reserviert (0x00)

Signal-Definitionen:

• Is_Charging: Batterie wird aktiv geladen
• Is_Discharging: Batterie wird aktiv entladen
• Is_Balancing: Zellbalancing ist aktiv
• Is_Heating: Batterieheizung ist aktiv
• Any_Protection_Active: Beliebiger Schutzmechanismus ist ausgelöst
• Any_Fault_Active: Beliebige Fehlerbedingung liegt vor
• Critical_Alert: Kritischer Systemfehler erfordert sofortige Aufmerksamkeit

Parameters (0x771 / 0x11)

Zweck: Software- und Hardware-Versionsinformationen.

Byte-Layout:

Byte	Feld	Typ	Bereich
0	Software_Version_Major	8-bit unsigned	0-255
1	Software_Version_Minor	8-bit unsigned	0-255
2	Software_Version_Patch	8-bit unsigned	0-255
3	Hardware_Version	8-bit unsigned	0-255

Serial_Number_1 & Serial_Number_2 (0x772-0x773 / 0x12-0x13)

Zweck: 16-stellige ASCII-Seriennummer-Identifikation.

Format: ASCII-Zeichen, null-terminiert wenn kürzer als 16 Zeichen.

General_Readings (0x774 / 0x14)

Zweck: Primäre Batteriemessungen.

Byte-Layout:

Bytes	Feld	Typ	Einheit
0-3	Voltage	32-bit unsigned, little-endian	mV
4-5	Current	16-bit signed, little-endian	mA
6-7	Temperature	16-bit unsigned, little-endian	0,5°C

Berechnungen:

• Spannung: Rohwert * 1 mV
• Strom: Rohwert * 1 mA (negativ = Entladung, positiv = Ladung)
• Temperatur: Rohwert * 0,5°C

Cell_Voltages (0x775 / 0x15)

Zweck: Überwachung einzelner Zellspannungen.

Byte-Layout:

Bytes	Feld	Typ	Einheit
0-1	Cell1_Voltage	16-bit unsigned, little-endian	mV
2-3	Cell2_Voltage	16-bit unsigned, little-endian	mV
4-5	Cell3_Voltage	16-bit unsigned, little-endian	mV
6-7	Cell4_Voltage	16-bit unsigned, little-endian	mV

Capacity (0x776 / 0x16)

Zweck: Batteriekapazität und Zustandsinformationen.

Byte-Layout:

Bytes	Feld	Typ	Einheit
0-1	State_Of_Charge	16-bit unsigned, little-endian	0,5%
2-3	State_Of_Health	16-bit unsigned, little-endian	0,5%
4-5	Dischargeable_Capacity	16-bit unsigned, little-endian	0,1Ah
6	Nominal_Capacity	8-bit unsigned	2Ah

Berechnungen:

• SOC: Rohwert * 0,5% (Bereich: 0-100%)
• SOH: Rohwert * 0,5% (Bereich: 0-100%)
• Entladbare Kapazität: Rohwert * 0,1 Ah
• Nennkapazität: Rohwert * 2 Ah

Cumulativ_Ah (0x777 / 0x17)

Zweck: Lebensdauer-Energiezähler.

Byte-Layout:

Bytes	Feld	Typ	Einheit
0-3	Cumulativ_Discharged_Ah	32-bit unsigned, little-endian	Ah
4-7	Cumulativ_Charged_Ah	32-bit unsigned, little-endian	Ah

Uptime (0x778 / 0x18)

Zweck: System-Laufzeitverfolgung.

Byte-Layout:

Bytes	Feld	Typ	Einheit
0-3	Uptime	32-bit unsigned, little-endian	Sekunden
4-7	Uptime_Since_Last_Reset	32-bit unsigned, little-endian	Sekunden

Time_To_Go (0x779 / 0x19)

Zweck: Geschätzte verbleibende Laufzeit.

Byte-Layout:

Bytes	Feld	Typ	Einheit
0-3	Time_To_Go	32-bit unsigned, little-endian	Sekunden

BMS Implementierungsanforderungen - CAN LIN Konfiguration

CAN-Bus-Konfiguration

• Protokoll: CAN 2.0B Standard Frame
• Baudrate: 500 kbps (empfohlen)
• Byte-Reihenfolge: Little Endian
• Knotenname: "Saftkiste"

LIN-Bus-Konfiguration

• Protokoll: LIN 2.1
• Baudrate: 19200 bps
• NAD: 0x01
• Produkt-ID: 0x1234, 0x5678

Timing-Anforderungen

• Kritische Nachrichten (States, General_Readings, Cell_Voltages): ≤ 100ms
• Status-Nachrichten (Capacity, Parameters): ≤ 1000ms
• Identifikations-Nachrichten (Serial Numbers, Uptime): ≤ 10000ms

Fehlerbehandlung

• Überwachung der Any_Fault_Active und Critical_Alert Flags
• Implementierung von Timeout-Erkennung für fehlende Nachrichten
• Validierung der Datenbereiche gemäß Signaldefinitionen

BMS Code-Beispiele - CAN LIN Implementierung

CAN-Nachrichten-Parsing (C)

typedef struct {
    uint8_t is_charging : 1;
    uint8_t is_discharging : 1;
    uint8_t is_balancing : 1;
    uint8_t is_heating : 1;
    uint8_t user_main_switch : 1;
    uint8_t force_off_pin : 1;
    uint8_t any_protection : 1;
    uint8_t any_fault : 1;
} states_byte0_t;

void parse_states_message(uint8_t* data) {
    states_byte0_t* states = (states_byte0_t*)&data[0];

    if (states->any_fault) {
        // Fehlerbedingung behandeln
    }
    if (states->any_protection) {
        // Schutzfunktion behandeln
    }
}

void parse_general_readings(uint8_t* data) {
    uint32_t spannung_mv = *(uint32_t*)&data[0];
    int16_t strom_ma = *(int16_t*)&data[4];
    uint16_t temp_raw = *(uint16_t*)&data[6];

    float temperatur_c = temp_raw * 0.5f;

    printf("Spannung: %u mV, Strom: %d mA, Temp: %.1f°C\n",
           spannung_mv, strom_ma, temperatur_c);
}

LIN-Schedule-Implementierung

// LIN Schedule-Tabelle
lin_frame_t schedule[] = {
    {0x10, 10},   // States - 10ms
    {0x14, 10},   // General_Readings - 10ms
    {0x15, 10},   // Cell_Voltages - 10ms
    {0x16, 100},  // Capacity - 100ms
    {0x11, 1000}, // Parameters - 1000ms
};

Konformitätstests

Nachrichten-Validierung

1. Überprüfung, dass alle Nachrichten-IDs übertragen werden
2. Prüfung der Timing-Anforderungen
3. Validierung der Datenbereiche und Skalierung
4. Test der Fehler-Flag-Funktionalität

Integrations-Checkliste

• CAN/LIN-Bus-Konfiguration korrekt
• Nachrichten-Parsing implementiert
• Fehlerbehandlung aktiv
• Timing-Anforderungen verifiziert
• Datenvalidierung implementiert

Versions-Historie

Version	Datum	Änderungen
1.0	01.11.2025	Erstveröffentlichung

Kontakt: Für technischen Support und Protokoll-Updates wenden Sie sich an das Entwicklungsteam.