本发明属于新能源汽车充电控制领域，尤其是涉及一种新能源汽车模拟非车载充电机设备及其应用方法。
背景技术：
基于新能源汽车节能环保的优势,我国已经把发展新能源汽车作为解决大气污染和能源问题的有效手段。非车载充电桩在为新能源车辆提供电能补充时，具有快捷高效的特点，成为替代传统加油站的未来发展趋势。因此，非车载充电桩与电池管理系统(bms)之间的合理交互，越来越受到各新能源汽车生产厂商及用户的关注。出于安全性考虑，国标规定的新能源汽车与非车载充电桩的整个充电过程是极其复杂的，如果使用真实车载充电桩对bms进行充电测试，耗费了大量能源。而且，一旦由于bms的功能不完善引起充电异常，将对bms和充电桩造成损害，尤其在测试bms与充电桩通讯故障时，充电桩极限工况——大电流、大电压等情况不易实现且存在极大的安全隐患，甚至会危害人员的生命安全。因此在bms装车量产之前，使用模拟非车载充电机设备对bms的直流充电策略进行测试是十分必要的。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种新能源汽车模拟非车载充电机设备及其应用方法，以解决目前存在的使用真实充电机对bms的通信功能进行测试时不安全、不全面、耗能大等问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新能源汽车模拟非车载充电机设备，包括模拟非车载充电机、can信号输出板卡和上位机显示屏，所述模拟非车载充电机包括充电策略模块和can配置模块，所述充电策略模块包括充电握手模块、参数配置模块、充电模块和充电结束模块，所述上位机显示屏分别与模拟非车载充电机和can信号输出板卡相连；所述充电握手模块、参数配置模块、充电阶段模块、充电结束模块依次相连，所述充电策略模块通过matlab/simulink与can配置模块相连接，所述模拟充电机与can信号输出板卡相连，所述can信号输出板卡通过双绞线连接真实的待测bms。
进一步的，所述模拟充电机模块用simulink/stateflow搭建，用来模拟充电机充电控制策略并将所发送和接收的信息转化成can信号，所述can信号输出板卡能够将模拟can信号转化为真实can信号，所述上位机显示屏的界面用来控制及显示充电流程，并注入故障，所述待测bms用来被验证充电控制策略的正确与否。
进一步的，所述充电握手模块、参数配置模块、充电模块、充电结束模块按照国标规定的逻辑策略相连接。
一种基于上述模拟非车载充电机设备的bms通信测试方法，其过程如下：
(1)充电机运行正常，对bms正常充电的测试，所有报文均以250kbps的速率传输，包括以下步骤：
(1.1)s1，对bms充电握手阶段通信测试；
(1.2)s2，对bms参数配置阶段通信测试；
(1.3)s3，对bms充电阶段通信测试；
(1.4)s4，对bms充电结束阶段通信测试；
(2)注入充电机故障测试bms的处理方式是否正确，所有报文均以250kbps的速率传输，包括以下步骤：
(2.1)s5，在bms充电握手阶段注入充电机故障；
(2.2)s6，在bms参数配置阶段注入充电机故障；
(2.3)s7，在bms充电阶段注入充电机故障；
(2.4)s8，在bms充电结束阶段注入充电机故障。
进一步的，对bms充电握手阶段通信的测试过程如下：
(1.1.1)由模拟非车载充电机向bms以250ms的周期发送充电握手报文，如果bms能够收到充电机发送的充电握手报文，并开始以250ms的周期向充电机发送充电握手报文，则证明bms的充电握手功能正常。
(1.1.2)模拟非车载充电机停止发送充电握手报文，由模拟非车载充电机以250ms的周期发送充电辨识报文，其中辨识结果确认码为<0x00>,如果bms能够在自收到握手报文后30s内或系统启动60s内收到充电辨识报文，能够停止发送充电握手报文并开始以250ms的周期向充电机发送车辆辨识报文，则证明bms的车辆辨识功能正常。
(1.1.3)模拟非车载充电机发送数据变更的充电辨识报文，其中辨识结果确认码为<0xaa>，如果bms能够自初次发送车辆辨识报文5s内收到充电机发送的数据变更的充电辨识报文，并在收到充电辨识报文后停止发送车辆辨识报文，则证明bms的车辆辨识功能正常。
进一步的，对bms参数配置阶段通信的测试，包括以下步骤：
(1.2.1)对bms充电握手阶段功能的测试后，监测bms能否开始以向充电机发送动力蓄电池充电参数报文，监测非车载充电机能否正常收到此报文。
(1.2.2)由模拟非车载充电机向bms以250ms的周期发送时间同步信息报文(可选)，由模拟非车载充电机向bms以250ms的周期发送充电机最大输出能力报文，该报文发送的最高输出电压，最低输出电压，最大输出电流，最小输出电流均在bms能够接受的正常范围内。如果bms能够收到充电机发送的时间同步信息报文(可选)及充电机最大输出能力报文，bms能够停止发送动力蓄电池充电参数报文并开始以250ms的周期发送车辆充电准备就绪状态报文，其报文内容为<0x00>，如果bms在经过同步时间处理后(可选)能够判断充电机参数正常，并在此之后变更车辆充电准备就绪状态报文为<0xaa>。监测到充电机能够收到此确认码为<0xaa>的报文。则此部分阶段bms通信正常。
(1.2.3)由模拟非车载充电机向bms以250ms的周期发送充电机准备未就绪报文<0x00>后再发送充电机准备就绪报文<0xaa>，监测bms，如果bms能够在自发送车辆准备就绪状态报文<0xaa>的5s内收到充电机准备就绪报文或60s内收到充电机准备就绪报文，并停止发送车辆充电准备就绪报文。则此部分阶段bms通信正常。
如果满足以上条件，则证明bms参数配置阶段功能正常。
进一步的，对bms充电阶段通信的测试，其过程如下：
(1.3.1)完成对bms参数配置阶段功能的测试后，监测bms，如果bms能够以250ms的周期发送电池充电需求报文及电池充电总状态报文给模拟充电机。监测模拟非车载充电机，如果模拟非车载充电机能够收到此电池充电需求报文及电池充电总状态报文。则此部分阶段bms通信正常。
(1.3.2)非车载充电机停止发送充电机准备状态报文，以250ms的周期发送充电机充电状态报文，监测bms，如果bms能够在自上次收到报文起1s内收到此报文，并开始以250ms的周期发送蓄电池状态信息报文。则此部分阶段bms通信正常。
(1.3.3)监测bms，如果bms能够以250ms的周期发送各单体电压报文(可选)，bms能够以250ms的周期发送各单体温度报文(可选)，bms能够以250ms的周期发送预备报文(可选)。则此部分阶段bms通信正常(可选)。
如果满足以上条件，则证明bms充电阶段功能正常。
进一步的，对bms充电结束阶段通信的测试，其过程如下：
(1.4.1)由模拟非车载充电机向bms发送终止报文，监测bms，如果bms能够收到此充电机充电终止报文并开始发送车辆充电终止报文，并在此之后能够停止发送车辆充电终止报文并开始发送统计数据报文，则此部分阶段bms通信正常。
(1.4.2)模拟非车载充电机停止发送充电机充电终止报文，由模拟非车载充电机发送统计数据报文，监测bms，如果bms能够在自发送车辆充电终止报文10s内收到此统计数据报文，则此部分阶段bms通信正常。
如果满足以上条件，则证明bms充电结束阶段功能正常。
进一步的，在bms充电握手阶段注入充电机故障，其步骤如下：
(2.1.1)在bms收到非车载充电机发送的充电握手报文30s后，模拟非车载充电机再发送充电机辨识报文，监测bms，如果bms进入充电机通信超时处理模式，则证明此bms在此阶段对超时故障的处理正常。
(2.1.2)在bms初次发送车辆辨识报文5s后，模拟非车载充电机再发送数据变更为<0xaa>的充电机辨识报文，监测bms，如果bms进入充电机通信超时处理模式，则证明此bms在此阶段对超时故障的处理正常。
进一步的，在bms参数配置阶段注入充电机故障，其步骤如下：
(2.2.1)由模拟非车载充电机向bms以250ms的周期发送充电机最大输出能力报文，该报文发送的最高输出电压，最低输出电压，最大输出电流，最小输出电流任意一项或几项不在bms能够接受的正常范围内。监测bms，如果bms开始向非车载充电机发送bms未准备就绪报文，且重新判断充电机最大输出能力报文是否在bms能接收的正常范围内，则证明此bms在此阶段对充电机参数不匹配的故障处理正常。
(2.2.2)在bms自发送车辆准备就绪状态报文<0xaa>的5s后，模拟非车载充电机再向bms以250ms的周期发送充电机准备就绪报文<0xaa>，监测bms，如果bms进入充电机通信超时处理模式，则证明此bms在此阶段对超时故障的处理正常。
进一步的，在bms充电阶段注入充电机故障，其步骤如下：
(2.3.1)在bms自上次接收到充电机充电状态报文1s后，模拟非车载充电机再向bms发送充电机充电状态报文，监测bms，如果bms进入充电机通信超时处理模式，则证明此bms在此阶段对超时故障的处理正常。
进一步的，在bms充电结束阶段注入充电机故障，其过程为：
(2.4.1)在bms自发送充电终止报文10s后，模拟非车载充电机再向bms发送充电机统计数据报文，监测bms，如果bms停止充电，则证明此bms在此阶段对超时故障的处理正常。
相对于现有技术，本发明所述的模拟非车载充电机设备及其应用方法具有以下优势：
1、本设备依据最新推出的国标gb/t27930-2015建立，能够满足任何符合我国国标要求的bms供应商需求。
2、本设备实现了对bms与非车载充电机通信的测试可以脱离真实非车载充电机而单独运行，并且能够在bms开发阶段便可完成对bms与非车载充电机通信的测试，从而提前了电池管理系统的测试时机，为电动汽车的制造提供一手数据。加快了bms的开发速度。
3、使用本设备对bms进行测试，可以防止充电机的大电流大电压对开发测试人员造成人身伤害，保护了人员及设备安全。
4、本测试方法不但测试了充电机正常情况下，充电机与bms在充电机的各个阶段的通信功能，而且测试了注入不同充电机故障后，bms能否对故障发生作出正确的判断与处理方法，使得对bms与非车载充电机的通信测试更加全面具体。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明设备的原理框图；
图2为bms正常充电的测试方法流程图；
图3为注入充电机故障后对bms处理方式的测试方法流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种新能源汽车模拟非车载充电机设备，包括模拟非车载充电机、can信号输出板卡和上位机显示屏，所述模拟非车载充电机包括充电策略模块和can配置模块，所述充电策略模块包括充电握手模块、参数配置模块、充电模块和充电结束模块，所述上位机显示屏分别与模拟非车载充电机和can信号输出板卡相连；所述充电握手模块、参数配置模块、充电模块、充电结束模块按照国标规定的逻辑策略相连接，所述充电策略模块通过matlab/simulink与can配置模块相连接，所述模拟充电机与can信号输出板卡相连，所述can信号输出板卡通过双绞线连接真实的待测bms。
所述模拟充电机模块用simulink/stateflow搭建，用来模拟充电机充电控制策略并将所发送和接收的信息转化成can信号，所述can信号输出板卡能够将模拟can信号转化为真实can信号，所述上位机显示屏的界面用来控制及显示充电流程，并注入故障，所述待测bms用来被验证充电控制策略的正确与否。
一种基于上述模拟非车载充电机设备的bms通信测试方法，其过程如下：
(1)充电机运行正常，对bms正常充电的测试，所有报文均以250kbps的速率传输，包括以下步骤：
(1.1)s1，对bms充电握手阶段通信的测试
(1.1.1)由模拟非车载充电机向bms以250ms的周期发送充电握手报文，如果bms能够收到充电机发送的充电握手报文，并开始以250ms的周期向充电机发送充电握手报文，则证明bms的充电握手功能正常。
(1.1.2)模拟非车载充电机停止发送充电握手报文，由模拟非车载充电机以250ms的周期发送充电辨识报文，其中辨识结果确认码为<0x00>,如果bms能够在自收到握手报文后30s内或系统启动60s内收到充电辨识报文，能够停止发送充电握手报文并开始以250ms的周期向充电机发送车辆辨识报文，则证明bms的车辆辨识功能正常。
(1.1.3)模拟非车载充电机发送数据变更的充电辨识报文，其中辨识结果确认码为<0xaa>，如果bms能够自初次发送车辆辨识报文5s内收到充电机发送的数据变更的充电辨识报文，并在收到充电辨识报文后停止发送车辆辨识报文，则证明bms的车辆辨识功能正常。
(1.2)s2，对bms参数配置阶段通信的测试，包括以下步骤：
(1.2.1)对bms充电握手阶段功能的测试后，监测bms能否开始以向充电机发送动力蓄电池充电参数报文，监测非车载充电机能否正常收到此报文
(1.2.2)由模拟非车载充电机向bms以250ms的周期发送时间同步信息报文(可选)，由模拟非车载充电机向bms以250ms的周期发送充电机最大输出能力报文，该报文发送的最高输出电压，最低输出电压，最大输出电流，最小输出电流均在bms能够接受的正常范围内。如果bms能够收到充电机发送的时间同步信息报文(可选)及充电机最大输出能力报文，bms能够停止发送动力蓄电池充电参数报文并开始以250ms的周期发送车辆充电准备就绪状态报文，其报文内容为<0x00>，如果bms在经过同步时间处理后(可选)能够判断充电机参数正常，并在此之后变更车辆充电准备就绪状态报文为<0xaa>。监测到充电机能够收到此确认码为<0xaa>的报文。则此部分阶段bms通信正常。
(1.2.3)由模拟非车载充电机向bms以250ms的周期发送充电机准备未就绪报文<0x00>后再发送充电机准备就绪报文<0xaa>，监测bms，如果bms能够在自发送车辆准备就绪状态报文<0xaa>的5s内收到充电机准备就绪报文或60s内收到充电机准备就绪报文，并停止发送车辆充电准备就绪报文。则此部分阶段bms通信正常。
如果满足以上条件，则证明bms参数配置阶段功能正常。
(1.3)s3，对bms充电阶段通信的测试
(1.3.1)完成对bms参数配置阶段功能的测试后，监测bms，如果bms能够以250ms的周期发送电池充电需求报文及电池充电总状态报文给模拟充电机。监测模拟非车载充电机，如果模拟非车载充电机能够收到此电池充电需求报文及电池充电总状态报文。则此部分阶段bms通信正常。
(1.3.2)非车载充电机停止发送充电机准备状态报文，以250ms的周期发送充电机充电状态报文，监测bms，如果bms能够在自上次收到报文起1s内收到此报文，并开始以250ms的周期发送蓄电池状态信息报文。则此部分阶段bms通信正常。
(1.3.3)监测bms，如果bms能够以250ms的周期发送各单体电压报文(可选)，bms能够以250ms的周期发送各单体温度报文(可选)，bms能够以250ms的周期发送预备报文(可选)。则此部分阶段bms通信正常(可选)。
如果满足以上条件，则证明bms充电阶段功能正常。
(1.4)s4，对bms充电结束阶段通信的测试
(1.4.1)由模拟非车载充电机向bms发送终止报文，监测bms，如果bms能够收到此充电机充电终止报文并开始发送车辆充电终止报文，并在此之后能够停止发送车辆充电终止报文并开始发送统计数据报文，则此部分阶段bms通信正常。
(1.4.2)模拟非车载充电机停止发送充电机充电终止报文，由模拟非车载充电机发送统计数据报文，监测bms，如果bms能够在自发送车辆充电终止报文10s内收到此统计数据报文，则此部分阶段bms通信正常。
如果满足以上条件，则证明bms充电结束阶段功能正常。
(2)注入充电机故障测试测试bms的处理方式是否正确，所有报文均以250kbps的速率传输，包括以下步骤：
(2.1)s5，在bms充电握手阶段注入充电机故障
(2.1.1)在bms收到非车载充电机发送的充电握手报文30s后，模拟非车载充电机再发送充电机辨识报文，监测bms，如果bms进入充电机通信超时处理模式，则证明此bms在此阶段对超时故障的处理正常。
(2.1.2)在bms初次发送车辆辨识报文5s后，模拟非车载充电机再发送数据变更为<0xaa>的充电机辨识报文，监测bms，如果bms进入充电机通信超时处理模式，则证明此bms在此阶段对超时故障的处理正常。
(2.2)s6，在bms参数配置阶段注入充电机故障
(2.2.1)由模拟非车载充电机向bms以250ms的周期发送充电机最大输出能力报文，该报文发送的最高输出电压，最低输出电压，最大输出电流，最小输出电流任意一项或几项不在bms能够接受的正常范围内。监测bms，如果bms开始向非车载充电机发送bms未准备就绪报文，且重新判断充电机最大输出能力报文是否在bms能接收的正常范围内，则证明此bms在此阶段对充电机参数不匹配的故障处理正常。
(2.2.2)在bms自发送车辆准备就绪状态报文<0xaa>的5s后，模拟非车载充电机再向bms以250ms的周期发送充电机准备就绪报文<0xaa>，监测bms，如果bms进入充电机通信超时处理模式，则证明此bms在此阶段对超时故障的处理正常。
(2.3)s7，在bms充电阶段注入充电机故障
(2.3.1)在bms自上次接收到充电机充电状态报文1s后，模拟非车载充电机再向bms发送充电机充电状态报文，监测bms，如果bms进入充电机通信超时处理模式，则证明此bms在此阶段对超时故障的处理正常。
(2.4)s8，在bms充电结束阶段注入充电机故障
(2.4.1)在bms自发送充电终止报文10s后，模拟非车载充电机再向bms发送充电机统计数据报文，监测bms，如果bms停止充电，则证明此bms在此阶段对超时故障的处理正常。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。