T/CSNAME 142-2026 基于Modbus TCP/IP的电池动力船舶充电系统通信协议一致性测试要求

ICS35.100.01

CCSU60

团体标准

T/CSNAME142—2026

基于ModbusTCP/IP的电池动力船舶充电系

统通信协议一致性测试要求

ConsistencytestingrequirementsforModbusTCP/IPprotocolcommunication

protocolsofbatterypoweredshipchargingsystems

2026-02-12发布2026-05-11实施

中国造船工程学会发布

T/CSNAME142—2026

目次

前言....................................................................................................................................................................II

1范围................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件...........................................................................................................................................1

3术语和定义...................................................................................................................................................1

4缩略语............................................................................................................................................................2

5测试要求........................................................................................................................................................2

5.1通信协议...............................................................................................................................................2

5.2通信参数...............................................................................................................................................2

5.3报文要求...............................................................................................................................................2

5.4主站测试...............................................................................................................................................4

5.5从站测试...............................................................................................................................................4

5.6被测实现...............................................................................................................................................4

5.7测试流程...............................................................................................................................................4

6测试系统........................................................................................................................................................5

6.1测试准备...............................................................................................................................................5

6.2系统组成...............................................................................................................................................5

6.3测试工具...............................................................................................................................................5

7测试内容........................................................................................................................................................5

7.1测试内容分类.......................................................................................................................................5

7.2协议规范性测试...................................................................................................................................5

7.3充电机测试...........................................................................................................................................6

7.4BMS测试..................................................................................................................................................7

8测试结论......................................................................................................................................................11

附录A（资料性）异常码表、PICS模板和PIXIT模板..........................................................................12

I

T/CSNAME142—2026

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国造船工程学会船舶标准化专业委员会提出。

本文件由中国造船工程学会归口。

本文件起草单位：绿水新航科技有限公司、中远海运发展股份有限公司、中国船级社武汉规范所、

澄瑞电力科技（上海）股份有限公司、中远海运重工有限公司、武汉理工船舶设计股份有限公司、上海

船舶运输科学研究所有限公司、华电湖北发电有限公司。

本文件主要起草人：张小玉、姚丹丹、宫玉卓、黄朝霞、苗亚、刘玉涛、吴志东、张兴龙、曾文兵、

严丹森、严婕。

II

T/CSNAME142—2026

基于ModbusTCP/IP的电池动力船舶充电系统通信协议一致性测试

要求

1范围

本文件规定了基于ModbusTCP/IP协议的电池动力船舶充电系统通信协议一致性测试要求（以下简

称一致性测试）的测试要求及流程、测试系统的搭建、测试内容和测试结论等内容。

本文件适用于基于ModbusTCP/IP协议的电池动力船舶使用岸上电网进行电池充电，或使用带控制

导引功能的船用集装箱式移动电源与充电机之间基于ModbusTCP/IP协议的通信。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T17178.1—1997信息技术开放系统互连一致性测试方法和框架第1部分:基本概念

GB/T34658—2017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一致性测试

IEEE802.3以太网标准规范（EthernetLANprotocolsasdefinedinIEEE802.3suite）

ISO9646信息开放系统一致性测试方法论和框架（InformationTechnology-OpenSystems

Interconnection-ConformanceTestingMethodologyAndFramework）

3术语和定义

GB/T17178.1—1997和GB/T34658—2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电池管理系统batterymanagementsystem，BMS

监视蓄电池的状态（温度、电压、荷电状态等），可以为蓄电池提供通信、安全、蓄电池单体均衡

及管理控制，并提供与应用设备通信接口的系统。

3.2

肯定检测positivetesting

检测充电机返回的报文和整个通信流程，将电池管理系统与充电机通信，然后根据通信协议的要求

将电池总状态、充电需求等相关数据信息实时发送到充电机，充电机根据通信协议要求保持和电池管理

系统模拟端的正常通信，则意味着该检测是合格。

3.3

否定检测negativetesting

对各个通信阶段选取的报文进行修改，使得通信过程不根据通信协议内容要求进行。如果充电机的

通信模块能够正确识别所接收到的非标准报文信息，并能够采取相应的处理措施，使充电机仍能安全稳

定的运行，则说明该通信模块的一致性良好。

3.4

被测实现implementationundertest，IUT

通信协议一致性测试系统的ModbusTCP/IP物理层、数据链路层、应用层的产品。本文件中的IUT

包括充电机、BMS等。

3.5

静态测试statictesting

测试集在整个测试期间不会被改变,而且测试集中的每一条测试序列在执行过程中按照一定的顺序

相互独立的逐条执行的测试。

注：测试仪读取PICS/PIXIT文件并根据协议标准进行静态测试，检查IUT参数说明是否符合标准。

1

T/CSNAME142—2026

3.6

静态文档

静态文档是内容预先编写且访问时不可更改的计算机文档。

注：静态文档包括PICS和PIXIT，如附录A所示。PICS应由IUT提供者陈述IUT已实现的能力及可选项的实现情况；PIXIT

应包括与IUT及其测试环境有关的全部信息（PICS给出的信息除外），参见表A.2和表A.3。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

PICS：协议实现一致性声明（protocolimplementationconformancestatement）

PIXIT：被测协议实现附加信息（protocolimplementationextrainformationoftesting）

5测试要求

5.1通信协议

根测试系统与充电机及箱式电源应采用工业以太网进行通信，测试系统应与充电机或电池管理系统

通信，通信协议应采用满足IEEE802.3规定的以太网ModbusTCP/IP协议。

5.2通信参数

测试过程中，通信参数要求如表1所示。

表1通信参数要求

项目参数

通信误码率＜3%

时钟误差≤1s

ModbusTCP/IP通信主节点发出到收到对应的回复报文的响应时间≤50ms

ModbusTCP/IP通信丢包率≤0.5%

以太网通信模拟量信息响应时间≤2s

以太网通信状态量变化响应时间≤2s

以太网通信遥控执行响应时间≤2s

以太网通信告警直传响应时间≤1s

以太网通信丢包率≤0.3%

注：测试应在100Mbit/s全双工交换式以太网、线速小于30%、帧长64字节～1518字节条件下进行，测试持续5min。

5.3报文要求

5.3.1报文格式

一致性测试报文包括发送请求报文和响应报文，报文格式要求如下：

a)请求报文格式

MBAPheader+功能码+起始地址H+起始地址L+寄存器数量H+寄存器数量L。

b)响应报文格式

MBAPheader+功能码+数据长度+寄存器数据。

5.3.2报文时间误差

报文时间的误差要求如表2所示。

表2报文时间误差要求

参数标称值误差范围

报文超时时间5s<0.5s

1s<0.2s

2

T/CSNAME142—2026

表2报文时间误差要求（续）

参数标称值误差范围

>10s<3s

报文周期时间10ms±3ms

5.3.3数据单元格式

数据单元格式要求如表3所示。

表3数据单元格式设置

项目事务处理标识符协议标识符长度单元标识码功能码数据

长度2字节2字节2字节1字节1字节n字节

5.3.4报文地址、数据长度和报文周期

5.3.4.1报文地址、数据长度和报文周期要求如表4所示。

表4报文地址、数据长度和报文周期

数据长度

报文代号报文描述地址报文周期

字节

CHM充电握手10003250ms

CRM充电机辨识10028250ms

BRMBMS和电池辨识100341250ms

BCPBMS充电参数100413500ms

CTS充电机发送时间同步信息10057500ms

CML充电机最大输出能力10068250ms

BROBMS充电准备就绪状态10071250ms

CRO充电机输出准备就绪状态10081250ms

BCLBMS充电需求1009550ms

BCSBMS充电总状态100a9250ms

CCS充电机充电状态100b850ms

BSM动力蓄电池状态信息100c7250ms

BMV动力蓄电池最高电压100d不定10s

BSP动力蓄电池预留报文100e不定10s

BSTBMS终止充电100f410ms

CST充电机终止充电1010410ms

BSDBMS统计数据10117250ms

CSD充电机统计数据10128250ms

BEMBMS错误报文10134250ms

CEM充电机错误报文10144250ms

BMT动力蓄电池最高温度报文10154250ms

5.3.4.2对从站在测试过程中的、地址不在上述表列范围的响应报文，自定义地址的范围应为1030~

2100。

5.3.5异常报文格式

异常报文的功能码格式应为正常功能码加0x80，后跟一个占1字节的异常码，以通知主站异常原因。

异常报文格式要求如表5所示。异常码定义和功能见表A.1。

示例：如异常报文功能码为0x83，异常码为0x02，表明在正常功能码0x03（读取保持寄存器）过程中，数据地址

错误。

表5异常报文格式

3

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项目传输标识符协议标识符字节长度单元标识符功能码异常码

长度2字节2字节2字节1字节1字节1字节

5.4主站测试

5.4.1主站应能读写从站寄存器，读从站保持寄存器功能码为03(十进制),写从站保持寄存器功能

码为16(十进制)。

5.4.2主站应能测量从站响应主站请求的时间，确保在可接受范围内。

5.4.3主站应能够有效识别和响应通信过程中遇到的各种异常情况，包括但不限于响应超时、无效功

能码、设备故障等。

5.4.4主站应能通过检测异常码识别错误，并根据错误类型采取相应的恢复措施。

5.4.5对于响应超时，主站应能尝试重新发送请求。

5.4.6对于无效功能码，主站应能更正并重新发送请求。

5.4.7对于设备故障，主站应能明确设备故障报文并给出指示。

5.5从站测试

5.5.1从站应具备高效可靠的响应处理能力。

5.5.2从站应能正确存储和返回数据。

5.5.3从站在同时处理多个请求时，应能够逐个按顺序执行。

5.5.4从站在遇到异常情况时，应能向主站报告。

5.6被测实现

5.6.1IUT的处理方式应满足安全性要求。

5.6.2当前报文达到终止发送条件后，IUT应在500ms内停止发送报文。

5.7测试流程

一致性测试流程如下：

a)测试前，设备完成功能测试和相应的电磁兼容(EMC)测试。采用静态测试方法进行测试，

准备工作包括填写静态文档，搭建测试系统等；

b)确认所有设备正常启动后，开启上位机测试软件进行测试；

c)测试完成后，生成测试报告，得出测试结论。

一致性测试流程图如图1所示。

配置ModbusTCP/IP传输参数

启动设备

设置主、从站通信参数

开始测试

运行通信进程

通信结束

停止通讯，关闭测试流程

进行数据分析处理

图1一致性测试流程图

4

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6测试系统

6.1测试准备

6.1.1在执行一致性测试工作前，设备应完成功能测试和相应的EMC测试。

6.1.2根据ISO16845，采用静态测试方法，准备工作包括填写静态文档、搭建测试系统等。

6.1.3IUT主要包括采用传导式充电方式的非船载充电机（或控制器）、BMS（或具有充电控制功能

的其他箱式电源控制单元）等。

6.2系统组成

根据IEEE802.3和ISO9646OSI，测试系统包括PC作为主站（PC模拟充电机或EMS）、PC作为从

站（PC模拟船用电池的BMS）、连接部件和以太网络。系统组成如图2所示。

IUT测试系统

电池管理系

统主站

Modbus连接部件

网络

充电机或TCP/IP

EMS从站

图2协议一致性测试系统图

6.3测试工具

测试工具包括但不限于执行测试必备的软件、示波器、信号发生器及相应的辅助测试模板,来完成

对被测设备的协议的一致性测试。

7测试内容

7.1测试内容分类

7.1.1一致性测试内容主要包含协议规范性检测、充电机测试和BMS测试。

7.1.2充电机和BMS的一致性测试分为握手阶段、充电参数配置阶段、充电阶段和充电结束阶段四

个阶段的测试。

7.1.3测试包括肯定检测和否定检测。

7.2协议规范性测试

测试要求见表6。

表6协议规范性检验

项目技术要求

充电机连接负载，在正常充电过程中，充电机向测试系统发送报文超时，检查充电机应

超时报文检验

能接收相应的超时错误报文并处理。

充电机连接负载，在正常充电过程中，测试系统给充电机响应错误功能码报文，检查充

错误功能码报文检验

电机应能接收到相应的错误功能码报文并处理。

充电机连接负载，在正常充电过程中，接到请求后，测试系统向充电机发送设备故障报

设备故障报文检验

文，检查充电机应能接收相应的故障错误报文并处理。

测试系统连接船用电池，在正常充电过程中，向船用电池发送与标准规定不

无效信息报文检验BMSBMS

一致的无效信息单元报文，检查船用电池BMS错误响应报文。

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表6协议规范性检验（续）

项目技术要求

充电机连接测试系统，在正常充电过程中，测试系统接到请求后向充电机发送与标准规

数据范围检验

定的数据范围不一致的报文，检查充电机应能接收并处理相应的数据范围错误报文

充电机连接测试系统，在正常充电过程中，测试系统接到请求后向充电机发送与标准规

优先级检验

定的优先级不一致的报文，检查充电机应能接收并处理相应的优先级错误报文。

7.3充电机测试

7.3.1总体要求

充电机测试时，充电机为主站，测试系统为从站。测试系统和充电机的ModbusTCP/IP通信速率根

据当前以太网状态进行设置，测试系统和充电机物理连接完成并保证锁止，充电机低压辅助供电回路接

触器闭合。

7.3.2充电机低压辅助上电及握手阶段测试

充电机低压辅助上电及充电握手阶段测试要求表7所示。