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动力电池系统是如何高效稳定组网的?


  来源: ZLG致远电子 时间:2022-04-01 编辑:清风
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动力电池是新能源汽车的核心部件之一,它的安全性和稳定性对于电动汽车的动力性能至关重要。CAN-bus通讯则在其中扮演着重要角色。那么,如何高效稳定地实现动力电池系统的CAN-bus组网呢?


CAN-bus总线在动力电池中的应用


新能源汽车是汽车发展的方向,而新能源汽车的发展又离不开动力电池的发展。动力电池作为电动汽车的核心关键零部件,其产业发展对电动汽车的规模化应用意义重大。到2025年全球新能源汽车年销量将突破1500万辆,动力电池需求将超过900GWh。动力电池领域已成各大电池制造厂商必争之地。


(图片来源于网络)


CAN总线是当今汽车电控单元之间通信的总线标准,现在几乎所有的汽车厂家都在选择使用CAN总线通信。如今,随着新一代智能网联汽车的诞生,汽车各通信部件也随之增加,为了降低汽车总线上数据负载率,携带更多的数据量和更大的通信速率,CANFD总线逐渐成为汽车通信核心技术。动力电池作为新能源汽车核心部件之一,也是通过CAN总线也整车进行通信,目前也有向CANFD总线过渡的趋势。



动力电池组是由多个单体电池串联组成的电池模块,由于动力电池组中单个电池容量的不一致,通过若干次充放电循环后会出现电池组失衡,为了更好地实现动力电池组的电池物理参数实时监测、电池状态估计、在线诊断与预警、充放电与预充控制、均衡管理和热管理等监测,需要BMS电池管理系统统一管理。


动力电池系统高效稳定组网


新能源汽车采用的动力电池电压较高,其输出电压通常会达到300V,甚至高达600V。BMS电池管理系统中CAN总线进行通讯组合庞大,不同电池组子系统之间有一定的电压差,每个电池组的BMS都以该电池组的地作为系统的参考地进行电池组的数据采样,造成地电位不同,而且互相之间连接会导致很大的信号干扰。通过传统的CAN双绞线方式组网,电气连接线进行捆绑操作,很大概率会由于干扰导致通讯故障。


针对上述难点问题,ZLG致远电子对此提出有效的解决方案:


·动力电池无线通信方式


如图所示,可以将CAN-bus总线数据转换WIFI无线的方式进行通信,避免了由于地电位不同,CAN双绞线电气连接造成的信号相互干扰。CANWiFi-200T转换器实现CAN-bus数据和WiFi数据相互传输的功能,它内部集成了2路的CAN-bus 接口,CAN接口自带磁耦隔离模块,使其避免由于地环流的损坏,强大的抗静电和浪涌能力、1路WLAN接口和1路LAN接口,并自带TCP/IP或者UDP协议栈,用户利用它可以轻松完成CAN-bus网络和WiFi网络的互连互通。



·动力电池光纤组网通讯


如图所示,光纤是抗干扰能力最靠谱的通信方式之一,通过CAN转光纤通讯,可以彻底隔离任何干扰。CANHub-AF2S2光纤CAN转换器/集线器系列有2个光纤接口和2个电气隔离的CAN接口,能实现不同速率的独立CAN/光纤网络之间的数据接收/转发。



综上两种方案旨在隔离电气干扰,避免CAN通信故障。ZLG致远电子推出USBCANFD卡、CANFDBridge网桥、CANFDNET卡等测试工具,都带有电气隔离,一定程度上使其避免由于地环流的损坏,增强可靠性,方便工程师们工作中研发调试、试验以及排查故障等。


动力电池充放电测试方案


电池测试需要实时监控CAN总线数据,目前电池企业使用的方案大多采用工控机PCIe/PCI/miniPCIe等接口外扩CAN口或者通过以太网的方式监控整个测试情况。为了能够快速高效的动力电池,单靠一路CAN测试是太浪费时间。另外,随着汽车电子开始面向CANFD升级以及电池数据量的增大,如何在有限的资源下高效的完成多路动力电池组的CAN/CANFD测试也成为了各大电池企业的难点。致远电子对此痛点提出了有效的解决方案。


关键词:动力电池系统 CAN-bus组网 新能源汽车    浏览量:7594

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