淺析用CAN總線在電動汽車充電機(jī)中的通信應(yīng)用

前言

我們都知道傳統(tǒng)燃油車是由發(fā)動機(jī)來驅(qū)動前進(jìn)，而電動汽車（EV）則是靠電機(jī)來驅(qū)動行駛的。電機(jī)的動力來源是可循環(huán)充電并能儲存電量的電池包，在電動汽車中電池的電壓比較高，電流也大，所以對電池的管理和利用的要求遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)燃油車中對電池的要求。

現(xiàn)在為了提升充電效率和充電速度，需要在以分鐘為單位計算的周期內(nèi)完成對電池包的充電，而不是通常所說的以小時為單位來計算。我們舉個例子，比如要為一個30KWh電池容量的電動汽車電池包來充電，要想在15分鐘內(nèi)將它充滿，那么充電功率將達(dá)到120kw，假設(shè)電動汽車的充電電壓在200-400v，那么相應(yīng)它的充電電流將會達(dá)到300a。

如此大的電流，假如我們僅用單一的電源模塊是很難實現(xiàn)的。在面對充電機(jī)功率日益增大的當(dāng)下，需要找到一個解決方案，而并聯(lián)均流無疑是最好方案之一。迪龍OBC也是采用的這種方案，因為均流有擴(kuò)容能力強(qiáng)，擴(kuò)容方便，方案改變、升級容易實現(xiàn)且成本較低等優(yōu)勢，所以在實現(xiàn)過程中多采用軟件均流的方法，但在實現(xiàn)容量增大的過程中需要解決的關(guān)鍵問題是模塊之間通信的問題。

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CAN總線的優(yōu)勢特點

CAN總線本身具有可靠性高、成本低、簡單實用等優(yōu)點，并且具有較高的網(wǎng)絡(luò)安全性，所以得到了越來越多的運用，目前CAN總線已經(jīng)作為國際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展成了電動汽車電子系統(tǒng)的主流總線。比如迪龍車載充電機(jī)內(nèi)部模塊間的通信就是采用了基于CAN總線的軟件均流方案。鑒于電動汽車充電機(jī)需要與電池管理系統(tǒng)（BMS）之間進(jìn)行通信，同時由于CAN總線較高的網(wǎng)絡(luò)安全性等特點，因此將CAN總線作為了充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信方式，而且又由于CAN總線通訊距離較遠(yuǎn)（10KM），可靠性較高，所以車輛監(jiān)控系統(tǒng)和充電機(jī)之間的通信也采用了CAN通信方式。

本文對CAN總線的研究主要集中在如何將CAN總線運用在充電機(jī)OBC上面，并完成充電機(jī)在工作過程中與電池管理系統(tǒng)（BMS）、內(nèi)部電源模塊以及監(jiān)控系統(tǒng)的通信流程。

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電動汽車充電機(jī)的通信拓?fù)?/p>

上面我們說過電動汽車充電機(jī)在工作過程中需要與電池管理系統(tǒng)（BMS）、充電站的集中監(jiān)控中心和內(nèi)部的電源模塊進(jìn)行通信。三個CAN通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

1、在充電機(jī)中，主控制器與電池管理系統(tǒng)（BMS）之間的通信網(wǎng)絡(luò)（CAN1）：主要是用來實現(xiàn)充電機(jī)與車載電池管理系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的交換，為動力電池充電提供參數(shù)信息。

2、充電機(jī)主控制器與充電監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信網(wǎng)絡(luò)（CAN2）：實現(xiàn)監(jiān)控中心與充電機(jī)的實時數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和控制功能，能夠?qū)崟r的通過監(jiān)控中心掌握充電機(jī)的工作狀態(tài)，并能通過充電機(jī)間接獲取電池的信息。

3、充電機(jī)主控制器與電源模塊之間的通信網(wǎng)絡(luò)（CAN3）：實現(xiàn)充電機(jī)主控制器與獨立電源模塊之間的數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)基于CAN總線的軟件均流方案，其中n個電源模塊作為工作模塊，n個電源模塊作為備用的電源模塊。

CAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在電動汽車充電機(jī)上，主要是根據(jù)充電機(jī)的工作原理并結(jié)合CAN總線的工作特性，制定合適的基于CAN總線通信的工作流程圖。

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CAN總線的應(yīng)用

隨著CAN總線在世界范圍內(nèi)的推廣，它在電動汽車充電機(jī)OBC上的使用會越來越廣泛。

比如國內(nèi)的專業(yè)車載充電機(jī)廠家-迪龍新能源，該廠生產(chǎn)的車載充電機(jī)就是采用了CAN2.0B高速通信。它的優(yōu)勢總結(jié)如下：

1、實現(xiàn)了與BMS之間的高速智能通信，可以智能判斷電池連接狀態(tài)是否正確。

2、可以獲取電池系統(tǒng)參數(shù)，以及充電前和充電過程中整組與單體電池的實時數(shù)據(jù)。

3、具備與車輛監(jiān)控系統(tǒng)通信功能，智能上傳車載充電機(jī)的工作狀態(tài)、工作參數(shù)和故障告警信息，接受啟動和停止充電的控制命令。

4、除了具備智能通信功能之外，還具有完備的安全防護(hù)功能，比如過壓、欠壓、過流、短路、過溫保護(hù)等等。

5、在充電過程中，還可以保證電池的溫度和充電電流與電壓不超過允許值。

6、自動根據(jù)BMS的電池信息動態(tài)智能調(diào)整充電電流，自動判斷充電連接器是否連接正確。

附：迪龍新能源廠家介紹

迪龍新能源作為迪龍集團(tuán)的全資子公司，依托母公司20年來在電源領(lǐng)域研發(fā)和生產(chǎn)的深厚積淀，主要研究方向就是電動汽車車載充電機(jī)、車載DC/DC變換器、車載二合一、三合一等產(chǎn)品。

迪龍集團(tuán)占地面積10萬平方米，通過國內(nèi)外多項專業(yè)和體系認(rèn)證，擁有多項自主知識產(chǎn)權(quán)，擁有標(biāo)準(zhǔn)的自動化生產(chǎn)流程?？蔀槿蚩蛻籼峁└咝?、高功率密度、智能化和高可靠的車載電源產(chǎn)品。

目前，公司產(chǎn)品配套的國內(nèi)外車廠達(dá)到200多家，是全球知名的車載電源制造供應(yīng)商。

迪龍將繼續(xù)夯實所具有的優(yōu)勢并努力開拓創(chuàng)新，為全球車廠提供全方位、大批量、定制化和專業(yè)化的產(chǎn)品服務(wù)和解決方案。

審核編輯 ：李倩