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新能源汽車(chē)是汽車(chē)發(fā)展的方向,而新能源汽車(chē)的發(fā)展又離不開(kāi)動(dòng)力電池的發(fā)展。動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)的核心關(guān)鍵零部件,其產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的規(guī)模化應(yīng)用意義重大。到2025年全球新能源汽車(chē)年銷(xiāo)量將突破1500萬(wàn)輛,動(dòng)力電池需求將超過(guò)900GWh。動(dòng)力電池領(lǐng)域已成各大電池制造廠商必爭(zhēng)之地。
CAN總線是當(dāng)今汽車(chē)電控單元之間通信的總線標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在幾乎所有的汽車(chē)廠家都在選擇使用CAN總線通信。如今,隨著新一代智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的誕生,汽車(chē)各通信部件也隨之增加,為了降低汽車(chē)總線上數(shù)據(jù)負(fù)載率,攜帶更多的數(shù)據(jù)量和更大的通信速率,CANFD總線逐漸成為汽車(chē)通信核心技術(shù)。動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)核心部件之一,也是通過(guò)CAN總線也整車(chē)進(jìn)行通信,目前也有向CANFD總線過(guò)渡的趨勢(shì)。
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動(dòng)力電池組是由多個(gè)單體電池串聯(lián)組成的電池模塊,由于動(dòng)力電池組中單個(gè)電池容量的不一致,通過(guò)若干次充放電循環(huán)后會(huì)出現(xiàn)電池組失衡,為了更好地實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池組的電池物理參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、電池狀態(tài)估計(jì)、在線診斷與預(yù)警、充放電與預(yù)充控制、均衡管理和熱管理等監(jiān)測(cè),需要BMS電池管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理。
??動(dòng)力電池系統(tǒng)高效穩(wěn)定組網(wǎng)
新能源汽車(chē)采用的動(dòng)力電池電壓較高,其輸出電壓通常會(huì)達(dá)到300V,甚至高達(dá)600V。BMS電池管理系統(tǒng)中CAN總線進(jìn)行通訊組合龐大,不同電池組子系統(tǒng)之間有一定的電壓差,每個(gè)電池組的BMS都以該電池組的地作為系統(tǒng)的參考地進(jìn)行電池組的數(shù)據(jù)采樣,造成地電位不同,而且互相之間連接會(huì)導(dǎo)致很大的信號(hào)干擾。通過(guò)傳統(tǒng)的CAN雙絞線方式組網(wǎng),電氣連接線進(jìn)行捆綁操作,很大概率會(huì)由于干擾導(dǎo)致通訊故障。針對(duì)上述難點(diǎn)問(wèn)題,ZLG致遠(yuǎn)電子對(duì)此提出有效的解決方案:
1. 動(dòng)力電池?zé)o線通信方式如圖所示,可以將CAN-bus總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換WIFI無(wú)線的方式進(jìn)行通信,避免了由于地電位不同,CAN雙絞線電氣連接造成的信號(hào)相互干擾。CANWiFi-200T轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)CAN-bus數(shù)據(jù)和WiFi數(shù)據(jù)相互傳輸?shù)墓δ埽鼉?nèi)部集成了2路的CAN-bus 接口,CAN接口自帶磁耦隔離模塊,使其避免由于地環(huán)流的損壞,強(qiáng)大的抗靜電和浪涌能力、1路WLAN接口和1路LAN接口,并自帶TCP/IP或者UDP協(xié)議棧,用戶利用它可以輕松完成CAN-bus網(wǎng)絡(luò)和WiFi網(wǎng)絡(luò)的互連互通。![7129ea3e-82ca-11ed-bfe3-dac502259ad0.png](https://file1.elecfans.com//web2/M00/9F/4A/wKgaomToGQmAQwqcAAKuSrMuBsI180.png)
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綜上兩種方案旨在隔離電氣干擾,避免CAN通信故障。ZLG致遠(yuǎn)電子推出USBCANFD卡、CANFDBridge網(wǎng)橋、CANFDNET卡等測(cè)試工具,都帶有電氣隔離,一定程度上使其避免由于地環(huán)流的損壞,增強(qiáng)可靠性,方便工程師們工作中研發(fā)調(diào)試、試驗(yàn)以及排查故障等。
ZLG致遠(yuǎn)電子CAN-bus總線產(chǎn)品>>>
動(dòng)力電池充放電測(cè)試方案
電池測(cè)試需要實(shí)時(shí)監(jiān)控CAN總線數(shù)據(jù),目前電池企業(yè)使用的方案大多采用工控機(jī)PCIe/PCI/miniPCIe等接口外擴(kuò)CAN口或者通過(guò)以太網(wǎng)的方式監(jiān)控整個(gè)測(cè)試情況。為了能夠快速高效的動(dòng)力電池,單靠一路CAN測(cè)試是太浪費(fèi)時(shí)間。另外,隨著汽車(chē)電子開(kāi)始面向CANFD升級(jí)以及電池?cái)?shù)據(jù)量的增大,如何在有限的資源下高效地完成多路動(dòng)力電池組的CAN/CANFD測(cè)試也成為了各大電池企業(yè)的難點(diǎn)。致遠(yuǎn)電子對(duì)此痛點(diǎn)提出了有效的解決方案。
1.多USB工控機(jī)測(cè)試方案若電池測(cè)試項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)使用多USB的工控機(jī),ZLG致遠(yuǎn)電子提供多通道USB接口的USBCANFD-800U卡搭載工控機(jī)來(lái)進(jìn)行監(jiān)控的方案,外擴(kuò)8路相互獨(dú)立的CAN/CANFD通道,每個(gè)通道均支持16500幀/s發(fā)送,27000幀/s接收,實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力電池內(nèi)外CAN/CANFD總線的情況。2.多PCIe工控機(jī)測(cè)試方案若電池測(cè)試項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)使用多PCIe槽的工控機(jī),ZLG致遠(yuǎn)電子提供多通道PCIe接口的PCIeCANFD-400U卡搭載工控機(jī)來(lái)進(jìn)行監(jiān)控的方案,外擴(kuò)4路相互獨(dú)立的CAN/CANFD通道,CANFD通道發(fā)送/接收能力可達(dá)25700幀/s(每路),實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力電池內(nèi)外CAN/CANFD總線的情況。
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4. 不同波特率兼容測(cè)試方案
在動(dòng)力電池組測(cè)試中,如果出現(xiàn)不同CAN/CANFD的波特率的電池包,該如何做到同步測(cè)試呢?ZLG致遠(yuǎn)電子推出CANFDBridge網(wǎng)橋,能夠?qū)⒉煌ㄌ芈实腃AN/CANFD節(jié)點(diǎn)接入到同一波特率CAN網(wǎng)絡(luò),報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)能力可達(dá)8000幀/s,轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小于0.1ms。比如滿負(fù)荷情況下64節(jié)點(diǎn),每8組被測(cè)CAN節(jié)點(diǎn)為同一波特率,則共需要8個(gè)CANFD網(wǎng)橋進(jìn)行中繼接入統(tǒng)一的CANFD網(wǎng)絡(luò)。方便后面對(duì)動(dòng)力電池的統(tǒng)一進(jìn)行測(cè)試。![7239b792-82ca-11ed-bfe3-dac502259ad0.png](https://file1.elecfans.com//web2/M00/9F/4A/wKgaomToGQqAC9GuAAJPGxeFCP4271.png)
5.動(dòng)力電池測(cè)試診斷方案
CAN/CANFD總線讓人頭疼的就是錯(cuò)誤幀的產(chǎn)生,以及故障的診斷排查,而其中最大的難點(diǎn)就是偶發(fā)性故障。動(dòng)力電池測(cè)試過(guò)程中也難免會(huì)出現(xiàn)各種故障問(wèn)題,如何快速地復(fù)現(xiàn)并完成故障節(jié)點(diǎn)的診斷呢?ZLG致遠(yuǎn)電子推出ZPS-CANFD分析儀和CANFDDTU記錄儀兩款產(chǎn)品。ZPS-CANFD可快速接入電池充放電等測(cè)試場(chǎng)景,排查定位通訊故障,并能夠進(jìn)行自定義的發(fā)送和接收干擾。CANFDDTU記錄儀可以完整的記錄測(cè)試過(guò)程中所有的CANFD報(bào)文,甚至可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控動(dòng)力電池測(cè)試情況,幫助工程師快速?gòu)?fù)現(xiàn)故障狀態(tài),加快故障原因的分析。![7255fd58-82ca-11ed-bfe3-dac502259ad0.png](https://file1.elecfans.com//web2/M00/9F/4A/wKgaomToGQqAMi3lAARH40XKfBk370.png)
ZPS-CANFD分析儀(點(diǎn)擊了解更多)具有強(qiáng)大的功能,是CAN/CANFD總線故障診斷的“利器”。
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