如何排查CAN干扰问题保障其通信稳定

储能系统中动力电池的安全和稳定性是保障其性能的决定性因素，其生产和测试都需要有诸多流程来保障。在对电池内外CAN总线情况进行实时监控时，我们如何排查CAN干扰问题，保障其通信稳定呢?

储能发展之“新型储能”

储能作为新能源发展通过介质或设备把能量存储起来而在需要的时候再释放的过程，既可以提高能源利用效率，也可以扩大新型可再生能源的实际应用。

在碳达峰、碳中和的发展背景下，构建以新能源为主体的新型电力系统，新型储能也被推至了前所未有的高度。

发改委、能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，这里的新型储能指的是除抽水蓄能外的新型电储能技术，主流的技术包括锂离子电池、铅蓄电池、超导储能等新型储能技术，明确提出到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达30GW以上。未来储能将主要集中在“光伏+储能”“风电+储能”“电化学能+储能”等新型储能方向。

图1 新型储能系统

储能系统的CAN故障隐患

在储能产业链中，储能电池是成本占比最大、壁垒最高的环节，电池的安全性和稳定性是至关重要的。在储能系统中，起着核心作用的BMS电池管理系统对整个电池系统的生命安全保障起着不可或缺的作用。

新能源汽车为保障其动力，动力电池也需要进行系统级严格的一系列测试，而现今绝大部分的汽车厂商，包括新能源电池厂家的电池的监控系统底层通信都是CAN通信。

图2 动力电池组CAN通信

在储能系统中，由于节点较多，CAN网络拓扑的方式也比较复杂容易导致整个系统的通信故障，导致BMS对电池实时监测、状态统计、在线诊断与预警、充放电与预充控制等受到影响。而产生此类故障的原因通常如下：

1. 由于电池组的相互连接以及逆变器等串扰会对CAN总线产生很大信号干扰;

2. 当电池组负载节点过多时，会导致通信产生拥堵发生总线堵塞的情况。

故障干扰定位及解决

致远电子CAN分析仪不仅可以对电池系统的CAN通信报文进行实时收发，还可以查看每一帧报文对应的波形，包括CANH、CANL及CANDIFF波形，从而能够更加细节地观察每一帧波形受到干扰的情况，如图3所示。

图3 查看干扰波形

并且能够通过流量分析功能来实时监控总线的利用率，可以通过报文收发界面直接定位发生拥堵的报文(如图4所示)，将流量分析界面缩小(如图5所示)，还可以测量拥堵部分报文之间的时间间隔，若是发生了Busoff, 通过该分析可观察到错误主动到错误被动再到总线关闭过程，并测试BusOff恢复的时间。

图4 流量分析界面

图5 报文间隔测量

在此基础上，ZLG致远电子还推出了第二代CAN总线开发辅助工具ZPS-CANFD分析仪，是适用于CANFD、CAN、LIN总线的测量及测试仪器， 可为新能源汽车、轨道交通、医疗电子、汽车电子、楼宇安防、电梯控制等场合排除各种CAN/CANFD故障。并附带有高速模拟通道、通用数字IO及模拟IO，通过提供的硬件接口及软件功能，用户能够便捷地构建总线信号测量与分析、节点功能仿真及测试、网络可靠性诊断及评估的自动化系统。

图6 ZPS-CANFD分析仪

那么出现以上的负载过多，总线出现拥堵，通信中断的情况，该如何解决呢? 这时我们需要优化CAN总线网络的布局，由于每个电池组的BMS都是相同配置(CAN协议报文完全相同)，所以进行组合时可进行区分管理。行业用户可使用CANHub-AS8集线器进行组网区分，可以将每段形成独立的直线拓扑。并且可采用远程实时监控设备CANDTU-400EWGR，通过ZWS-CAN智慧云平台对整个储能电站进行实时管理。致远电子CAN隔离网桥中继器集线器系列产品均经过严酷的实践验证，稳定可靠，目前已经广泛应用于高速铁路、地铁、煤矿、医疗、汽车电子、楼宇安防、电梯控制等场合，可用于延长距离，改变拓扑结构，隔离干扰。

图7 CANHub-AS8集线器组网方案

原文标题：储能系统CAN总线干扰排除必备解决方案

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审核编辑：汤梓红