浅析用CAN总线在电动汽车充电机中的通信应用

前言

我们都知道传统燃油车是由发动机来驱动前进，而电动汽车（EV）则是靠电机来驱动行驶的。电机的动力来源是可循环充电并能储存电量的电池包，在电动汽车中电池的电压比较高，电流也大，所以对电池的管理和利用的要求远超过传统燃油车中对电池的要求。

现在为了提升充电效率和充电速度，需要在以分钟为单位计算的周期内完成对电池包的充电，而不是通常所说的以小时为单位来计算。我们举个例子，比如要为一个30KWh电池容量的电动汽车电池包来充电，要想在15分钟内将它充满，那么充电功率将达到120kw，假设电动汽车的充电电压在200-400v，那么相应它的充电电流将会达到300a。

如此大的电流，假如我们仅用单一的电源模块是很难实现的。在面对充电机功率日益增大的当下，需要找到一个解决方案，而并联均流无疑是最好方案之一。迪龙OBC也是采用的这种方案，因为均流有扩容能力强，扩容方便，方案改变、升级容易实现且成本较低等优势，所以在实现过程中多采用软件均流的方法，但在实现容量增大的过程中需要解决的关键问题是模块之间通信的问题。

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CAN总线的优势特点

CAN总线本身具有可靠性高、成本低、简单实用等优点，并且具有较高的网络安全性，所以得到了越来越多的运用，目前CAN总线已经作为国际标准发展成了电动汽车电子系统的主流总线。比如迪龙车载充电机内部模块间的通信就是采用了基于CAN总线的软件均流方案。鉴于电动汽车充电机需要与电池管理系统（BMS）之间进行通信，同时由于CAN总线较高的网络安全性等特点，因此将CAN总线作为了充电机与电池管理系统之间的通信方式，而且又由于CAN总线通讯距离较远（10KM），可靠性较高，所以车辆监控系统和充电机之间的通信也采用了CAN通信方式。

本文对CAN总线的研究主要集中在如何将CAN总线运用在充电机OBC上面，并完成充电机在工作过程中与电池管理系统（BMS）、内部电源模块以及监控系统的通信流程。

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电动汽车充电机的通信拓扑

上面我们说过电动汽车充电机在工作过程中需要与电池管理系统（BMS）、充电站的集中监控中心和内部的电源模块进行通信。三个CAN通信网络拓扑图如下：

1、在充电机中，主控制器与电池管理系统（BMS）之间的通信网络（CAN1）：主要是用来实现充电机与车载电池管理系统之间数据的交换，为动力电池充电提供参数信息。

2、充电机主控制器与充电监控系统之间的通信网络（CAN2）：实现监控中心与充电机的实时数据采集、监控和控制功能，能够实时的通过监控中心掌握充电机的工作状态，并能通过充电机间接获取电池的信息。

3、充电机主控制器与电源模块之间的通信网络（CAN3）：实现充电机主控制器与独立电源模块之间的数据交换，实现基于CAN总线的软件均流方案，其中n个电源模块作为工作模块，n个电源模块作为备用的电源模块。

CAN网络应用在电动汽车充电机上，主要是根据充电机的工作原理并结合CAN总线的工作特性，制定合适的基于CAN总线通信的工作流程图。

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CAN总线的应用

随着CAN总线在世界范围内的推广，它在电动汽车充电机OBC上的使用会越来越广泛。

比如国内的专业车载充电机厂家-迪龙新能源，该厂生产的车载充电机就是采用了CAN2.0B高速通信。它的优势总结如下：

1、实现了与BMS之间的高速智能通信，可以智能判断电池连接状态是否正确。

2、可以获取电池系统参数，以及充电前和充电过程中整组与单体电池的实时数据。

3、具备与车辆监控系统通信功能，智能上传车载充电机的工作状态、工作参数和故障告警信息，接受启动和停止充电的控制命令。

4、除了具备智能通信功能之外，还具有完备的安全防护功能，比如过压、欠压、过流、短路、过温保护等等。

5、在充电过程中，还可以保证电池的温度和充电电流与电压不超过允许值。

6、自动根据BMS的电池信息动态智能调整充电电流，自动判断充电连接器是否连接正确。

附：迪龙新能源厂家介绍

迪龙新能源作为迪龙集团的全资子公司，依托母公司20年来在电源领域研发和生产的深厚积淀，主要研究方向就是电动汽车车载充电机、车载DC/DC变换器、车载二合一、三合一等产品。

迪龙集团占地面积10万平方米，通过国内外多项专业和体系认证，拥有多项自主知识产权，拥有标准的自动化生产流程。可为全球客户提供高效率、高功率密度、智能化和高可靠的车载电源产品。

目前，公司产品配套的国内外车厂达到200多家，是全球知名的车载电源制造供应商。

迪龙将继续夯实所具有的优势并努力开拓创新，为全球车厂提供全方位、大批量、定制化和专业化的产品服务和解决方案。

审核编辑 ：李倩