CAN總線在電動汽車充電機上的應用
1 引言
電動汽車(ev)是由電機驅動前進的,而電機的動力則是來自可循環充電的電池[1],并且電動汽車對電池的工作特性的要求遠超過了傳統的電池系統,因此電動汽車電池系統電壓高而且電流大,所以對電動汽車充電機的要求比較高[2]。
電動汽車充電機需要能夠在以分鐘計算的時間內完成對電池的充電,而不是通常的以小時來計算。以一個電池容量為30kwh的電動汽車蓄電池來計算,如果在15分鐘內將它充滿,那么充電功率將達到120kw,假設電動汽車的充電電壓在200~400v,那么相應的他的充電電流將會達到300a。如此大的充電電流,如果僅用單一的電源模塊很難實現。面對充電機的日益大容量化,并聯均流是一個很好的解決方法[3]。因為軟件均流具有成本較低,擴容能力強,擴容方便,方案改變、升級容易實現等優點,所以在實現的過程中采用軟件均流的方法,但是實現過程中需要解決的關鍵問題是模塊間的通信問題[4]。
can總線因為具有通信可靠性高,成本低,簡單實用等優點得到了越來越多的應用[5],所以充電機內部模塊間通信采用基于can總線的軟件均流方案[6];電動汽車充電機需要和蓄電池管理系統(bms)之間通信,同時由于can總線還具有較高的網絡安全性等特點,并且作為國際標準已逐漸發展成汽車電子系統的主流總線,因此將采用can總線作為充電機與電池管理系統之間的通信方式;而且can總線的通信距離較遠(10km),同時可靠性較高[7],所以監控中心和充電機之間的通信也采用can通信的方式。
本文對can總線的研究將集中在如何將can總線應用在電動汽車充電機上,并完成充電機在工作過程中與蓄電池管理系統,內部電源模塊以及監控中心的通信流程。
2 電動汽車充電機的通信拓撲
電動汽車充電機在工作的過程中,需要和車載電池管理系統(bms)、充電站的集中監控中心和充電機內部電源模塊之間通信。
如圖 1所示,充電機的通信系統中包含三個can通信網絡:
充電機主控制器與蓄電池管理系統(bms)之間的通信網絡(can1):實現充電機與車載蓄電池管理系統的之間數據交換,為動力電池充電提供參數信息。
充電機主控制器與充電監控系統之間的通信網絡(can2):實現監控中心與充電機的實時數據采集、監控和控制功能,能夠實時的通過監控中心掌握充電機的工作狀態,并能通過充電機間接獲取蓄電池的信息。
充電機主控制器與電源模塊之間的網絡通信網絡(can3):實現充電機主控制器與獨立電源模塊之間的數據交換,實現基于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。
評論