CAN總線在電動汽車充電機上的應(yīng)用

1 引言

　電動汽車(ev)是由電機驅(qū)動前進的，而電機的動力則是來自可循環(huán)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(tǒng)的電池系統(tǒng)，因此電動汽車電池系統(tǒng)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(nèi)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(nèi)將它充滿，那么充電功率將達到120kw，假設(shè)電動汽車的充電電壓在200~400v，那么相應(yīng)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(xiàn)。面對充電機的日益大容量化，并聯(lián)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(xiàn)等優(yōu)點，所以在實現(xiàn)的過程中采用軟件均流的方法，但是實現(xiàn)過程中需要解決的關(guān)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(yōu)點得到了越來越多的應(yīng)用[5]，所以充電機內(nèi)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(tǒng)(bms)之間通信，同時由于can總線還具有較高的網(wǎng)絡(luò)安全性等特點，并且作為國際標(biāo)準(zhǔn)已逐漸發(fā)展成汽車電子系統(tǒng)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(tǒng)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(jiān)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(yīng)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(tǒng)，內(nèi)部電源模塊以及監(jiān)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(tǒng)(bms)、充電站的集中監(jiān)控中心和充電機內(nèi)部電源模塊之間通信。

　　如圖 1所示，充電機的通信系統(tǒng)中包含三個can通信網(wǎng)絡(luò)：

　　充電機主控制器與蓄電池管理系統(tǒng)(bms)之間的通信網(wǎng)絡(luò)(can1)：實現(xiàn)充電機與車載蓄電池管理系統(tǒng)的之間數(shù)據(jù)交換，為動力電池充電提供參數(shù)信息。

　　充電機主控制器與充電監(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)控中心掌握充電機的工作狀態(tài)，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(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)(can3)：實現(xiàn)充電機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。