BMS CAN - introduction générale et application aux véhicules électriques

Qu'est-ce qu'un CAN ?

CAN, c'est-à-dire Controller Area Network (réseau de contrôleurs), désigne le bus de réseau de contrôleurs. En raison de la fiabilité et des performances en temps réel du bus CAN/485 pour la communication des données, le BMS communique généralement avec d'autres modules de contrôle tels que le contrôleur du véhicule (VCU) par l'intermédiaire du bus CAN.

Cependant, en raison du grand nombre de nœuds dans le système de gestion de la batterie, la topologie du réseau CAN du système de gestion de la batterie est relativement complexe, ce qui peut facilement entraîner des défaillances de communication dans l'ensemble du système, affectant ainsi la surveillance en temps réel de la batterie, les statistiques d'état, le diagnostic en ligne et l'alerte précoce, la charge et la décharge et le contrôle de la précharge par le système de gestion de la batterie, etc.

L'interconnexion des blocs-batteries et la diaphonie, comme les onduleurs, provoquent d'importantes interférences de signaux sur le bus CAN du système de gestion des bâtiments. Lorsqu'il y a trop de nœuds de charge sur le bloc-batterie, cela entraîne également une congestion de la communication. Afin d'assurer la qualité de la communication, il est généralement nécessaire d'ajouter un dispositif d'isolation entre l'émetteur-récepteur CAN du BMS et le micro contrôleur.

BMS pour véhicules électriques

En tant que composant électronique pour la surveillance en temps réel, l'équilibrage automatique et la charge et la décharge intelligentes, le BMS remplit des fonctions importantes telles que le contrôle de la charge et de la décharge, la garantie de la sécurité, la prolongation de la durée de vie et le calcul de la puissance restante. Il s'agit d'un composant indispensable et important dans les batteries de puissance et les batteries de stockage d'énergie.

Grâce à une série de contrôles, le fonctionnement normal du solutions de stockage de l'énergie est garanti. Le BMS surveille et contrôle le processus de charge et de décharge de la batterie par la collecte et le calcul de paramètres tels que le courant, la tension, la température et le SOC, et analyse l'état de la batterie, de manière à protéger la sécurité de la batterie et à améliorer ses performances globales.

Aujourd'hui, avec le développement de la technologie de stockage de l'énergie, le développement du système de gestion des bâtiments est également entré dans de nouveaux domaines. En général, le système BMS est principalement composé de trois parties, à savoir le contrôleur BMS, la batterie et l'unité de gestion BDU : Le contrôleur BMS, le bloc-batterie et l'unité de gestion BDU.

La topologie du matériel de GTB est principalement divisée en deux catégories : centralisée et distribuée :

Topologie centralisée : Connecter tous les composants électriques d'acquisition au contrôleur principal et transmettre la tension, le courant et la température au contrôleur principal. L'interaction des informations entre le module d'acquisition et le module de contrôle principal est directement réalisée sur la carte de circuit imprimé. La conception du circuit est relativement simple, et la sécurité et la stabilité du BMS sont faibles, ce qui le rend sensible aux interférences.

Topologie distribuée : Il contient un contrôleur maître et un contrôleur esclave. Un module de batterie est équipé d'un contrôleur esclave. Le contrôleur maître est uniquement connecté au faisceau de câbles de communication.

Les accessoires du module de batterie qui collectent la température et la tension sont en charge du contrôleur esclave, et transmettent finalement les signaux collectés au module de contrôle principal par le biais du bus CAN BMS, avec une utilisation élevée des canaux et une configuration flexible.

Une extrémité du BMS de la batterie d'alimentation du véhicule est connectée à la batterie, et l'autre extrémité est connectée au contrôleur et au système électronique du véhicule, et communique avec le contrôleur principal du véhicule, le contrôleur du moteur, le système de contrôle de l'énergie et le système d'affichage du véhicule en temps réel par l'intermédiaire de l'interface du bus CAN du BMS.

Par rapport aux batteries grand public et aux batteries de stockage d'énergie, les batteries de puissance doivent fonctionner à des températures élevées et dans des environnements soumis à des vibrations, et sont généralement des batteries modulaires. Un ensemble comporte plusieurs cellules et doit gérer les cellules, les collisions, le BMS CAN, les pompes à eau, batterie haute tensionLes exigences en matière de fiabilité et de stabilité sont donc plus élevées.

Avantages du BMS CAN

Le BMS CAN est un bus de communication série. Le bus BMS CAN permet une communication robuste et flexible dans des environnements d'application difficiles ou dans des environnements avec de fortes interférences de la batterie.

● Le bus CAN BMS utilise des signaux différentiels, ce qui lui confère une forte capacité anti-bruit. Le bus CAN BMS est principalement utilisé dans les domaines de l'industrie et de l'automobile. Il est également largement utilisé dans l'électronique grand public et les domaines commerciaux.

● Le bus CAN du BMS définit la couche de liaison de données et la couche physique dans le modèle OSI, fournissant la solution de réseau sous-jacente pour une communication embarquée à grande vitesse.

● L'un des objectifs du développement du bus CAN BMS est de minimiser la quantité de câbles à acheminer. Dans la pratique, le bus CAN BMS peut utiliser des paires torsadées pour transmettre des données en série.

● Le bus CAN BMS utilise plusieurs bus principaux, en d'autres termes, les nœuds sur le bus CAN BMS ne sont pas divisés en hôte et esclave. Tout nœud BMS CAN envoie activement des messages à d'autres nœuds sur le bus CAN à tout moment.

● Le bus CAN du BMS est un protocole CSMA/CD. Par conséquent, chaque nœud du bus peut détecter si un conflit s'est produit. En cas de conflit, il attendra un certain temps avant de tenter de renvoyer le message. La détection des conflits est réalisée par un arbitrage de priorité basé sur les identifiants des messages.

Grâce à la fonction de communication du bus CAN du BMS, le système de gestion de la batterie peut mieux gérer et surveiller le fonctionnement de chaque unité de batterie dans le bloc-batterie. Le BMS CAN émet des données en temps réel par le biais de la liaison matérielle du bus CAN pour que d'autres dispositifs de la voiture ou des dispositifs externes puissent les recevoir et les utiliser.

Le rôle du CAN dans le BMS des véhicules électriques

Sur un véhicule électrique, il existe de nombreux modules fonctionnels qui travaillent ensemble pour permettre au véhicule de fonctionner correctement. Certains de ces modules fonctionnels fonctionnent de manière indépendante, tandis que d'autres travaillent en collaboration avec d'autres modules fonctionnels du véhicule. Tous les modules fonctionnels ont des fonctions de communication.

Il est nécessaire d'assurer une communication et une transmission de données normales entre chaque module fonctionnel du véhicule électrique, car c'est ainsi que l'on peut obtenir le meilleur état de fonctionnement de chaque module fonctionnel, ainsi qu'une gestion et une surveillance appropriées de chaque module fonctionnel du véhicule.

Dans les véhicules électriques, le module OBD (diagnostic embarqué) et l'unité de contrôle électronique (ECU) utilisent le bus CAN pour transmettre des données. Le BMS, l'un des trois principaux systèmes des véhicules électriques, utilise également le bus CAN pour achever la transmission des données en temps réel et des commandes de contrôle.

Le réseau BMS CAN est appliqué à la machine de recharge des véhicules électriques, principalement en fonction du principe de fonctionnement de la machine de recharge et des caractéristiques de fonctionnement du bus BMS CAN, afin de développer un organigramme de travail approprié basé sur la communication du bus BMS CAN.

1. Dans le cadre de la chargeur de batteriele réseau de communication (CAN1) entre le contrôleur principal et le système de gestion de la batterie : il est principalement utilisé pour réaliser l'échange de données entre le chargeur et le système de gestion de la batterie du véhicule, et pour fournir des informations sur les paramètres pour la charge de la batterie d'alimentation.

2. Le réseau de communication entre le contrôleur principal du chargeur et le système de surveillance de la charge (CAN2) : pour réaliser les fonctions d'acquisition de données en temps réel, de surveillance et de contrôle du centre de surveillance et du chargeur, pour saisir l'état de fonctionnement du chargeur par l'intermédiaire du centre de surveillance en temps réel, et pour obtenir indirectement les informations relatives à la batterie par l'intermédiaire du chargeur.

3. Le réseau de communication entre le contrôleur principal du chargeur et le module d'alimentation (CAN3) : permet l'échange de données entre le contrôleur principal du chargeur et le module d'alimentation indépendant, et réalise le schéma de partage de courant logiciel basé sur le bus CAN BMS, dans lequel les modules d'alimentation sont utilisés comme modules de travail et plusieurs modules d'alimentation sont utilisés comme modules d'alimentation de secours.

En résumé, le bus CAN du BMS est un élément important des véhicules modernes, en particulier des véhicules électriques. Comme il y a plus de modules électroniques sur les véhicules électriques, ils doivent constamment communiquer entre eux pour atteindre des performances optimales. Il est nécessaire d'utiliser le système BMS basé sur le bus CAN pour surveiller l'état de fonctionnement de la batterie du véhicule électrique en temps réel.