【導讀】良好的充電系統(tǒng)充分保證了電動汽車的正常使用，非車載充電和車載充電都是電動汽車十分重要的充電方式。 隨著技術的不斷發(fā)展與進步，我國電動汽車廠商與車載充電機廠商普遍采用高效的CAN通信協(xié)議。 本文在參考已有通信協(xié)議標準的基礎上，深入研究電池管理系統(tǒng)（BMS）與車載充電機的CAN通信協(xié)議，可供設計人員參考借鑒。
動力電池是電動汽車的能量源泉，而充電系統(tǒng)是電池獲取能量的主要途徑。
良好的充電系統(tǒng)充分保證了電動汽車的正常使用，非車載充電和車載充電都是電動汽車十分重要的充電方式。 隨著技術的不斷發(fā)展與進步，我國電動汽車廠商與車載充電機廠商普遍采用高效的CAN通信協(xié)議。 本文在參考已有通信協(xié)議標準的基礎上，深入研究電池管理系統(tǒng)（BMS）與車載充電機的CAN通信協(xié)議，可供設計人員參考借鑒。
電動汽車整車控制系統(tǒng)中采用的是CAN總線通信方式。
主要由內部高速CAN網絡、內部低速CAN網絡和充電系統(tǒng)CAN網絡組成。
內部高速CAN網絡連接的設備主要有電池管理系統(tǒng)、電機控制器、車載顯示系統(tǒng)等實時性要求很高的設備。
內部低速CAN網絡連接的設備有燈光控制器、空調控制器、車門及車窗控制器等對實時性要求相對較低的設備。充電系統(tǒng)CAN網絡是專門用于車載充電機/充電樁與電池管理系統(tǒng)之間通信的高速CAN網絡。 它采用的是擴展數(shù)據(jù)幀格式，連接的設備有交/直流充電樁、車載充電機、電池管理系統(tǒng)和監(jiān)控設備等。
在充電系統(tǒng)中，交/直流充電樁是電動汽車整車之外的設備。
只有電動汽車在充電站充電時才會通過專用電纜將其接入到充電網絡中。
而車載充電機一直與充電通信網絡連接，是整車系統(tǒng)的一部分。
在整個CAN通訊網絡中直流充電樁與車載充電機兩個設備之間并不會進行信息交換。 它們分別只與電池管理系統(tǒng)進行通訊，所以電池管理系統(tǒng)表現(xiàn)出來的是一對多的通訊特點。
車載充電機CAN通信協(xié)議包括4個流程，分別是充電握手階段、參數(shù)配置階段、充電階段和充電結束4個階段。
握手階段主要是完成電池管理系統(tǒng)對充電設備的識別。此階段主要是確定接入的設備是車載充電機還是直流充電樁（非車載充電）。 以便選擇對應的通信協(xié)議，為充電主回路的接通做好鋪墊。
當電池管理系統(tǒng)接收到應答設備為車載充電機時，且充電機不是初次使用。
通信過程會直接進入下一階段（參數(shù)配置），而不再進行信息互換。 這是因為車載充電機安裝在電動汽車上，所以不必每次都將設備信息發(fā)送給電池管理系統(tǒng)。 只需在初次使用時或恢復出廠設置后進行一次設備信息的互換，這有助于充電過程的快速建立。
充電階段主要是完成主回路的導通，為電池充電。
硬件系統(tǒng)為車載充電系統(tǒng)配備了繼電器，用來通斷電路。 當車載充電機接入系統(tǒng)時，電池管理系統(tǒng)控制繼電器閉合使主回路導通，實現(xiàn)電池組充電。 在充電完成時，電池管理系統(tǒng)控制繼電器斷開主電路部分。
在電動汽車充電系統(tǒng)中，信息幀的完善與否直接關系到充電系統(tǒng)的安全性和可靠性。
由于車載充電機安裝在電動汽車上，所以安全監(jiān)控更為重要。 在原有通信協(xié)議的基礎上，電動汽車充電系統(tǒng)協(xié)議需要增加更多的安全監(jiān)控幀，以確保人員和設備的安全。
比如，BMS與車載充電機之間的信息傳遞都需要等待接收判斷。
如果對方長時間沒有收到通信數(shù)據(jù)，則系統(tǒng)超時，通信失敗。 如果系統(tǒng)在規(guī)定時間內收到對方信息，則通信繼續(xù)進行。 BMS和車載充電機的異常判斷分別由各自的控制器完成。 電池管理系統(tǒng)的異常判斷主要有電池組過流檢測、過/欠壓檢測、過高溫/低溫檢測等。 車載充電機的異常判斷主要有輸入過/欠壓檢測、輸出過流檢測、短路保護檢測、過溫檢測、主回路繼電器狀態(tài)檢測等。
電動汽車在終止或者充電完成時，電池管理系統(tǒng)和車載充電機會互相發(fā)送停止充電報文。
報文內容記錄了充電是因為何種原因停止的。 如果正常充電完成，報文將會顯示當前沒有設備報錯，充電正常結束。
目前市場上應用最廣泛的為CAN2.0通信協(xié)議，比如迪龍新能源生產的車載充電機采用了CAN2.0B高速通信。
實現(xiàn)了與電池管理系統(tǒng)之間的高速智能通信，可以智能判斷電池連接狀態(tài)是否正確。
它可以獲取電池系統(tǒng)參數(shù)，以及充電前和充電過程中整組與單體電池的實時數(shù)據(jù)。
同時具備與車輛監(jiān)控系統(tǒng)通信功能，智能上傳車載充電機的工作狀態(tài)、工作參數(shù)和故障告警信息。 并且接受啟動充電和停止充電的控制命令。
迪龍新能源的車載充電機除了具備智能通信功能之外，還具有完備的安全防護功能。
比如輸入過壓保護、輸入欠壓告警、輸出過流保護、短路保護…等功能。 在充電過程中，還可以保證電池的溫度和充電電流與電壓不超過允許值。 并且自動根據(jù)電池管理系統(tǒng)的電池信息動態(tài)智能調整充電電流，自動判斷充電連接器是否連接正確。
迪龍新能源專注于電動汽車車載充電系統(tǒng)及設備的研發(fā)、生產與銷售。
主要產品包含車載充電機（OBC）、車載DC/DC變換器和車載集成一體機等。 公司擁有汽車級IATF16949體系認證的標準專業(yè)化工廠。 為全球客戶提供高效率、高功率密度、智能化、高可靠的車載電源產品。
公司擁有車載電源核心技術的自主知識產權，積累了豐富的研發(fā)及生產經驗。
目前，公司產品已配套國內外眾多主流車型，是全球知名車載電源制造供應商。 2016年，迪龍新能源完成新廠區(qū)的建設并投產，占地150余畝，擁有自動化及信息化生產流程。 可以為全球客戶提供全方位、大批量、定制化、專業(yè)化的制造服務，產品值得信賴。
（來源：中電網）
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