CAN总线在电动汽车充电机上的应用

1 引言

　电动汽车(ev)是由电机驱动前进的，而电机的动力则是来自可循环充电的电池[1]，并且电动汽车对电池的工作特性的要求远超过了传统的电池系统，因此电动汽车电池系统电压高而且电流大，所以对电动汽车充电机的要求比较高[2]。

　　电动汽车充电机需要能够在以分钟计算的时间内完成对电池的充电，而不是通常的以小时来计算。以一个电池容量为30kwh的电动汽车蓄电池来计算，如果在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，那么相应的他的充电电流将会达到300a。如此大的充电电流，如果仅用单一的电源模块很难实现。面对充电机的日益大容量化，并联均流是一个很好的解决方法[3]。因为软件均流具有成本较低，扩容能力强，扩容方便，方案改变、升级容易实现等优点，所以在实现的过程中采用软件均流的方法，但是实现过程中需要解决的关键问题是模块间的通信问题[4]。

　　can总线因为具有通信可靠性高，成本低，简单实用等优点得到了越来越多的应用[5]，所以充电机内部模块间通信采用基于can总线的软件均流方案[6]；电动汽车充电机需要和蓄电池管理系统(bms)之间通信，同时由于can总线还具有较高的网络安全性等特点，并且作为国际标准已逐渐发展成汽车电子系统的主流总线，因此将采用can总线作为充电机与电池管理系统之间的通信方式；而且can总线的通信距离较远(10km)，同时可靠性较高[7]，所以监控中心和充电机之间的通信也采用can通信的方式。

　　本文对can总线的研究将集中在如何将can总线应用在电动汽车充电机上，并完成充电机在工作过程中与蓄电池管理系统，内部电源模块以及监控中心的通信流程。

2 电动汽车充电机的通信拓扑

　　电动汽车充电机在工作的过程中，需要和车载电池管理系统(bms)、充电站的集中监控中心和充电机内部电源模块之间通信。

　　如图 1所示，充电机的通信系统中包含三个can通信网络：

　　充电机主控制器与蓄电池管理系统(bms)之间的通信网络(can1)：实现充电机与车载蓄电池管理系统的之间数据交换，为动力电池充电提供参数信息。

　　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蓄电池的信息。

　　充电机主控制器与电源模块之间的网络通信网络(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。