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电动汽车充电站换电站充电桩CAN总线管理系统方案
Release Date : 2011-04-12 13:43

 

【摘要】:本文介绍汽车充电站换电站的计算机CAN总线管理方案,并介绍计算机如何通过ACNET-622(本安增强型以太网转CAN接口卡/网关)来控制带CAN接口的充电机充电桩的。 
简介:
电动汽车充电站是电动汽车发展和普及的重要基础支撑系统,也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。
现在通常的通电方式有3类,适用于不同的应用场合。充电站通常主要提供快速充电服务,辅以用于慢速充电的充电桩;充电桩则只能提供慢速充电;换电站则提供为电动汽车更换电池的服务。
而这三类的充电方式都会同样使用到计算机作为管理核心,并且通过以太网来连接站内的各个功能部分,如计费和打印等计算机和系统。所以以太网是作为管理网络存在于系统当中。
对于直接的充电的指示和监控则是由可靠性和实时性更好的CAN总线来管理的,所以BMS和充电桩都是CAN接口的。
在系统上就要求有网关能实现以太网和CAN总线的数据转换。
电动汽车充电站充电桩CAN网络系统结构图: 
 

 
电动汽车换电站CAN网络系统结构图:
 

 
以太网和CAN总线数据转换分析:
比较这3类充电方式的系统结构可见,系统的设备仅仅是在具体的充电方式上不同,在网络传输方面都是一致的。
以太网和CAN总线的转换都是系统中的一个重点,必须确保转换的效率速度和可靠性。
ACNET-622采用了高效完整的转换格式。无论是TCP还是UDP,CAN的报文都以帧的形式完整的包含在以太网报文的数据域当中。
每个以太网报文包含的CAN帧数量范围为1~50个。如下图(以UDP帧为例)。
UDP
 
Bit 32Bit16
Bit15Bit0
DWORD 1
16位目的端口号
16位源端口号
DWORD 2
16UDP校验和
16UDP长度
UDP数据域
CAN1CAN50
被包含的每个CAN帧长度固定为13个字节,其格式固定,建议在实际使用过程中使用可靠性更高的TCP连接方式,而不是非可靠数据传输的UDP方式。这样,通过以太网能够完整,迅速的接收和发送CAN总线的数据,达到快速可靠的目标。
ACNET-622的参数和特点:
ACNET-600/622是南京来可电子科技有限公司的工业级增强型以太网CAN-bus接口卡/设配器,它内部集成了一路/两路CAN-bus 接口和一路EtherNet 接口以及TCP/IP 协议栈,用户利于它可以轻松完成CAN-bus 网络和EtherNet 网络的互连互通,进一步拓展CAN-bus 网络的范围。 
ACNET-600/622为工业级产品,可以工作在-25℃~+75℃的温度范围内。它具有10M/100M自适应以太网接口,CAN口通信最高波特率为1Mbps,完善的支持TCP Server、TCP Client和UDP等多种工作模式,每个CAN口可支持2个TCP连接或多达3×254个UDP“连接”,通过配置软件用户可以灵活的设定相关配置参数。10M/100M 以太网自适应,支持TCP Server,TCP Client和UDP等。
可管理的充电机充电桩数量和距离:
单条CAN总线的电气负载是能达到110个节点的,最远传输距离是随着波特率的增加而降低的。
具体到汽车电池充电系统中,根据《电动汽车充电系统技术规范》要求,系统之间的CAN连接采用250Kbps的波特率,所以单条总线的距离应该控制在200米以内;如果超出这个距离可以通过增加ACREP-202智能隔离CAN中继器来成倍的延长通讯的距离。
而节点数量根据通讯的流量而定,总线最高负载应当控制在60%以保证CAN网络流畅。如果要求的节点数量超出,可以通过增加ACNET-622的数量来成倍的增加CAN充电机的数量。
监控计算机软件如何控制ACNET-622
方法一:Windows标准的SOCKET方式控制。如果熟悉这种操作方式可以直接采用。
方法二:使用来可电子提供的标准动态链接库(DLL),支持各种能调用DLL的编程语言,如VC,VB,LabView,Delphi,等等。
ACNET-622附带部分的主流编程语言的编程例子,为客户的二次开发节约时间。
通过ACNET-622制作而成的充电监控软件效果可以达到如图所示。(以下两图摘自北京优科利尔能源设备有限公司网站)。
 

 

 

 

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