動力電池是新能源汽車的核心部件之一，它的安全性和穩定性對于電動汽車的動力性能至關重要。CAN-bus通訊則在其中扮演著重要角色。那么，如何高效穩定地實現動力電池系統的CAN-bus組網呢？

新能源汽車是汽車發展的方向，而新能源汽車的發展又離不開動力電池的發展。動力電池作為電動汽車的核心關鍵零部件，其產業發展對電動汽車的規模化應用意義重大。到2025年全球新能源汽車年銷量將突破1500萬輛，動力電池需求將超過900GWh。動力電池領域已成各大電池制造廠商必爭之地。

CAN總線是當今汽車電控單元之間通信的總線標準，現在幾乎所有的汽車廠家都在選擇使用CAN總線通信。如今，隨著新一代智能網聯汽車的誕生，汽車各通信部件也隨之增加，為了降低汽車總線上數據負載率，攜帶更多的數據量和更大的通信速率，CANFD總線逐漸成為汽車通信核心技術。動力電池作為新能源汽車核心部件之一，也是通過CAN總線也整車進行通信，目前也有向CANFD總線過渡的趨勢。

動力電池組是由多個單體電池串聯組成的電池模塊，由于動力電池組中單個電池容量的不一致，通過若干次充放電循環后會出現電池組失衡，為了更好地實現動力電池組的電池物理參數實時監測、電池狀態估計、在線診斷與預警、充放電與預充控制、均衡管理和熱管理等監測，需要BMS電池管理系統統一管理。

?動力電池系統高效穩定組網

新能源汽車采用的動力電池電壓較高，其輸出電壓通常會達到300V，甚至高達600V。BMS電池管理系統中CAN總線進行通訊組合龐大，不同電池組子系統之間有一定的電壓差，每個電池組的BMS都以該電池組的地作為系統的參考地進行電池組的數據采樣，造成地電位不同，而且互相之間連接會導致很大的信號干擾。通過傳統的CAN雙絞線方式組網，電氣連接線進行捆綁操作，很大概率會由于干擾導致通訊故障。針對上述難點問題，ZLG致遠電子對此提出有效的解決方案：

1. 動力電池無線通信方式如圖所示，可以將CAN-bus總線數據轉換WIFI無線的方式進行通信，避免了由于地電位不同，CAN雙絞線電氣連接造成的信號相互干擾。CANWiFi-200T轉換器實現CAN-bus數據和WiFi數據相互傳輸的功能，它內部集成了2路的CAN-bus 接口，CAN接口自帶磁耦隔離模塊，使其避免由于地環流的損壞，強大的抗靜電和浪涌能力、1路WLAN接口和1路LAN接口，并自帶TCP/IP或者UDP協議棧，用戶利用它可以輕松完成CAN-bus網絡和WiFi網絡的互連互通。2.動力電池光纖組網通訊如圖所示，光纖是抗干擾能力最靠譜的通信方式之一，通過CAN轉光纖通訊，可以徹底隔離任何干擾。CANHub-AF2S2光纖CAN轉換器/集線器系列有2個光纖接口和2個電氣隔離的CAN接口，能實現不同速率的獨立CAN/光纖網絡之間的數據接收/轉發。

綜上兩種方案旨在隔離電氣干擾，避免CAN通信故障。ZLG致遠電子推出USBCANFD卡、CANFDBridge網橋、CANFDNET卡等測試工具，都帶有電氣隔離，一定程度上使其避免由于地環流的損壞，增強可靠性，方便工程師們工作中研發調試、試驗以及排查故障等。

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?動力電池充放電測試方案

電池測試需要實時監控CAN總線數據，目前電池企業使用的方案大多采用工控機PCIe/PCI/miniPCIe等接口外擴CAN口或者通過以太網的方式監控整個測試情況。為了能夠快速高效的動力電池，單靠一路CAN測試是太浪費時間。另外，隨著汽車電子開始面向CANFD升級以及電池數據量的增大，如何在有限的資源下高效地完成多路動力電池組的CAN/CANFD測試也成為了各大電池企業的難點。致遠電子對此痛點提出了有效的解決方案。

1.多USB工控機測試方案若電池測試項目現場使用多USB的工控機，ZLG致遠電子提供多通道USB接口的USBCANFD-800U卡搭載工控機來進行監控的方案，外擴8路相互獨立的CAN/CANFD通道，每個通道均支持16500幀/s發送，27000幀/s接收，實時監控動力電池內外CAN/CANFD總線的情況。

2.多PCIe工控機測試方案若電池測試項目現場使用多PCIe槽的工控機，ZLG致遠電子提供多通道PCIe接口的PCIeCANFD-400U卡搭載工控機來進行監控的方案，外擴4路相互獨立的CAN/CANFD通道，CANFD通道發送/接收能力可達25700幀/s（每路），實時監控動力電池內外CAN/CANFD總線的情況。3.以太網監控測試方案若測試現場采用以太網來實現整個測試情況的監控，ZLG致遠電子推出多通道CAN/CANFD轉以太網設備CANFDNET-400U通用方案，通過以太網實現“一拖四”CAN/CANFD相互獨立的通道，CANFD通道發送能力可達6000幀/s（標準幀加速CANFD），CANFD通道接收能力可達4000幀/s（標準幀加速CANFD），甚至ZLG還提供多大8通道的CANET-8E-U，實現8路CAN通道電池數據的監控。

4. 不同波特率兼容測試方案

在動力電池組測試中，如果出現不同CAN/CANFD的波特率的電池包，該如何做到同步測試呢？ZLG致遠電子推出CANFDBridge網橋，能夠將不同波特率的CAN/CANFD節點接入到同一波特率CAN網絡，報文轉發能力可達8000幀/s，轉發延時小于0.1ms。比如滿負荷情況下64節點，每8組被測CAN節點為同一波特率，則共需要8個CANFD網橋進行中繼接入統一的CANFD網絡。方便后面對動力電池的統一進行測試。

5.動力電池測試診斷方案

CAN/CANFD總線讓人頭疼的就是錯誤幀的產生，以及故障的診斷排查，而其中最大的難點就是偶發性故障。動力電池測試過程中也難免會出現各種故障問題，如何快速地復現并完成故障節點的診斷呢？ZLG致遠電子推出ZPS-CANFD分析儀和CANFDDTU記錄儀兩款產品。ZPS-CANFD可快速接入電池充放電等測試場景，排查定位通訊故障，并能夠進行自定義的發送和接收干擾。CANFDDTU記錄儀可以完整的記錄測試過程中所有的CANFD報文，甚至可以實現遠程監控動力電池測試情況，幫助工程師快速復現故障狀態，加快故障原因的分析。

ZPS-CANFD分析儀（點擊了解更多）具有強大的功能，是CAN/CANFD總線故障診斷的“利器”。