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CAN/RS485隔离收发模块在直流充电桩上的应用
阅读: 100 |  回复: 2 楼层直达

2018/12/24 11:47:40
1
clockwork_planet
电源币:14 | 积分:25 主题帖:84 | 回复帖:49
LV5
营长

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充电桩是电动汽车的电站,其功能类似于加油站里面的加油机。根据对电动汽车的充电方式,充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两大类。交流充电桩主要安装在停车场,造价低廉,适合家用,给普通纯电动轿车充满电需要4-5个小时,俗称“慢充”。目前小型车多采用交流充电桩充电。直流充电桩主要安装在大型充电站内,以三相四线制的方式连接电网,能够提供充足的电力,输出的电压和电流调整范围大,俗称“快充”。电动大巴车主要通过直流充电桩充电。


  传导式直流充电桩通过接口与电动汽车相连,人们在充电桩上的人机交互界面处刷卡和进行相应的操作后,即可给电动汽车充电。同时,在充电桩显示屏上能够显示电量、费用、充电时间等数据。这里就需要用到通信协议。直流充电桩主要涉及三类通信:直流充电桩与电动汽车通信直流充电桩内部设备的通信直流充电桩与周围其他设备(如控制中心)之间的通信。


 直流充电桩与电动汽车之间通信


  充电时,直流充电桩需要与电动汽车进行信息互换,让充电桩识别插头连接状态,如是否可靠连接、是否漏电等,用于确定是否可以开始充电或断电。GB/T 20234.3-2015对直流充电桩与电动汽车的通信方式及接口进行了规范,二者之间通过CAN协议进行通信,因此每一个直流充电插头都必须包含CAN接口,一桩多充的充电桩则会有多个CAN接口。如图2所示。


  直流充电桩内部功能单元之间通信


  在充电桩内部,多个控制单元之间也需要进行数据交换,如多功能智能电表检测充电电量等。一般智能电表自带RS485接口,可以通过RS485这种通信方式将电量数据发送给计费控制单元,计费控制单元可实现核对用户信息、计量、扣费、打印账单等功能。另外,主控制单元一般通过CAN通信通知充电机开始或结束充电。如图2所示。


  直流充电桩与周围其他设备之间的通信


  电动汽车充电桩属于配网侧,其通信方式往往和配网自动化仪器综合考虑。例如为一个充电站配备一定数量的充电桩时,充电站、充电桩及其他电网设备、管理设备之间需要交换数据来达到配网自动化管理。主流的通信方式由WIFI、GPRS、CAN总线、RS485总线、工业以太网等组成网络来实现,由于这几种方式在不同网络规模、网络特性的应用中各有优劣,目前行业内也未形成统一的标准,为了保持充电桩接入网络的灵活性,常见的做法是在控制板上预留几种主流的通信接口,以适应不同通信网络要求。如图2所示,主板预留了以太网、CAN总线和RS485总线的接口。

  图 2 直流充电桩控制电路通信方案


  直流充电桩中通信接口模块选型要点


  除了充电站网络布局之外,对于CAN隔离收发器和RS485隔离收发器,充电桩并不过分要求通信接口模块的节点数、通信速率等基础功能,但不可忽视以下几个方面的性能:


  电磁敏感性:直流充电桩周围存在的大功率开关元件产生大量电磁干扰,通信模块要能够有效抵御恶劣的电磁环境。


  总线防护:直流充电桩与电动汽车通过CAN总线进行通信时,还需考虑总线防护,因为充电接口会不断地与不同的汽车连接、断开,这个过程中CAN总线极有可能产生瞬态电压、ESD,若无防护,CAN通信接口极易损坏。


  环境温度:直流充电桩工作于室外,环境温度一般为-20℃~+50℃;部分散热不良处温度可能达到75℃以上。因此,通信接口模块要能适应严苛的工作温度。


  故障率:通信接口模块直接关系到直流充电桩充电功能,故要求通信接口模块故障率极低,同时一旦接口模块损坏,可以及时方便地进行维修。


  金升阳两款隔离通信接口模块TD501DCANH3和TD501D485H满足以上要求。它们集成了收发芯片、隔离芯片及DC/DC隔离电源于一体,可以帮助工程师简化设计,节省成本。金升阳CAN和485隔离收发器具有隔离共模干扰功能,能够适应直流充电桩恶劣的电磁环境。尤其CAN隔离收发模块,裸机可承受±4KV ESD,故障导致的总线电压高达±58V时,模块仍不损坏。另外,CAN隔离收发模块工作温度为-40℃~+105℃,RS485隔离收发模块工作温度为-40℃~+85℃,满足直流充电桩严苛的工作环境温度。

  图3 CAN隔离收发模块TD501DCANH3

  图4 RS485隔离收发模块TD501D485H


  总结


  直流充电桩应用中的通信接口设计,主要考虑其抗干扰能力,因此推荐使用隔离收发模块。金升阳CAN/RS485隔离收发模块可以切断共模干扰的传输路径,达到提升信号的共模抑制比,将控制器与外界干扰隔离开来,保证其正常工作。金升阳把收发芯片、隔离芯片及DC/DC隔离电源集成在一个小体积中的模块中,既省去了用户购买或设计电源的麻烦,也有利于节约控制板的PCB面积,让用户站在更高视角,轻松设计充电桩控制板。


来源:网络,如侵,删

2018/12/25 13:17:16
2
gxg1122
电源币:16 | 积分:4 主题帖:125 | 回复帖:1181
LV9
军长
can通信可靠性是比较高的。
2018/12/25 13:17:57
3
gxg1122
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