【導讀】?jì)δ芟到y中動(dòng)力電池的安全和穩定性是保障其性能的決定性因素，其生產(chǎn)和測試都需要有諸多流程來(lái)保障。在對電池內外CAN總線(xiàn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控時(shí)，我們如何排查CAN干擾問(wèn)題，保障其通信穩定呢？
儲能發(fā)展之“新型儲能”
儲能作為新能源發(fā)展通過(guò)介質(zhì)或設備把能量存儲起來(lái)而在需要的時(shí)候再釋放的過(guò)程，既可以提高能源利用效率，也可以擴大新型可再生能源的實(shí)際應用。
在碳達峰、碳中和的發(fā)展背景下，構建以新能源為主體的新型電力系統，新型儲能也被推至了前所未有的高度。
發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲能發(fā)展的指導意見(jiàn)》，這里的新型儲能指的是除抽水蓄能外的新型電儲能技術(shù)，主流的技術(shù)包括鋰離子電池、鉛蓄電池、超導儲能等新型儲能技術(shù)，明確提出到2025年，實(shí)現新型儲能從商業(yè)化初期向規?；l(fā)展轉變，裝機規模達30GW以上。未來(lái)儲能將主要集中在“光伏+儲能”“風(fēng)電+儲能”“電化學(xué)能+儲能”等新型儲能方向。
圖1 新型儲能系統（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )）
儲能系統的CAN故障隱患
在儲能產(chǎn)業(yè)鏈中，儲能電池是成本占比最大、壁壘最高的環(huán)節，電池的安全性和穩定性是至關(guān)重要的。在儲能系統中，起著(zhù)核心作用的BMS電池管理系統對整個(gè)電池系統的生命安全保障起著(zhù)不可或缺的作用。
新能源汽車(chē)為保障其動(dòng)力，動(dòng)力電池也需要進(jìn)行系統級嚴格的一系列測試，而現今絕大部分的汽車(chē)廠(chǎng)商，包括新能源電池廠(chǎng)家的電池的監控系統底層通信都是CAN通信。
圖2 動(dòng)力電池組CAN通信
在儲能系統中，由于節點(diǎn)較多，CAN網(wǎng)絡(luò )拓撲的方式也比較復雜容易導致整個(gè)系統的通信故障，導致BMS對電池實(shí)時(shí)監測、狀態(tài)統計、在線(xiàn)診斷與預警、充放電與預充控制等受到影響。而產(chǎn)生此類(lèi)故障的原因通常如下：
1. 由于電池組的相互連接以及逆變器等串擾會(huì )對CAN總線(xiàn)產(chǎn)生很大信號干擾；
2. 當電池組負載節點(diǎn)過(guò)多時(shí)，會(huì )導致通信產(chǎn)生擁堵發(fā)生總線(xiàn)堵塞的情況。
故障干擾定位及解決
致遠電子CAN分析儀不僅可以對電池系統的CAN通信報文進(jìn)行實(shí)時(shí)收發(fā)，還可以查看每一幀報文對應的波形，包括CANH、CANL及CANDIFF波形，從而能夠更加細節地觀(guān)察每一幀波形受到干擾的情況，如圖3所示。
圖3 查看干擾波形
并且能夠通過(guò)流量分析功能來(lái)實(shí)時(shí)監控總線(xiàn)的利用率，可以通過(guò)報文收發(fā)界面直接定位發(fā)生擁堵的報文（如圖4所示），將流量分析界面縮?。ㄈ鐖D5所示），還可以測量擁堵部分報文之間的時(shí)間間隔，若是發(fā)生了Busoff, 通過(guò)該分析可觀(guān)察到錯誤主動(dòng)到錯誤被動(dòng)再到總線(xiàn)關(guān)閉過(guò)程，并測試BusOff恢復的時(shí)間。
圖4 流量分析界面
圖5 報文間隔測量
在此基礎上，ZLG致遠電子還推出了第二代CAN總線(xiàn)開(kāi)發(fā)輔助工具ZPS-CANFD分析儀，是適用于CANFD、CAN、LIN總線(xiàn)的測量及測試儀器， 可為新能源汽車(chē)、軌道交通、醫療電子、汽車(chē)電子、樓宇安防、電梯控制等場(chǎng)合排除各種CAN/CANFD故障。并附帶有高速模擬通道、通用數字IO及模擬IO，通過(guò)提供的硬件接口及軟件功能，用戶(hù)能夠便捷地構建總線(xiàn)信號測量與分析、節點(diǎn)功能仿真及測試、網(wǎng)絡(luò )可靠性診斷及評估的自動(dòng)化系統。
圖6 ZPS-CANFD分析儀
那么出現以上的負載過(guò)多，總線(xiàn)出現擁堵，通信中斷的情況，該如何解決呢? 這時(shí)我們需要優(yōu)化CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的布局，由于每個(gè)電池組的BMS都是相同配置（CAN協(xié)議報文完全相同），所以進(jìn)行組合時(shí)可進(jìn)行區分管理。行業(yè)用戶(hù)可使用CANHub-AS8集線(xiàn)器進(jìn)行組網(wǎng)區分，可以將每段形成獨立的直線(xiàn)拓撲。并且可采用遠程實(shí)時(shí)監控設備CANDTU-400EWGR，通過(guò)ZWS-CAN智慧云平臺對整個(gè)儲能電站進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。致遠電子CAN隔離網(wǎng)橋中繼器集線(xiàn)器系列產(chǎn)品均經(jīng)過(guò)嚴酷的實(shí)踐驗證，穩定可靠，目前已經(jīng)廣泛應用于高速鐵路、地鐵、煤礦、醫療、汽車(chē)電子、樓宇安防、電梯控制等場(chǎng)合，可用于延長(cháng)距離，改變拓撲結構，隔離干擾。
圖7 CANHub-AS8集線(xiàn)器組網(wǎng)方案
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