電動汽車充電站換電站充電樁CAN總線管理系統方案
Release Date : 2011-04-12 13:43
【摘要】：本文介紹汽車充電站換電站的計算機CAN總線管理方案，并介紹計算機如何通過ACNET-622（本安增強型以太網轉CAN接口卡/網關）來控制帶CAN接口的充電機充電樁的。
簡介：
電動汽車充電站是電動汽車發展和普及的重要基礎支撐系統，也是電動汽車商業化、產業化過程中的重要環節。
現在通常的通電方式有3類，適用于不同的應用場合。充電站通常主要提供快速充電服務，輔以用于慢速充電的充電樁；充電樁則只能提供慢速充電；換電站則提供為電動汽車更換電池的服務。
而這三類的充電方式都會同樣使用到計算機作為管理核心，并且通過以太網來連接站內的各個功能部分，如計費和打印等計算機和系統。所以以太網是作為管理網絡存在于系統當中。
對于直接的充電的指示和監控則是由可靠性和實時性更好的CAN總線來管理的，所以BMS和充電樁都是CAN接口的。
在系統上就要求有網關能實現以太網和CAN總線的數據轉換。
電動汽車充電站充電樁CAN網絡系統結構圖：
電動汽車換電站CAN網絡系統結構圖：
以太網和CAN總線數據轉換分析：
比較這3類充電方式的系統結構可見，系統的設備僅僅是在具體的充電方式上不同，在網絡傳輸方面都是一致的。
以太網和CAN總線的轉換都是系統中的一個重點，必須確保轉換的效率速度和可靠性。
ACNET-622采用了高效完整的轉換格式。無論是TCP還是UDP，CAN的報文都以幀的形式完整的包含在以太網報文的數據域當中。
每個以太網報文包含的CAN幀數量范圍為1～50個。如下圖（以UDP幀為例）。
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UDP幀
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Bit 32～Bit16
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Bit15～Bit0
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DWORD 1
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16位目的端口號
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16位源端口號
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DWORD 2
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16位UDP校驗和
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16位UDP長度
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UDP數據域
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CAN幀1～CAN幀50
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被包含的每個CAN幀長度固定為13個字節，其格式固定，建議在實際使用過程中使用可靠性更高的TCP連接方式，而不是非可靠數據傳輸的UDP方式。這樣，通過以太網能夠完整，迅速的接收和發送CAN總線的數據，達到快速可靠的目標。
ACNET-622的參數和特點：
ACNET-600/622是南京來可電子科技有限公司的工業級增強型以太網CAN-bus接口卡/設配器，它內部集成了一路/兩路CAN-bus 接口和一路EtherNet 接口以及TCP/IP 協議棧，用戶利于它可以輕松完成CAN-bus 網絡和EtherNet 網絡的互連互通，進一步拓展CAN-bus 網絡的范圍。
ACNET-600/622為工業級產品，可以工作在-25℃～+75℃的溫度范圍內。它具有10M/100M自適應以太網接口，CAN口通信最高波特率為1Mbps，完善的支持TCP Server、TCP Client和UDP等多種工作模式，每個CAN口可支持2個TCP連接或多達3×254個UDP“連接”，通過配置軟件用戶可以靈活的設定相關配置參數。10M/100M 以太網自適應，支持TCP Server,TCP Client和UDP等。
可管理的充電機充電樁數量和距離：
單條CAN總線的電氣負載是能達到110個節點的，最遠傳輸距離是隨著波特率的增加而降低的。
具體到汽車電池充電系統中，根據《電動汽車充電系統技術規范》要求，系統之間的CAN連接采用250Kbps的波特率，所以單條總線的距離應該控制在200米以內；如果超出這個距離可以通過增加ACREP-202智能隔離CAN中繼器來成倍的延長通訊的距離。
而節點數量根據通訊的流量而定，總線最高負載應當控制在60%以保證CAN網絡流暢。如果要求的節點數量超出，可以通過增加ACNET-622的數量來成倍的增加CAN充電機的數量。
監控計算機軟件如何控制ACNET-622：
方法一：Windows標準的SOCKET方式控制。如果熟悉這種操作方式可以直接采用。
方法二：使用來可電子提供的標準動態鏈接庫（DLL），支持各種能調用DLL的編程語言，如VC，VB，LabView，Delphi，等等。
ACNET-622附帶部分的主流編程語言的編程例子，為客戶的二次開發節約時間。
通過ACNET-622制作而成的充電監控軟件效果可以達到如圖所示。（以下兩圖摘自北京優科利爾能源設備有限公司網站）。
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