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      如何使用無線技術控制大功率快速充電
      http://www.biclopsgames.com 2020-07-03 09:51:02 21ic
      電工電氣網】訊

      一、傳統方式充電的弊端

      如圖 1所示,傳統的新能源汽車是采用充電槍的方式進行充電,每次操作都是需要人工控制,在多次使用插拔的過程中充電槍和汽車充電接口之間的間隙會逐漸變大,這樣容易產生放電,導致充電槍燒毀。這種情況下,增加了不必要的維修成本,更嚴重地會發生觸電安全事故或火災等情況。

      另外,傳統方式充電電流最大不超過250A,充電功率較低,充電時間相對較長。隨著汽車智能化、電動化、網聯化的發展,未來新能源汽車采用大功率的快充方式也將成為新的趨勢,進而提高汽車充電速度,大幅縮短充電時間。倘若依舊采用充電槍的模式,則只會造成更大的困擾。那么,工程師們應將如何解決這一問題,實現大功率快速充電呢?下文做簡單介紹。

      圖 1 傳統充電方式

      二、無線技術控制充電流程

      為了解決傳統充電模式的安全隱患及操作繁瑣問題,充電弓方案應運而生。如圖 2所示,是無線技術控制充電的原理圖。充電弓的第一無線通訊模塊與汽車中的第二無線通訊模塊可配對進行無線通訊,完成充電配置,使充電弓下降并進行觸式充電,無需人工干預,實現大功率快速充電。

      圖 2 無線技術控制充電原理圖

      如圖3所示,是新一代智能網聯汽車整車架構。從圖中可以看出,新一代汽車整車架構中車載以太網與CAN FD共存,而絕大多數ECU是通過CAN FD來通訊的。這就意味著,新一代智能網聯車在通過無線技術控制充電的過程中,存在著CAN FD轉Wifi的需求,進而實現CAN FD控制通訊,無線技術控制汽車的快速充電。

      圖 3 新一代智能網聯汽車整車架構

      如圖4所示,汽車與充電弓連接通訊,需要在汽車與和充電弓上分別內置CAN FD轉WiFi的設備,當汽車靠近充電弓時,完成無線連接,控制充電弓的升降,實現充電數據傳輸。CAN FD提供更高的傳輸速率和數據量,能更快更可靠的實現汽車和充電弓的握手通訊,從而加強工程師對充電的控制。工程師可以通過駕駛艙中的屏幕實時查看電池容量、電壓、電流等參數,并可對充電故障實時監控,保證充電安全。

      圖 4 新能源汽車充電弓

      三、高性能WiFi轉CAN FD設備——CANFDWIFI-100U

      隨著無線技術控制充電與CANFD的應用需求增多,廣州致遠電子有限公司推出一款WiFi與CAN(FD)-bus的數據轉換設備——CANFDWIFI系列,可以應用在云軌無線充電以及新能源汽車充電等眾多場合,能夠幫助工程師快速測試充電設備的性能以及完成充電控制任務。

      如圖5所示,CANFDWIFI-100U產品集成高速 528MHz 主頻 M7 內核處理器,內部集成了1路最高波特率為5Mbps的CAN(FD) 接口、1路10M/100M自適以太網接口以及1路2.4G/5G WiFi接口,支持TCP Server,TCP Client,UDP等多種工作模式,用戶可根據使用需求,靈活選擇TCP Sever/TCP Client/UDP工作方式和拓撲結構,搭載配置軟件即可完成所需參數設定。

      圖 5 CANFDWIFI-100U示意圖

      CANFDWiFi-100U產品使用操作簡單,僅需要使用ZCANPRO軟件中自帶的“網絡設備配置工具”即可完成一系列的參數配置,另外,CANFDWiFi通訊協議開放,并提供二次開發接口函數庫(支持 Windows、Linux 平臺)。同時該產品具有以下功能特性:

      1. 支持AP/Station模式 滿足多種應用場景

      如圖6所示,無人配送車(或者大型搬運AGV)和充電弓分別內置CANFDWiFi-100U轉換器,完成握手匹配,實現降弓充電。用戶可實時查看電池容量、電壓、電流等參數,可對充電故障實時監控,保證充電安全。

      圖 6 CANFDWIFI-100U的工作模式

      2. 支持高速CANFD兼容CAN2.0A/B

      如圖7所示,CANFDWiFi系列產品支持ISO/Bosch的CAN FD標準,兼容CAN2.0A/B模式收發,數據域波特率最高可配置為5Mbps,數據長度最大可配置為64字節,可提供比CAN2.0A/B高40倍的數據負載,為汽車電子、軌道交通、醫療電子場合提供更快捷的控制和數據通道。

      圖 7 CANFDWIFI兼容CAN2.0A/B

      3. 高速CAN FD與高速5.8GHzWiFi完美結合

      CANFDWiFi-100U集成2.4G、5G WLAN接口,符合IEEE 802.11a/b/g/n/ac標準,可靈活選擇AP/Station模式,完成CAN FD網絡與WiFi網絡的互聯互通。

      4. 體積小巧,性能卓越

      高性能WiFi轉CAN FD設備體積精致小巧,方便用戶輕松實現設備集成,完成CAN網絡的拓展。如圖 8所示,設備最長長度大約是一元硬幣的3.3倍。

      圖 8 設備尺寸對比圖

      5、多重加密提升通訊安全性

      CANFDWiFi-100U支持64、128位的加密/解密,同時支持256位的WEP,TKIP或AES密鑰,可有效提高設備間通訊安全性,如圖 9所示。

      圖 9 CANFDWIFI-100U加密功能

      5. 黑白名單模式,提升數據安全性,有效減輕負載

      如圖 10所示,配置工具支持通道高效率濾波,用戶可根據所需報文,靈活設置黑白名單,實現數據的高效利用。

      圖 10 黑白名單模式

      6. TCP保活機制 讓連接更可靠

      如圖 11所示,TCP Server/Client模式連接內設TCP保活機制,保證TCP連接可靠,網絡斷開后將自動重連,穩定地建立TCP連接。

      圖 11 TCP保活機制

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