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如何使用無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)大功率快速充電

Wildesbeast ? 來源:21IC ? 作者:21IC ? 2020-07-04 11:38 ? 次閱讀
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無線技術(shù)控制充電的方式已經(jīng)成為新的發(fā)展潮流和趨勢,隨著CANFD在汽車電子與軌道交通等行業(yè)的廣泛應(yīng)用,無線技術(shù)控制充電又將如何實(shí)現(xiàn)大功率快速充電?本文將介紹一套簡單可行的方案。

一、傳統(tǒng)方式充電的弊端

如圖 1所示,傳統(tǒng)的新能源汽車是采用充電槍的方式進(jìn)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(huì)逐漸變大,這樣容易產(chǎn)生放電,導(dǎo)致充電槍燒毀。這種情況下,增加了不必要的維修成本,更嚴(yán)重地會(huì)發(fā)生觸電安全事故或火災(zāi)等情況。

另外,傳統(tǒng)方式充電電流最大不超過250A,充電功率較低,充電時(shí)間相對較長。隨著汽車智能化、電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)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(jìn)而提高汽車充電速度,大幅縮短充電時(shí)間。倘若依舊采用充電槍的模式,則只會(huì)造成更大的困擾。那么,工程師們應(yīng)將如何解決這一問題,實(shí)現(xiàn)大功率快速充電呢?下文做簡單介紹。

二、無線技術(shù)控制充電流程

為了解決傳統(tǒng)充電模式的安全隱患及操作繁瑣問題,充電弓方案應(yīng)運(yùn)而生。如圖 2所示,是無線技術(shù)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(jìn)行無線通訊,完成充電配置,使充電弓下降并進(jìn)行觸式充電,無需人工干預(yù),實(shí)現(xiàn)大功率快速充電。

圖 2 無線技術(shù)控制充電原理圖

如圖3所示,是新一代智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車架構(gòu)。從圖中可以看出,新一代汽車整車架構(gòu)中車載以太網(wǎng)與CAN FD共存,而絕大多數(shù)ECU是通過CAN FD來通訊的。這就意味著,新一代智能網(wǎng)聯(lián)車在通過無線技術(shù)控制充電的過程中,存在著CAN FD轉(zhuǎn)Wifi的需求,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)CAN FD控制通訊,無線技術(shù)控制汽車的快速充電。

圖 3 新一代智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車架構(gòu)

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(nèi)置CAN FD轉(zhuǎn)WiFi的設(shè)備,當(dāng)汽車靠近充電弓時(shí),完成無線連接,控制充電弓的升降,實(shí)現(xiàn)充電數(shù)據(jù)傳輸。CAN FD提供更高的傳輸速率和數(shù)據(jù)量,能更快更可靠的實(shí)現(xiàn)汽車和充電弓的握手通訊,從而加強(qiáng)工程師對充電的控制。工程師可以通過駕駛艙中的屏幕實(shí)時(shí)查看電池容量、電壓、電流等參數(shù),并可對充電故障實(shí)時(shí)監(jiān)控,保證充電安全。

三、高性能WiFi轉(zhuǎn)CAN FD設(shè)備——CANFDWIFI-100U

隨著無線技術(shù)控制充電與CANFD的應(yīng)用需求增多,廣州致遠(yuǎn)電子有限公司推出一款WiFi與CAN(FD)-bus的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備——CANFDWIFI系列,可以應(yīng)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(shè)備的性能以及完成充電控制任務(wù)。

如圖5所示,CANFDWIFI-100U產(chǎn)品集成高速 528MHz 主頻 M7 內(nèi)核處理器,內(nèi)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(wǎng)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(jù)使用需求,靈活選擇TCP Sever/TCP Client/UDP工作方式和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),搭載配置軟件即可完成所需參數(shù)設(shè)定。

CANFDWiFi-100U產(chǎn)品使用操作簡單,僅需要使用ZCANPRO軟件中自帶的“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置工具”即可完成一系列的參數(shù)配置,另外,CANFDWiFi通訊協(xié)議開放,并提供二次開發(fā)接口函數(shù)庫(支持 Windows、Linux 平臺(tái))。同時(shí)該產(chǎn)品具有以下功能特性:

1. 支持AP/Station模式 滿足多種應(yīng)用場景

如圖6所示,無人配送車(或者大型搬運(yùn)AGV)和充電弓分別內(nèi)置CANFDWiFi-100U轉(zhuǎn)換器,完成握手匹配,實(shí)現(xiàn)降弓充電。用戶可實(shí)時(shí)查看電池容量、電壓、電流等參數(shù),可對充電故障實(shí)時(shí)監(jiān)控,保證充電安全。

2. 支持高速CANFD兼容CAN2.0A/B

如圖7所示,CANFDWiFi系列產(chǎn)品支持ISO/Bosch的CAN FD標(biāo)準(zhǔn),兼容CAN2.0A/B模式收發(fā),數(shù)據(jù)域波特率最高可配置為5Mbps,數(shù)據(jù)長度最大可配置為64字節(jié),可提供比CAN2.0A/B高40倍的數(shù)據(jù)負(fù)載,為汽車電子、軌道交通、醫(yī)療電子場合提供更快捷的控制和數(shù)據(jù)通道。

3. 高速CAN FD與高速5.8GHzWiFi完美結(jié)合

CANFDWiFi-100U集成2.4G、5G WLAN接口,符合IEEE 802.11a/b/g/n/ac標(biāo)準(zhǔn),可靈活選擇AP/Station模式,完成CAN FD網(wǎng)絡(luò)與WiFi網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。

4. 體積小巧,性能卓越

高性能WiFi轉(zhuǎn)CAN FD設(shè)備體積精致小巧,方便用戶輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成,完成CAN網(wǎng)絡(luò)的拓展。如圖 8所示,設(shè)備最長長度大約是一元硬幣的3.3倍。

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(shí)支持256位的WEP,TKIP或AES密鑰,可有效提高設(shè)備間通訊安全性,如圖 9所示。

5. 黑白名單模式,提升數(shù)據(jù)安全性,有效減輕負(fù)載

如圖 10所示,配置工具支持通道高效率濾波,用戶可根據(jù)所需報(bào)文,靈活設(shè)置黑白名單,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效利用。

6. TCP?;顧C(jī)制 讓連接更可靠

如圖 11所示,TCP Server/Client模式連接內(nèi)設(shè)TCP?;顧C(jī)制,保證TCP連接可靠,網(wǎng)絡(luò)斷開后將自動(dòng)重連,穩(wěn)定地建立TCP連接。

圖 11 TCP保活機(jī)制

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