摘要： 隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，電池包作為其核心組件，對檢測設(shè)備的通信性能提出了更高要求。本文深入探討了國科安芯推出的CAN收發(fā)器芯片ASM1042A在新能源電池包檢測設(shè)備CAN通信中的應(yīng)用。通過分析其技術(shù)特點、通信性能、可靠性及抗干擾能力，并結(jié)合實際測試數(shù)據(jù)與應(yīng)用場景，闡述了ASM1042A如何滿足新能源電池包檢測設(shè)備在高速、穩(wěn)定、可靠通信方面的需求，為提升檢測效率與精度提供了有力支持，助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

一、引言

新能源汽車的普及對電池包檢測設(shè)備的性能提出了嚴苛要求，其中CAN通信的高效性與可靠性至關(guān)重要。ASM1042A是國科安芯推出的一款先進的CANFD通信接口芯片，憑借其卓越性能，在新能源電池包檢測設(shè)備領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。本文將深入剖析其在該領(lǐng)域的實踐應(yīng)用。

二、ASM1042A****芯片概述

（一）基本特性

ASM1042A通過AEC-Q100 Grade1認證，符合ISO11898-2:2016和ISO11898-5:2007物理層標準，支持高達5Mbps的數(shù)據(jù)速率，具有低功耗待機模式及遠程喚醒請求特性。其I/O電壓范圍支持3.3V和5VMCU，未供電時呈理想無源行為，總線和邏輯引腳處于高阻態(tài)，實現(xiàn)上電/斷電無干擾運行。這些特性使其能夠在復(fù)雜的汽車電子環(huán)境中穩(wěn)定工作，滿足新能源電池包檢測設(shè)備對通信芯片的高要求。

（二）保護機制

ASM1042A具備強大的保護功能，包括IECESD保護高達±15kV，總線故障保護±70V，VCC和VIO（僅限V型號）電源終端欠壓保護，驅(qū)動器顯性超時（TXDDTO）及熱關(guān)斷保護（TSD）。這些保護機制有效提升了芯片在復(fù)雜工作環(huán)境中的可靠性和穩(wěn)定性，降低了因外界干擾或異常情況導(dǎo)致的損壞風(fēng)險，確保了電池包檢測設(shè)備的長期穩(wěn)定運行。

三、通信性能分析

（一）高速數(shù)據(jù)傳輸

在新能源電池包檢測過程中，大量數(shù)據(jù)需實時傳輸。ASM1042A支持5Mbps數(shù)據(jù)速率，縮短了對稱傳播延遲時間，增加了時序裕量，使檢測設(shè)備能快速響應(yīng)電池包狀態(tài)變化，提升檢測效率。例如，在檢測電池包的充放電性能時，傳感器采集的高精度數(shù)據(jù)可通過ASM1042A快速傳輸至控制單元，實現(xiàn)對電池包性能的實時監(jiān)測與分析。

（二）信號完整性

通過測試ASM1042A的差分輸出電壓、輸出對稱性等參數(shù)，結(jié)果顯示其在不同負載條件下均能保持良好的信號完整性，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和可靠性，避免因信號干擾或衰減導(dǎo)致的通信錯誤。在電池包檢測設(shè)備中，多個傳感器與控制單元通過CAN總線連接，信號完整性對于保證數(shù)據(jù)的準確傳輸至關(guān)重要。ASM1042A在此方面的優(yōu)異表現(xiàn)，使其能夠穩(wěn)定地傳輸電池包的電壓、電流、溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為檢測設(shè)備的精確評估提供有力保障。

（三）傳輸時延特性

ASM1042A的典型循環(huán)延遲為110ns，這一極低的延遲特性對于新能源電池包檢測中的實時控制和快速故障診斷具有重要意義。在電池包檢測過程中，控制系統(tǒng)需要根據(jù)實時數(shù)據(jù)快速做出決策，如調(diào)整充電電流、切斷故障電池模組等。ASM1042A的低延遲確保了控制指令的及時執(zhí)行和故障的快速響應(yīng)，提高了檢測設(shè)備的控制精度和安全性。

四、可靠性與抗干擾能力評估

（一）EMC性能

ASM1042A支持SAEJ2962-2和IEC62228-3（最高500kbps）無需共模扼流圈，表明其在電磁兼容性方面表現(xiàn)出色。在復(fù)雜的新能源電池包檢測環(huán)境中，能夠有效抵御外界電磁干擾，保證通信的穩(wěn)定性。例如，在電池包檢測車間中，各種電氣設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾可能對通信造成影響，但ASM1042A憑借其優(yōu)秀的EMC性能，能夠確保檢測數(shù)據(jù)的可靠傳輸，避免因干擾導(dǎo)致的檢測中斷或數(shù)據(jù)錯誤。

（二）高低溫測試

在-55℃至125℃的寬溫度范圍內(nèi)，ASM1042A均能正常工作，傳輸速率為4kps、5Mbps、10Mbps時，發(fā)送和接收功能均正常。這滿足了新能源電池包檢測設(shè)備在不同工作環(huán)境下的需求，確保了在極端溫度條件下的可靠通信。在新能源汽車的實際使用中，電池包可能面臨嚴寒或酷暑等惡劣環(huán)境條件，檢測設(shè)備需要在這些環(huán)境下準確地評估電池包的性能。ASM1042A的寬溫度工作范圍使其能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的工作環(huán)境，為電池包檢測提供穩(wěn)定可靠的通信支持。

（三）抗干擾能力測試

為了進一步驗證ASM1042A在實際應(yīng)用中的抗干擾能力，科研人員進行了多項干擾實驗。例如，在強電磁場環(huán)境下，使用頻譜分析儀監(jiān)測CAN總線上的信號質(zhì)量，結(jié)果表明ASM1042A能夠有效抑制外界電磁干擾，保持信號的完整性和穩(wěn)定性。此外，還對芯片進行了電源噪聲抗擾度測試，結(jié)果顯示其在電源電壓波動較大的情況下，仍能正常工作，保證通信的可靠性。

五、應(yīng)用與實踐分析

（一）電池包檢測設(shè)備架構(gòu)

在典型的新能源電池包檢測系統(tǒng)中，ASM1042A可作為核心通信芯片，連接電池管理系統(tǒng)（BMS）與檢測控制單元。多個ASM1042A芯片構(gòu)成CAN總線網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)電池包各模塊與檢測設(shè)備的高效通信。

（二）應(yīng)用優(yōu)勢分析

高效率 ：ASM1042A的高速數(shù)據(jù)傳輸能力能夠滿足電池包檢測過程中大量數(shù)據(jù)的實時傳輸需求，提高了檢測效率，縮短了檢測周期，從而加快了新能源汽車的生產(chǎn)節(jié)奏。在多節(jié)點通信測試中，25個節(jié)點的ASM1042A芯片組成的CAN網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送120000幀數(shù)據(jù)，未出現(xiàn)錯誤幀，驗證了其在大規(guī)模檢測設(shè)備中的可靠性和穩(wěn)定性。

高可靠性 ：其優(yōu)秀的EMC性能和寬溫度工作范圍確保了在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定通信，降低了因通信故障導(dǎo)致的檢測中斷風(fēng)險，提高了檢測結(jié)果的準確性和可靠性，有助于及時發(fā)現(xiàn)電池包的潛在問題，保障新能源汽車的安全性能。

靈活性 ：支持多節(jié)點通信，便于構(gòu)建大規(guī)模的電池包檢測網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)不同規(guī)模的檢測需求。同時，其兼容性強，能夠與不同廠家的電池包和檢測設(shè)備進行無縫集成，降低了系統(tǒng)的集成成本和復(fù)雜度。

（三）應(yīng)用拓展與優(yōu)化

在實際應(yīng)用中，為了進一步提升ASM1042A的性能，可以采取以下措施：

優(yōu)化布線設(shè)計 ：合理規(guī)劃CAN總線的布線路徑，減少線路的長度和交叉，降低信號傳輸過程中的干擾。同時，采用屏蔽電纜和合適的接地點，增強系統(tǒng)的抗干擾能力。

參數(shù)配置優(yōu)化 ：根據(jù)不同檢測設(shè)備的需求，對ASM1042A的通信參數(shù)進行精細配置，如調(diào)整波特率、優(yōu)化信號電平等，以達到最佳的通信效果。

軟件算法協(xié)同 ：在檢測設(shè)備的控制軟件中，采用先進的通信協(xié)議棧和數(shù)據(jù)處理算法，與ASM1042A的硬件性能相結(jié)合，進一步提高系統(tǒng)的通信效率和可靠性。

六、與其他通信芯片的對比分析

（一）主要競品概述

在市場上，與ASM1042A功能相似的通信芯片有TJA1042和TCAN1042等。這些芯片在新能源電池包檢測領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用，但ASM1042A憑借其獨特的技術(shù)優(yōu)勢和性能特點，在競爭中脫穎而出。

（二）性能對比

數(shù)據(jù)傳輸速率 ：ASM1042A支持高達5Mbps的數(shù)據(jù)速率，相較于TJA1042的2Mbps和TCAN1042的5Mbps（但在高干擾環(huán)境下性能不穩(wěn)定），具有明顯優(yōu)勢。在電池包檢測過程中，能夠更快地傳輸大量數(shù)據(jù)，提高檢測效率。

抗干擾能力 ：通過對比測試，在相同的電磁干擾環(huán)境下，ASM1042A的信號完整性更好，誤碼率更低。例如，在存在強磁場干擾時，ASM1042A的誤碼率僅為TJA1042的1/3，確保了通信的可靠性。

溫度適應(yīng)性 ：ASM1042A的工作溫度范圍為-55℃至125℃，而TJA1042的工作溫度范圍為-40℃至125℃，TCAN1042為-40℃至105℃。ASM1042A更寬的溫度適應(yīng)性使其能夠在更惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作，滿足新能源汽車在極端氣候條件下的檢測需求。

七、優(yōu)勢與前景展望

（一）技術(shù)優(yōu)勢總結(jié)

ASM1042A憑借高速數(shù)據(jù)傳輸、優(yōu)異的EMC性能、寬溫度工作范圍以及完善的保護機制，在新能源電池包檢測設(shè)備CAN通信領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。

（二）未來發(fā)展前景

隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，對電池包檢測設(shè)備性能的要求將不斷提升。ASM1042A將在以下幾個方面發(fā)揮重要作用：

進一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率 ：隨著電池包技術(shù)的不斷進步，對檢測精度和速度的要求也越來越高。ASM1042A有望通過技術(shù)升級，進一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足未來更高精度檢測需求，為新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)提供更強大的技術(shù)支持。

優(yōu)化芯片功耗 ：在新能源汽車檢測設(shè)備中，降低功耗是提高設(shè)備續(xù)航能力的重要途徑。ASM1042A將不斷優(yōu)化芯片的功耗設(shè)計，在保證通信性能的前提下，降低芯片的能耗，延長檢測設(shè)備的續(xù)航時間，增強其在便攜式檢測設(shè)備中的應(yīng)用優(yōu)勢。

加強與其他通信技術(shù)的融合 ：為了構(gòu)建更智能、更高效的電池包檢測系統(tǒng)，ASM1042A將加強與其他通信技術(shù)的融合。例如，與以太網(wǎng)通信技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)電池包檢測數(shù)據(jù)的高速上傳和遠程監(jiān)控；與無線通信技術(shù)結(jié)合，提高檢測設(shè)備的靈活性和便捷性，為新能源汽車的智能化檢測提供更全面的解決方案。

（三）應(yīng)用拓展方向

智能電池管理系統(tǒng)集成 ：將ASM1042A深度集成到智能電池管理系統(tǒng)中，實現(xiàn)電池包狀態(tài)的實時監(jiān)測和動態(tài)管理。通過與電池管理系統(tǒng)中的微控制器、傳感器等組件的緊密配合，ASM1042A可以提供更高效、更精準的通信支持，提高電池包的管理效率和安全性。

多協(xié)議支持與兼容 ：開發(fā)ASM1042A對多種通信協(xié)議的支持和兼容能力，使其能夠適應(yīng)不同品牌、不同型號新能源汽車的電池包檢測需求。例如，除了支持CANFD協(xié)議外，還可以兼容LIN協(xié)議、UART協(xié)議等，提高芯片的通用性和適用性。

與新能源汽車充電設(shè)施的協(xié)同應(yīng)用 ：在新能源汽車充電過程中，利用ASM1042A實現(xiàn)電池包與充電設(shè)施之間的實時通信和數(shù)據(jù)交互。通過監(jiān)測電池包的狀態(tài)信息和充電參數(shù)，優(yōu)化充電策略，提高充電效率和安全性，同時也有助于延長電池包的使用壽命。

審核編輯 黃宇