如何使用无线技术控制大功率快速充电

2020-07-03来源: 互联网关键字:无线技术控制充电  无线充电技术  CAN  FD

无线技术控制充电的方式已经成为新的发展潮流和趋势,随着 CANFD 在汽车电子与轨道交通等行业的广泛应用,无线技术控制充电又将如何实现大功率快速充电?本文将介绍一套简单可行的方案。

 

一、传统方式充电的弊端


如图 1 所示,传统的新能源汽车是采用充电枪的方式进行充电,每次操作都是需要人工控制,在多次使用插拔的过程中充电枪和汽车充电接口之间的间隙会逐渐变大,这样容易产生放电,导致充电枪烧毁。这种情况下,增加了不必要的维修成本,更严重地会发生触电安全事故或火灾等情况。

 

另外,传统方式充电电流最大不超过 250A,充电功率较低,充电时间相对较长。随着汽车智能化、电动化、网联化的发展,未来新能源汽车采用大功率的快充方式也将成为新的趋势,进而提高汽车充电速度,大幅缩短充电时间。倘若依旧采用充电枪的模式,则只会造成更大的困扰。那么,工程师们应将如何解决这一问题,实现大功率快速充电呢?下文做简单介绍。

 

图 1  传统充电方式

 

二、无线技术控制充电流程


为了解决传统充电模式的安全隐患及操作繁琐问题,充电弓方案应运而生。如图 2 所示,是无线技术控制充电的原理图。充电弓的第一无线通讯模块与汽车中的第二无线通讯模块可配对进行无线通讯,完成充电配置,使充电弓下降并进行触式充电,无需人工干预,实现大功率快速充电。

 

图 2  无线技术控制充电原理图

 

如图 3 所示,是新一代智能网联汽车整车架构。从图中可以看出,新一代汽车整车架构中车载以太网与 CAN FD 共存,而绝大多数 ECU 是通过 CAN FD 来通讯的。这就意味着,新一代智能网联车在通过无线技术控制充电的过程中,存在着 CAN FD 转 Wifi 的需求,进而实现 CAN FD 控制通讯,无线技术控制汽车的快速充电。

 

图 3  新一代智能网联汽车整车架构

 

如图 4 所示,汽车与充电弓连接通讯,需要在汽车与和充电弓上分别内置 CAN FD 转 WiFi 的设备,当汽车靠近充电弓时,完成无线连接,控制充电弓的升降,实现充电数据传输。CAN FD 提供更高的传输速率和数据量,能更快更可靠的实现汽车和充电弓的握手通讯,从而加强工程师对充电的控制。工程师可以通过驾驶舱中的屏幕实时查看电池容量、电压、电流等参数,并可对充电故障实时监控,保证充电安全。

 

图 4  新能源汽车充电弓

 

三、高性能 WiFi 转 CAN FD 设备——CANFDWIFI-100U


随着无线技术控制充电与 CANFD 的应用需求增多,广州致远电子有限公司推出一款 WiFi 与 CAN(FD)-bus 的数据转换设备——CANFDWIFI 系列,可以应用在云轨无线充电以及新能源汽车充电等众多场合,能够帮助工程师快速测试充电设备的性能以及完成充电控制任务。

 

如图 5 所示,CANFDWIFI-100U 产品集成高速 528MHz 主频 M7 内核处理器,内部集成了 1 路最高波特率为 5Mbps 的 CAN(FD) 接口、1 路 10M/100M 自适以太网接口以及 1 路 2.4G/5G WiFi 接口,支持 TCP Server,TCP Client,UDP 等多种工作模式,用户可根据使用需求,灵活选择 TCP Sever/TCP Client/UDP 工作方式和拓扑结构,搭载配置软件即可完成所需参数设定。

 

图 5  CANFDWIFI-100U 示意图

 

CANFDWiFi-100U 产品使用操作简单,仅需要使用 ZCANPRO 软件中自带的“网络设备配置工具”即可完成一系列的参数配置,另外,CANFDWiFi 通讯协议开放,并提供二次开发接口函数库(支持 Windows、Linux 平台)。同时该产品具有以下功能特性:

 

1.    支持 AP/Station 模式 满足多种应用场景


如图 6 所示,无人配送车(或者大型搬运 AGV)和充电弓分别内置 CANFDWiFi-100U 转换器,完成握手匹配,实现降弓充电。用户可实时查看电池容量、电压、电流等参数,可对充电故障实时监控,保证充电安全。

 

图 6  CANFDWIFI-100U 的工作模式

 

2.    支持高速 CANFD 兼容 CAN2.0A/B


如图 7 所示,CANFDWiFi 系列产品支持 ISO/Bosch 的 CAN FD 标准,兼容 CAN2.0A/B 模式收发,数据域波特率最高可配置为 5Mbps,数据长度最大可配置为 64 字节,可提供比 CAN2.0A/B 高 40 倍的数据负载,为汽车电子、轨道交通、医疗电子场合提供更快捷的控制和数据通道。

 

图 7  CANFDWIFI 兼容 CAN2.0A/B

 

3.    高速 CAN FD 与高速 5.8GHzWiFi 完美结合


CANFDWiFi-100U 集成 2.4G、5G WLAN 接口,符合 IEEE 802.11a/b/g/n/ac 标准,可灵活选择 AP/Station 模式,完成 CAN FD 网络与 WiFi 网络的互联互通。

 

4.    体积小巧,性能卓越


高性能 WiFi 转 CAN FD 设备体积精致小巧,方便用户轻松实现设备集成,完成 CAN 网络的拓展。如图 8 所示,设备最长长度大约是一元硬币的 3.3 倍。

 

图 8  设备尺寸对比图

 

5、多重加密提升通讯安全性  


CANFDWiFi-100U 支持 64、128 位的加密 / 解密,同时支持 256 位的 WEP,TKIP 或 AES 密钥,可有效提高设备间通讯安全性,如图 9 所示。

 

图 9  CANFDWIFI-100U 加密功能

 

5.    黑白名单模式,提升数据安全性,有效减轻负载


如图 10 所示,配置工具支持通道高效率滤波,用户可根据所需报文,灵活设置黑白名单,实现数据的高效利用。

 

图 10  黑白名单模式

 

6.    TCP 保活机制 让连接更可靠


如图 11 所示,TCP Server/Client 模式连接内设 TCP 保活机制,保证 TCP 连接可靠,网络断开后将自动重连,稳定地建立 TCP 连接。

 

图 11  TCP 保活机制


关键字:无线技术控制充电  无线充电技术  CAN  FD 编辑:鲁迪 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic502074.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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