CN209879300U - 一种基于can fd通信的电池信息采集控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于CAN FD通信的电池信息采集控制器，包括单片机、CAN FD收发器和ADC采样模块，单片机通过串行接口与ADC采样模块电连接，ADC采样模块与电动车辆上的电池包电连接，单片机通过SPI接口与CAN FD收发器电连接，且单片机还通过CAN FD总线与CAN FD收发器连接，CAN FD收发器通过CAN FD总线连接主控制器。本实用新型采用高性能的CAN FD收发器，CAN FD收发器能够同时兼容CAN与CAN FD的通信方式，最终通过CAN FD通信方式将数据传给主控制器，从而实现CAN FD正常通信工作，使得所述电池信息采集控制器向主控制器传递数据的速率和可靠性要高于CAN通信。

Description

一种基于CAN FD通信的电池信息采集控制器

技术领域

本实用新型涉及电池信息采集控制器技术领域，具体地说，涉及一种基于CAN FD通信的电池信息采集控制器。

背景技术

目前，CAN总线网络在车上应用的一个问题是，总线负载率较高(可达50％～60％)，而一般情况下，负载率在30％左右时网络系统性能相对较好。对于实时性要求高的系统，高负载率会增大报文延迟、降低系统的扩展性，并且存在报文丢帧的风险，影响驾驶性及安全性。另一方面，CAN总线的位填充规则会对CRC造成干扰，引起错误帧漏检，使信息传输的可靠性达不到要求。在节能和环保日益受到关注的世界中，电动汽车的数量与日俱增，成为未来车辆的发展方向，电动汽车中的电池管理系统又尤为重要。在工程实践中，电动汽车电池管理系统的网络带宽已经遇到瓶颈。CAN FD总线的优势在于其速度快和可靠性高。BMS系统数据量大，实时性和可靠性要求高，利用传统的CAN总线，由于数据量大，在一些应用场合中往往会出现负载率太高的问题，这时，只能通过牺牲实时性来降低负载率。所以，利用CAN FD通信技术的传输速度快和可靠性高的特点来解决这一问题十分必要。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种基于CAN FD通信的电池信息采集控制器，以克服现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种基于CAN FD通信的电池信息采集控制器，所述电池信息采集控制器包括单片机、CAN FD收发器和ADC采样模块，其中，单片机通过串行接口与ADC采样模块电连接，以进行串口通信；ADC采样模块与电动车辆上的电池包电连接，以使ADC采样模块对所述电池包进行ADC采样并进行电池电压和电池温度的采集和电池均衡，ADC采样模块将采集的电压和温度信息通过串口通信传送给单片机，单片机通过串口通信来读取所采集的电池电压和电池温度的数据；单片机通过SPI接口与CAN FD收发器电连接，以使单片机通过SPI通信方式来配置CAN FD收发器的寄存器；并且单片机还通过CAN FD总线与CAN FD收发器连接，以使单片机通过CAN FD通信技术经过CAN FD收发器传给主控制器，从而使单片机通过CAN FD总线将采集的电池电压和电池温度信息经过CAN FD收发器传送给主控制器。

通过上述技术方案，单片机和ADC采样模块两者之间通过串口通信来进行传送数据，并采用高性能的CAN FD收发器，CAN FD收发器能够同时兼容CAN与CAN FD的通信方式，最终通过CAN FD通信方式将数据传给主控制器，从而实现CAN FD正常通信工作，基于CANFD通信技术，使得所述电池信息采集控制器向主控制器传递数据的速率和可靠性要高于CAN通信。

作为对本实用新型所述的电池信息采集控制器的进一步说明，优选地，单片机的型号为ATSAMC21J18A。

作为对本实用新型所述的电池信息采集控制器的进一步说明，优选地，CAN FD收发器的型号为TJA1145T/FD。

通过上述技术方案，CAN FD收发器选用TJA1145T/FD，第一，最高支持2Mbit/s；第二，带INH PIN；第三，支持ISO11898-6，即支持选择性唤醒，该功能能够兼容CAN FD与CAN同时传送。

作为对本实用新型所述的电池信息采集控制器的进一步说明，优选地，ADC采样模块采用BQ76PL455A-Q1芯片。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型采用高性能的CAN FD收发器，CAN FD收发器能够同时兼容CAN与CAN FD的通信方式，最终通过CAN FD通信方式将数据传给主控制器，从而实现CAN FD正常通信工作，基于CAN FD通信技术，使得所述电池信息采集控制器向主控制器传递数据的速率和可靠性要高于CAN通信。本实用新型通过在每一CAN FD帧中打包更多的数据提高了数据传输效率。

附图说明

图1为本实用新型的基于CAN FD通信的电池信息采集控制器的硬件连接框图。

具体实施方式

为了能够进一步了解本实用新型的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。

一种基于CAN FD通信的电池信息采集控制器，如图1所示，所述电池信息采集控制器包括单片机1、CAN FD收发器2和ADC采样模块3，其中，单片机1通过串行接口与ADC采样模块3电连接，ADC采样模块3与电动车辆上的电池包电连接，以使ADC采样模块3对所述电池包进行ADC采样并进行电压和温度的采集和电池均衡，ADC采样模块3将采集的电压和温度信息通过串口通信传送给单片机1；单片机1通过SPI接口与CAN FD收发器2电连接，以使单片机1通过SPI通信方式来配置CAN FD收发器2的寄存器；且单片机1还通过CAN FD总线与CANFD收发器2连接，CAN FD收发器2通过CAN FD总线连接主控制器，以使单片机1通过CAN FD总线将采集的电压和温度信息经过CAN FD收发器2传送给主控制器。其中，单片机1的型号为ATSAMC21J18A，CAN FD收发器2的型号为TJA1145T/FD，选择CAN FD的收发器是TJA1145T/FD。选择此收发器的原因：第一，最高支持2Mbit/s；第二，带INH PIN；第三，支持ISO11898-6，即支持选择性唤醒，该功能能够兼容CAN FD与CAN同时传送，ADC采样模块3采用BQ76PL455A-Q1芯片。

针对于汽车传统的电池管理系统来说，电池信息采集控制器是将采集的信息是通过CAN通信的方式传给主控制器，而本实用新型中基于CAN FD通信的电池信息采集控制器是将传递信息的方式替换成CAN FD通信方式，基于CAN FD通信技术传递数据的速率和可靠性要高于CAN通信，采用高性能的收发器，该收发器能够同时兼容CAN与CAN FD的通信方式。从表2.1中可以看出，CAN FD与传统CAN相比，数据传输效率要高很多。通过CAN FD帧的字节数从8字节增加到64字节，它的效率从49％提高到85％。

表2.1传统CAN与CAN FD的数据传输效率对照表

因此，本实用新型通过在每一CAN FD帧中打包更多的数据提高了数据传输效率。

此外，该收发器能够支持唤醒模式，能够更好的进行工作，其运用的情景完全可以适用于传统电池管理系统的硬件架构，只是在软件层面上需要将传统的通信协议变化成CAN FD协议。

需要声明的是，上述实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (4)

1.一种基于CAN FD通信的电池信息采集控制器，其特征在于，所述电池信息采集控制器包括单片机(1)、CAN FD收发器(2)和ADC采样模块(3)，其中，

单片机(1)通过串行接口与ADC采样模块(3)电连接，以进行串口通信；ADC采样模块(3)与电动车辆上的电池包电连接，以使ADC采样模块(3)对所述电池包进行ADC采样并进行电池电压和电池温度的采集和电池均衡，ADC采样模块(3)将采集的电压和温度信息通过串口通信传送给单片机(1)，单片机(1)通过串口通信来读取所采集的电池电压和电池温度的数据；

单片机(1)通过SPI接口与CAN FD收发器(2)电连接，以使单片机(1)通过SPI通信方式来配置CAN FD收发器(2)的寄存器；

并且单片机(1)还通过CAN FD总线与CAN FD收发器(2)连接，以使单片机(1)通过CANFD通信技术经过CAN FD收发器(2)传给主控制器，从而使单片机(1)通过CAN FD总线将采集的电池电压和电池温度信息经过CAN FD收发器(2)传送给主控制器。

2.如权利要求1所述的电池信息采集控制器，其特征在于，单片机(1)的型号为ATSAMC21J18A。

3.如权利要求1所述的电池信息采集控制器，其特征在于，CAN FD收发器(2)的型号为TJA1145T/FD。

4.如权利要求1所述的电池信息采集控制器，其特征在于，ADC采样模块(3)采用BQ76PL455A-Q1芯片。