Коммуникационные интерфейсы и протоколы BMS

В системах управления батареями (BMS) важную роль играют коммуникационные интерфейсы и протоколы, обеспечивающие обмен данными и информацией между BMS и другими устройствами,тем самым обеспечивая эффективное управление и мониторинг аккумуляторной батареиНиже приведены общие коммуникационные интерфейсы и протоколы BMS подробно.

Интерфейс и протокол проводной связи

Автобус CAN

• Определение:CAN - это сокращение от Controller Area Network, протокола полевой шины, широко используемого в автомобильной и промышленной отраслях.
• Особенности:Он обладает высокоскоростной способностью связи, максимальная скорость передачи данных может достигать 1 Мбит/с; для обеспечения точности данных используются низкий уровень ошибок, проверка CRC и другие механизмы обнаружения ошибок;поддерживает сетевую структуру типа автобуса;, высокая масштабируемость, и одна шина может подключать до 110 узлов.
• Применение:Обычно используется в электромобилях для подключения BMS и других бортовых систем, таких как зарядные устройства, инверторы и т.д., для реализации управления батареями питания транспортных средств;Он также широко используется в контроле и мониторинге оборудования промышленной автоматизации..

RS-485

• Определение:RS-485 - это широко используемый стандарт серийного интерфейса связи, использующий метод дифференциальной передачи сигнала.
• Особенности:Теоретически он может достигать сверхдлинного расстояния передачи 1200 метров; до 32 узлов может быть подключено на автобусе, с возможностями многоточечного соединения; сильная анти-помешательство способность,которые могут эффективно подавлять интерференции общего режима.
• Применение:Подходит для мониторинга и управления большими системами хранения энергии батареи, а также управления и мониторинга оборудования промышленной автоматизации.

RS-232

• Определение:Это широко используемый стандарт серийной связи, который реализует прямую связь между одним устройством и другим устройством.
• Особенности:Простая структура и легко внедряется, но поддерживает только точечную связь, а скорость передачи и расстояние ограничены.
• Применение:Хотя он не часто используется в качестве основного интерфейса в системе BMS, он может быть использован в определенных конкретных случаях для связи между одним устройством и другим устройством,такие как тестирование конфигурации и устранение неполадок для BMS, внешняя связь с верхним программным обеспечением для калибровки компьютера и т.д.

Автобус LIN

• Определение:Автобус LIN (Local Interconnect Network) - это недорогой протокол серийной шины, который обычно используется в автомобильной электронике.
• Особенности:Он имеет структуру master-slave, мастер-узл отправляет команды, а slave-узл отвечает; скорость связи низкая, обычно около 19,2 кбит / с.
• Применение:В некоторых системах управления батареями, которые не требуют высоких скоростей связи, он может быть использован для подключения рабских и мастер-модулей BMS.

Автобус SPI

• Определение:Автобус SPI (Serial Peripheral Interface) - это высокоскоростной синхронный серийный интерфейс, обычно используемый для связи между микроконтроллерами и периферийными устройствами.
• Особенности:Он имеет структуру master-slave, и мастер-узло контролирует передачу данных; скорость связи высока, до нескольких Мбит/с или даже выше;используется метод синхронной связи для обеспечения высокой надежности передачи данных;.
• Применение:В внутренней связи BMS он может быть использован для подключения основного модуля управления к некоторым высокоскоростным чипам или датчикам сбора данных и т. д.

Автобус I2C

• Определение:Автобус I2C (Inter-Integrated Circuit) - это двухпроводная серийная шина, используемая для подключения микроконтроллеров и периферийных устройств.
• Особенности:Он обладает характеристиками простоты и низкой стоимости; он использует многоцелевую структуру, и несколько устройств могут использоваться в качестве основных устройств одновременно; скорость связи относительно низкая,обычно от 100 до 400 кбит/с.
• Применение:Обычно используется для некоторых простых коммуникаций в BMS, таких как подключение мастер-модуля к рабскому модулю, датчик температуры и т.д.

Интерфейс и протокол беспроводной связи

Bluetooth

• Определение:является технологией беспроводной связи малого радиуса действия, работающей в диапазоне 2,4 ГГц.
• Особенности:Он обладает характеристиками низкого энергопотребления, низкой стоимости и простоты использования; он может реализовать быстрое соединение и передачу данных между устройствами;поддерживает одновременное подключение нескольких устройств.
• Применение:Он может использоваться для связи между BMS и мобильными устройствами, позволяя пользователям контролировать и управлять состоянием батареи в режиме реального времени с помощью таких устройств, как мобильные телефоны или планшеты.Он также может использоваться для беспроводной связи между бортовой системой мониторинга BMS электромобилей и оборудованием для мониторинга вне транспортного средства., и т.д.

Зигби

• Определение:Это низкомощная технология беспроводной связи малого радиуса действия, основанная на стандарте IEEE 802.15.4 стандарт.
• Особенности:Он обладает характеристиками низкого энергопотребления, низкой стоимости, высокой мощности, высокой надежности и множественного хоп-маршрутизации; он может формировать широкомасштабную беспроводную сенсорную сеть.
• Применение:Подходит для систем управления аккумуляторами с низким потреблением энергии и короткими расстояниями передачи, такими как управление аккумуляторным оборудованием в умных домах,мониторинг систем хранения энергии на маленьких батареях, и т.д.

Wi-Fi

• Определение:является беспроводной сетевой коммуникационной технологией, основанной на стандарте IEEE 802.11.
• Особенности:Он имеет высокоскоростные возможности передачи данных, которые могут обеспечить беспроводную связь на большие расстояния; его легко развернуть и расширить, и он может легко получить доступ к Интернету.
• Применение:Он может использоваться для передачи данных между BMS и центром дистанционного мониторинга для осуществления дистанционного мониторинга и управления аккумуляторным комплектом;Он также может использоваться для связи между станцией зарядки электромобилей и BMS., что облегчает управление и планирование сборов.

Другие новые протоколы связи

Технологии связи 5G

• Определение:5G - это пятое поколение технологии мобильной связи с характеристиками высокой скорости, низкой задержки и большой емкости.
• Особенности:Его сверхвысокая скорость передачи данных (теоретически до 10 Гбит/с или даже выше) и сверхнизкая задержка (до 1 мс),позволяет одновременно подключать и передавать данные в реальном времени массивным устройствам.
• Применение:Предоставляет более мощную поддержку связи для удаленного мониторинга, анализа данных и интеллектуального управления BMS.Он может быть использован для кластерного управления и управления крупномасштабными распределенными системами хранения энергии для достижения эффективного распределения и оптимизации использования энергии; он также может быть применен к технологии V2G (Vehicle-to-Grid) электромобилей, позволяющей эффективную и в реальном времени связь и энергетическое взаимодействие между транспортным средством и электросетью.

Эйдж-вычислительный протокол связи

• Определение:Крайние вычисления - это вычислительная модель, которая подталкивает вычислительную мощность и хранение данных к краю сети.Соответствующие протоколы связи предназначены для достижения эффективной связи и взаимодействия данных между краевыми устройствами.
• Особенности:Он может уменьшить задержку передачи данных, улучшить эффективность обработки данных в режиме реального времени; поддерживает конвергенцию и взаимодействие нескольких гетерогенных сетей.
• Применение:В BMS может быть реализована коммуникация с низкой задержкой и совместное управление между краевыми устройствами, такими как оборудование для хранения энергии, инверторы, BMS и т. д.повышение общей производительности и надежности системы хранения энергии.

КОНФИГАЦИОННЫЙ ФД

• Определение:CAN FD (Flexible Data-rate) - это расширенный протокол, основанный на традиционных шинах CAN.Он может поддерживать более высокие скорости передачи данных и большие длины кадров данных при сохранении совместимости с шинами CAN.
• Особенности:Эластичная скорость передачи данных внедрена на уровне связи данных, до 8 Мбит / с; длина кадров данных изменчива, и она может поддерживать максимальную полезную нагрузку 64 байта.
• Применение:Подходит для применения системы BMS в электромобилях, автономных транспортных средствах и других областях с более высокими скоростями передачи данных и требованиями в режиме реального времени.может лучше удовлетворять потребности в быстром сборе данных и управлении батарейными системами в сложных условиях эксплуатации.

CCS (компактная служба связи)

• Определение:CCS - это эффективный протокол связи, предназначенный для встроенных систем.
• Особенности:Он обладает характеристиками простоты, эффективности и надежности; он принимает объектно-ориентированную концепцию проектирования, которую легко расширять и поддерживать.
• Применение:В некоторых BMS высококлассных электромобилей CCS используется для достижения быстрой и надежной связи между BMS и блоком управления транспортным средством, повышая производительность и безопасность транспортного средства.

Протокол на заказ

• Определение:Специальный протокол связи, разработанный на основе конкретных систем аккумуляторов и сценариев применения.
• Особенности:Может удовлетворять конкретным потребностям и функциям, обладать высокой гибкостью и адаптивностью; он может постоянно оптимизироваться и обновляться в соответствии с фактическими приложениями.
• Применение:Подходит для некоторых батарейных приложений, которые имеют специальные требования к протоколам связи, таких как аэрокосмическая, военная и другие области,а также некоторые системы батарей с инновационными или специальными функциями.

Тенденции развития коммуникационных интерфейсов и протоколов BMS

• Более высокая скорость передачи данных и пропускная способность:С постоянным расширением масштаба батарей и улучшением точности сбора данных,выдвигаются более высокие требования к скорости передачи данных и пропускной способности коммуникационных интерфейсов и протоколовБудущие коммуникационные технологии BMS будут развиваться в направлении поддержки более высоких скоростей передачи данных и большей пропускной способности для удовлетворения потребностей в мониторинге и управлении в режиме реального времени батарейных систем.
• Более сильная антиинтерференционная способность и надежность:Батарейные системы обычно работают в сложных электромагнитных средах, и коммуникационные интерфейсы и протоколы должны обладать более высокой антиинтерферентной способностью и надежностью.Используя передовые технологии модуляции сигнала, алгоритмы кодирования исправления ошибок и избыточный дизайн, улучшаются эффективность и надежность системы связи,и стабильная работа батарейной системы в суровых условиях гарантируется.
• Снижение энергопотребления и затрат:В некоторых портативных электронных устройствах и системах хранения энергии на маленьких батареях потребление энергии и затраты на коммуникационные интерфейсы и протоколы высоки.,будут непрерывно изучаться низкомощные и недорогие коммуникационные технологии и дизайнерские решения, такие как использование технологии сбора энергии, оптимизация стека протоколов связи и т.д.,для снижения потребления энергии связи и стоимости BMS.
• Улучшение совместимости и взаимодействия:В связи с растущей интеграцией и сетевой связью систем аккумуляторов, совместимость и оперативная совместимость между устройствами BMS разных производителей приобретают все большее значение. Formulating unified communication standards and protocol specifications to promote the interconnection between equipment of different manufacturers will help promote the development and application of battery technology.
• Глубокая интеграция с новыми технологиями:Коммуникационные интерфейсы и протоколы BMS будут глубоко интегрированы с другими развивающимися технологиями, такими как искусственный интеллект, краевые вычисления, большие данные и т.д.для достижения более умного и эффективного управления батареейНапример, путем внедрения алгоритмов искусственного интеллекта в протоколы связи, можно реализовать интеллектуальный анализ и обработку данных связи.и возможности диагностики и прогнозирования неисправностей систем батарей могут быть улучшены; технологию краевых вычислений можно использовать для перехода некоторых функций обработки данных и управления на край сети, уменьшая задержки связи,и улучшение скорости реагирования системы в реальном времени.

Резюмируйте

Коммуникационные интерфейсы и протоколы BMS являются неотъемлемой частью системы управления аккумуляторами.повышение эффективности использования энергииОт проводных до беспроводных, от традиционных до новых,применение различных коммуникационных интерфейсов и протоколов в BMS демонстрирует его разнообразие и гибкость в адаптации к различным сценариям применения и потребностям технологического развитияВ будущем, с непрерывными инновациями и прогрессом технологий, коммуникационные интерфейсы и протоколы BMS будут развиваться в направлении более высокой производительности.Умный и надежный способ, оказывая мощную поддержку устойчивому развитию новой энергетической отрасли и способствуя достижению устойчивого развития мировой энергетики.