I.background al noii rețele de comunicații pentru vehicule energetice
Odată cu dezvoltarea rapidă a noilor vehicule energetice, inteligența și automatizarea vehiculelor se îmbunătățesc constant, ceea ce face ca comunicarea dintre unitățile de control electronic (ECU) să fie din ce în ce mai critic. Rețeaua de comunicare este ca „Sistemul nervos ” al noilor vehicule energetice, responsabil de transmiterea diferitelor instrucțiuni de control și informații despre date pentru a asigura lucrările coordonate ale diferitelor sisteme de vehicule.
În noile vehicule energetice, sistemul de gestionare a bateriilor (BMS) trebuie să comunice în timp real cu Motor Controller (MCU), unitatea de control a vehiculului (VCU), etc. pentru a obține o monitorizare exactă a stării bateriei și a controlului eficient al motorului, asigurând astfel gama vehiculului și performanța puterii.
II.Introducerea la Can and Can FD
1 、 Poate definiția și dezvoltarea
Can, sau rețeaua de zona de control este una dintre cele mai utilizate busuri de câmp din lume. A fost inițial dezvoltat de Bosch din Germania pentru sisteme de control electronic auto. De la eliberarea sa, CAN a devenit treptat autobuzul standard pentru sistemele de control al computerului auto și LAN-urile de control industrial încorporate, datorită fiabilității sale ridicate, performanței în timp real și capacităților anti-interferențe puternice. În mașinile timpurii, autobuzul CAN a fost utilizat în principal pentru a conecta unele module de control electronice de bază, cum ar fi unitățile de control al motorului, unitățile de control al transmisiei etc., pentru a realiza interacțiunea datelor și lucrările de colaborare între aceste module.
2 、 Can FD Definiție și dezvoltare
CAN FD (CAN cu date flexibile - rată) înseamnă cu o rată variabilă, care este o versiune îmbunătățită a autobuzului CAN. A început dezvoltarea protocolului în 2011 și a fost inclus în standardul ISO11898 - 1 în 2015. CAN optimizează și extinde rata de transmisie a datelor și formatul cadrului de date, păstrând în același timp caracteristicile de bază ale CAN.
Odată cu dezvoltarea informațiilor auto și a rețelelor, cerințele pentru rețelele de comunicare în vehicul sunt din ce în ce mai mari. Can FD a apărut pentru a răspunde nevoilor aplicațiilor emergente, cum ar fi sistemele avansate de asistență la șoferi (ADA) și vehiculul până la toate acestea (V2X) pentru transmisia de date de mare viteză și mare.
III (1). Avantaje de bază de comparație
Comparaţie
Descrierea proiectului
Poate
1.. Performanță puternică în timp real Tehnologie de arbitraj nedistructivă în timp real: Când mai multe noduri trimit date către autobuz în același timp, nodul cu prioritate ridicată este trimis mai întâi, asigurându-se că cadrul de control cu prioritate ridicată poate fi transmis în timp, cu o performanță puternică în timp real.
2. Fiabilitate ridicată, nod multi-maestru: CAN are un mecanism puternic de detectare și recuperare a erorilor, inclusiv verificarea CRC, verificarea cadrului, verificarea răspunsului, etc. În timpul procesului de transmisie a datelor, odată ce o eroare este detectată, nodul va reveni automat datele pentru a asigura fiabilitatea comunicării. Fiecare nod din rețea poate trimite și primi date în mod activ, cu o flexibilitate ridicată.
Poate fd
1. Sarcina mare a cadrului Încărcarea datelor cu un singur cadru este extinsă de la 8 octeți de CAN la 64 de octeți, ceea ce înseamnă că numărul de cadre necesare pentru CAN FD este redus foarte mult atunci când se transmite aceeași cantitate de date, reducând astfel încărcarea autobuzului și îmbunătățind eficiența comunicării.
2. Rata de date mai mare Rata Can FD este variabilă, rata de biți de arbitraj poate atinge până la 1Mbps (aceeași ca CAN), iar rata de biți a datelor poate atinge până la 8Mbps. Este complet compatibil cu Can Standard, iar nodurile Standard Can și Can Nodurile pot coexista în aceeași rețea.
III (2). Deficiențe de control
Comparaţie
Descrierea proiectului
Poate
1. Limitarea ratei datelor Rata maximă de date este limitată la 1Mbps. Atunci când se confruntă cu unele scenarii de aplicare cu cerințe de rată de transmitere a datelor extrem de ridicate, cum ar fi transmisia datelor de înaltă definiție a imaginii camerei, procesarea în timp real a unei cantități mari de date despre senzori în conducere autonomă, etc., rata de transmisie nu poate îndeplini cerințele, ceea ce duce la întârzierile de transmisie a datelor și afectează performanța sistemului.
2. Limitarea încărcării cadrului Sarcina utilă a fiecărui cadru de date este de doar 8 octeți cel mult. Când trebuie transmisă o cantitate mare de date, transmisia cadrului trebuie să fie efectuată frecvent. În sistemul multimedia al noilor vehicule energetice, în cazul în care un fișier muzical de înaltă calitate trebuie transmis, din cauza încărcăturii limitate, acesta trebuie să fie împărțit într-un număr mare de cadre mici pentru transmisie, care nu numai că crește timpul de transmisie, dar poate provoca pierderi de pachete și erori în timpul transmiterii datelor
Poate fd
1. Complexitate, care necesită suport hardware actualizat. Cu cât rata de transmisie este mai mare, cu atât este mai mare cerințele pentru stratul fizic. De exemplu, pentru a realiza transmisia de date de mare viteză, sunt necesare transceiver cu viteză mai mare, cabluri de transmisie mai bune și circuite de procesare a semnalului mai complexe, ceea ce crește dificultatea și costul proiectării și implementării hardware.
2. Gestionarea complexă a încărcăturii de rețea la rate mari de date, gestionarea încărcării autobuzului și gestionarea erorilor sunt mai complexe. Datorită vitezei mari de transmitere a datelor, odată ce apare o eroare, se poate pierde o cantitate mare de date sau pot apărea erori, necesitând mai complexe.
Iv. Comparație de scenarii pentru aplicații
01 Can Can Application Scenarii
02 Can FD Scenarii de aplicație
Șasiul și sistemul de energie electrică de vehicule energetice noi
Câmp de automatizare industrială
Sisteme avansate de asistență a șoferului (ADAS)
AI
Sistemul de frânare
Vehicul-tot (V2X)
Controlor motor
Lățime mare de bandă și cerințe de comunicare a volumului de date ridicate
Sistem de gestionare a bateriilor
V. Sugestii de selecție
(1) Atunci când alegeți între CAN și CAN FD, trebuie să luați în considerare cerințele specifice ale aplicației și constrângerile de sistem.
(2) Pentru unele sisteme electronice tradiționale auto care sunt sensibile la costuri și au cerințe scăzute de transmitere a datelor, poate fi încă o alegere economică și practică.
(3) Pentru aplicațiile auto emergente care au cerințe stricte privind rata de transmitere a datelor și volumul datelor, FD poate satisface mai bine nevoile lor de dezvoltare.
(4) Pe baza diferitelor module funcționale și a cerințelor de comunicare, CAN și CAN poate fi utilizat simultan în același vehicul pentru a construi o rețea de comunicații eficientă și flexibilă.
Vi (1). Probleme hardware obișnuite ale interfeței pot
Categorie
Fenomen și descriere
Probleme hardware
Scurtcircuitul de autobuz: conexiunea anormală între CAN_H și CAN_L duce la distorsiunea sau pierderea semnalului. Acest lucru poate fi cauzat de uzura liniei, deteriorarea izolației etc., ceea ce face ca liniile să se contacteze reciproc, sau obiecte externe stoarând sau pericând liniile.
Problema rezistenței terminale: 120 ohm Rezistența terminalului trebuie instalată la ambele capete ale autobuzului CAN pentru a asigura integritatea semnalului. Rezistența este deteriorată, nu este instalată sau instalată în mod necorespunzător.
Eșecul conectorului: Contactul, coroziunea sau deteriorarea slabă a conectorului vor provoca transmisia semnalului instabil sau întrerupt. Uzura și ruperea după utilizarea pe termen lung, slăbiciunea cauzată de vibrații, coroziunea cauzată de mediul umed, etc. sunt cauze comune.
Problemă de împământare: Întențierea slabă poate introduce interferențe electromagnetice, afectează calitatea transmiterii semnalului și poate provoca erori sau pierderi de date.
Problema alimentării cu energie electrică: sursa de alimentare instabilă, tensiunea insuficientă sau fluctuația excesivă a tensiunii, care afectează funcționarea normală a dispozitivelor de autobuz CAN.
Vi (2). Comunicare comună și probleme de protocol ale interfeței CAN
Categorie
Fenomen și descriere
Probleme de comunicare și protocol
Atenuarea semnalului: Dacă lungimea autobuzului este prea lungă și depășește standardul (de obicei 40 de metri), sau calitatea liniei este slabă și există prea multe ramuri, semnalul va fi atenuat, ceea ce duce la erori de transmisie sau instabilitate.
Conflict de date: Există prea multe noduri în autobuz, iar conflictele sunt probabil să apară atunci când mai multe noduri trimit date în același timp, ceea ce duce la eșecul sau eroarea transmiterii datelor.
Diferite rate de transport de comunicare: noduri diferite utilizează rate diferite de transfer de comunicare, ceea ce va duce la eșecul comunicării sau la erori de transmisie a datelor.
Eroare de protocol: Datele trimise de nod nu respectă specificația Can Protocol, cum ar fi eroarea de format de cadru, eroarea de lungime a datelor etc., care va determina aruncarea sau interpretarea greșită a pachetului de date.
Vi (3). Probleme comune de mediu legate de interfața Can Can
Categorie
Fenomen și descriere
Probleme de mediu
Interferența electromagnetică: Câmpurile electromagnetice externe, cum ar fi interferența de la motoarele din apropiere, transformatoarele, echipamentele radio etc., pot provoca transmisie de semnal instabilă, erori de date sau pierdere.
Efecte de temperatură: Temperaturile excesiv de ridicate sau scăzute pot determina degradarea componentelor electronice în parametrii performanței și modificarea, ceea ce duce la funcționarea instabilă a echipamentelor și afectarea comunicării CAN.
Umiditate și vibrație: umiditatea excesivă poate provoca coroziunea echipamentului și scurtcircuite; Vibrația poate slăbi conectorii și rupe liniile, ceea ce duce la eșecuri de comunicare.
VII.CAN SOLUȚIE DE BUN
Notă: Inductorul de suprimare a modului comun CML4532-510T. Volumul mare de expediere, performanță cu costuri ridicate.