CN111422151A - 一种锂电池叉车防共模干扰can通讯*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂电池叉车防共模干扰CAN通讯***，包括充电机CAN通讯***、锂电池组CAN通讯***和电动叉车CAN通讯***，所述锂电池组CAN通讯***分别与充电机CAN通讯***、电动叉车CAN通讯***双向通讯。本发明的供电电源匹配连接原理实现了新能源汽车配套锂电池电源***CAN通讯技术在叉车***中的应用；本发明有效解决了锂电池叉车售后市场出现的各类CAN通讯共模干扰问题；本发明的CAN总线隔离模块可完美匹配连接至锂电池组和电动叉车上。
Description
技术领域
本发明涉及电动叉车技术领域，尤其是一种锂电池叉车防共模干扰CAN通讯***。
背景技术
随着新能源汽车的市场发展，新能源叉车也开始大批量涌现市场。新能源锂电池叉车在电动叉车市场的占比正以逐年翻番的增长速度稳步增长着。由于锂电池叉车行业对叉车用锂电池尚无完备的标准体系规范，故锂电池叉车配套的锂电池大多沿用了电动汽车配套的动力锂离子电池，相关电池技术也大多沿用了汽车锂电池电源技术。
电动叉车在配套使用汽车动力锂电池技术过程中，由于***间共模的差异，导致了叉车仪表、控制器、电池BMS、充电机控制模块等主要核心零部件CAN通讯模块频繁烧坏问题。该问题发生时，叉车制造商大多无根本有效的措施来测试、分析出故障产生的根本原因，只能通过更换已损毁器件的方式来临时解决问题。往往由于问题根源未查清、故障问题未根本解决而导致更换的新器件很快又损毁，频繁更换器件最终导致了极大的售后损失问题，同时也给终端用户对锂电池叉车产品可靠性产生了很大的质疑，导致锂电池叉车市场口碑大大变差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过电动叉车CAN总线通讯***与锂电池组电池管理***的CAN总线通讯***的供电电源匹配连接，解决了由于各通讯***供电电源共模差异导致的CAN通讯干扰问题的锂电池叉车防共模干扰CAN通讯***。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种锂电池叉车防共模干扰CAN通讯***，包括充电机CAN通讯***、锂电池组CAN通讯***和电动叉车CAN通讯***，锂电池组CAN通讯***分别与充电机CAN通讯***、电动叉车CAN通讯***双向通讯。
所述锂电池组CAN通讯***通过CAN总线隔离模块分别与充电机CAN通讯***、电动叉车CAN通讯***双向通讯。
所述CAN总线隔离模块包括第一保护电路、第二保护电路、第一CAN收发器、第二CAN收发器、高速光耦、电源模块和隔离电源模块，所述第一保护电路的输出端与第一CAN收发器的第一输入输出端相连，第一CAN收发器的第一输入输出端与锂电池组CAN通讯***双向通讯，第一CAN收发器的第二输入输出端通过高速光耦与第二CAN收发器的第一输入输出端双向通讯，所述第二保护电路的输出端与第二CAN收发器的第二输入输出端相连，第二CAN收发器的第二输入输出端分别与充电机CAN通讯***、电动叉车CAN通讯***双向通讯，所述电源模块外接12V输入电源，电源模块分别向第一CAN收发器和隔离电源模块供电，所述隔离电源模块向第二CAN收发器供电。
所述第一保护电路包括第一瞬间抑制二极管TVS1、第二瞬间抑制二极管TVS2和第三瞬间抑制二极管TVS3，所述第一瞬间抑制二极管TVS1跨接在CAN_H线和CAN_L线之间，第一瞬间抑制二极管TVS1的一端通过第二瞬间抑制二极管TVS2接地，另一端通过第三瞬间抑制二极管TVS3接地。
所述第二保护电路包括第四瞬间抑制二极管TVS4、第五瞬间抑制二极管TVS5和第六瞬间抑制二极管TVS6，所述第四瞬间抑制二极管TVS4跨接在CAN_H线和CAN_L线之间，第四瞬间抑制二极管TVS4的一端通过第五瞬间抑制二极管TVS5接地，另一端通过第六瞬间抑制二极管TVS6接地。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：第一，本发明的供电电源匹配连接原理实现了新能源汽车配套锂电池电源***CAN通讯技术在叉车***中的应用；第二，本发明有效解决了锂电池叉车售后市场出现的各类CAN通讯共模干扰问题；第三，本发明的CAN总线隔离模块可完美匹配连接至锂电池组和电动叉车上。
附图说明
图1、2均为本发明的电路框图；
图3是本发明中CAN总线隔离模块与外部通讯的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种锂电池叉车防共模干扰CAN通讯***，包括充电机CAN通讯***、锂电池组CAN通讯***和电动叉车CAN通讯***，锂电池组CAN通讯***分别与充电机CAN通讯***、电动叉车CAN通讯***双向通讯。
锂电池组装入电动叉车后，电池给车辆供电时，锂电池组CAN通讯***通过两根CAN总线将电池的电压、电流、温度及继电器状态等信息数据发送给电动叉车控制***，电动叉车控制***根据电池数据判断电池是否满足车辆运行条件，同时当电池或车辆出现故障时，电动叉车CAN通讯***与锂电池组CAN通讯***通过CAN总线互相交换数据进行故障判定并控制各自***实现相应的安全保护。当叉车开往充电区连接充电机开启充电时，锂电池组CAN通讯***与充电机CAN通讯***间通过CAN总线进行电池的状态数据、故障信息、充电机的状态数据、故障信息等通讯交互，保障电池充电过程的安全性。
改进地，如图2所示，所述锂电池组CAN通讯***通过CAN总线隔离模块3分别与充电机CAN通讯***、电动叉车CAN通讯***双向通讯。
如图3所示，所述CAN总线隔离模块3包括第一保护电路1、第二保护电路2、第一CAN收发器、第二CAN收发器、高速光耦、电源模块和隔离电源模块，所述第一保护电路1的输出端与第一CAN收发器的第一输入输出端相连，第一CAN收发器的第一输入输出端与锂电池组CAN通讯***双向通讯，第一CAN收发器的第二输入输出端通过高速光耦与第二CAN收发器的第一输入输出端双向通讯，所述第二保护电路2的输出端与第二CAN收发器的第二输入输出端相连，第二CAN收发器的第二输入输出端分别与充电机CAN通讯***、电动叉车CAN通讯***双向通讯，所述电源模块外接12V输入电源，电源模块分别向第一CAN收发器和隔离电源模块供电，所述隔离电源模块向第二CAN收发器供电。保护电路主要由瞬间抑制二极管组成，用于消除CAN总线上干扰冲击信号；CAN收发器用于接收CAN总线的数据信号并进行信号转换；高速光耦用于将CAN收发器转换后的信号通过光电耦合原理传递出去；电源模块及隔离电源模块分别用于给两个CAN收发器提供供电电源，电源模块的12V电源负与隔离DC-DC的12V电源负共负，隔离电源模块的5V电源负为独立的参考负，与各***的电源负均无连接。
如图3所示，所述第一保护电路1包括第一瞬间抑制二极管TVS1、第二瞬间抑制二极管TVS2和第三瞬间抑制二极管TVS3，所述第一瞬间抑制二极管TVS1跨接在CAN_H线和CAN_L线之间，第一瞬间抑制二极管TVS1的一端通过第二瞬间抑制二极管TVS2接地，另一端通过第三瞬间抑制二极管TVS3接地。
如图3所示，所述第二保护电路2包括第四瞬间抑制二极管TVS4、第五瞬间抑制二极管TVS5和第六瞬间抑制二极管TVS6，所述第四瞬间抑制二极管TVS4跨接在CAN_H线和CAN_L线之间，第四瞬间抑制二极管TVS4的一端通过第五瞬间抑制二极管TVS5接地，另一端通过第六瞬间抑制二极管TVS6接地。
工作时，锂电池组CAN通讯***的CAN总线与CAN总线隔离模块3连接，CAN总线隔离模块3通过保护电路优先滤除锂电池组CAN通讯***中的干扰冲击信号，之后通过第一CAN收发器进行信号转换，转换后的信号通过高速光耦传递给另一端由隔离电源模块供电的第二CAN收发器，第二CAN收发器将高速光耦传递来的信号转换为CAN总线信号之后传递至电动叉车CAN通讯***/充电机CAN通讯***；同样原理，电动叉车CAN通讯***/充电机CAN通讯***的CAN通讯信号通过CAN总线隔离模块3转换后传递给锂电池组CAN通讯***。CAN总线隔离模块3接锂电池组CAN通讯***的端口端采用了与锂电池组CAN通讯***相同的负极(即隔离DC-DC的12V电源负，等效为接PE大地)，接电动叉车CAN通讯***/充电机CAN通讯***的端口端采用了与电动叉车CAN通讯***/充电机CAN通讯***相同的负极(即均为参考负极，并非实际的大地)，如此便解决了充、放电CAN通讯共模干扰问题。同时高速光耦器件采用了信号的光电耦合原理，非直接性传递信号，有效避免了干扰信号的传递。
综上所述，本发明的供电电源匹配连接原理实现了新能源汽车配套锂电池电源***CAN通讯技术在叉车***中的应用；本发明有效解决了锂电池叉车售后市场出现的各类CAN通讯共模干扰问题；本发明的CAN总线隔离模块可完美匹配连接至锂电池组和电动叉车上。
Claims (5)
1.一种锂电池叉车防共模干扰CAN通讯***，包括充电机CAN通讯***、锂电池组CAN通讯***和电动叉车CAN通讯***，其特征在于：锂电池组CAN通讯***分别与充电机CAN通讯***、电动叉车CAN通讯***双向通讯。
2.根据权利要求1所述的锂电池叉车防共模干扰CAN通讯***，其特征在于：所述锂电池组CAN通讯***通过CAN总线隔离模块(3)分别与充电机CAN通讯***、电动叉车CAN通讯***双向通讯。
3.根据权利要求2所述的锂电池叉车防共模干扰CAN通讯***，其特征在于：所述CAN总线隔离模块(3)包括第一保护电路(1)、第二保护电路(2)、第一CAN收发器、第二CAN收发器、高速光耦、电源模块和隔离电源模块，所述第一保护电路(1)的输出端与第一CAN收发器的第一输入输出端相连，第一CAN收发器的第一输入输出端与锂电池组CAN通讯***双向通讯，第一CAN收发器的第二输入输出端通过高速光耦与第二CAN收发器的第一输入输出端双向通讯，所述第二保护电路(2)的输出端与第二CAN收发器的第二输入输出端相连，第二CAN收发器的第二输入输出端分别与充电机CAN通讯***、电动叉车CAN通讯***双向通讯，所述电源模块外接12V输入电源，电源模块分别向第一CAN收发器和隔离电源模块供电，所述隔离电源模块向第二CAN收发器供电。
4.根据权利要求3所述的锂电池叉车防共模干扰CAN通讯***，其特征在于：所述第一保护电路(1)包括第一瞬间抑制二极管TVS1、第二瞬间抑制二极管TVS2和第三瞬间抑制二极管TVS3，所述第一瞬间抑制二极管TVS1跨接在CAN_H线和CAN_L线之间，第一瞬间抑制二极管TVS1的一端通过第二瞬间抑制二极管TVS2接地，另一端通过第三瞬间抑制二极管TVS3接地。
5.根据权利要求3所述的锂电池叉车防共模干扰CAN通讯***，其特征在于：所述第二保护电路(2)包括第四瞬间抑制二极管TVS4、第五瞬间抑制二极管TVS5和第六瞬间抑制二极管TVS6，所述第四瞬间抑制二极管TVS4跨接在CAN_H线和CAN_L线之间，第四瞬间抑制二极管TVS4的一端通过第五瞬间抑制二极管TVS5接地，另一端通过第六瞬间抑制二极管TVS6接地。
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