【導讀】儲能系統中動力電池的安全和穩定性是保障其性能的決定性因素，其生產和測試都需要有諸多流程來保障。在對電池內外CAN總線情況進行實時監控時，我們如何排查CAN干擾問題，保障其通信穩定呢？
儲能發展之“新型儲能”
儲能作為新能源發展通過介質或設備把能量存儲起來而在需要的時候再釋放的過程，既可以提高能源利用效率，也可以擴大新型可再生能源的實際應用。
在碳達峰、碳中和的發展背景下，構建以新能源為主體的新型電力系統，新型儲能也被推至了前所未有的高度。
發改委、能源局發布《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》，這里的新型儲能指的是除抽水蓄能外的新型電儲能技術，主流的技術包括鋰離子電池、鉛蓄電池、超導儲能等新型儲能技術，明確提出到2025年，實現新型儲能從商業化初期向規模化發展轉變，裝機規模達30GW以上。未來儲能將主要集中在“光伏+儲能”“風電+儲能”“電化學能+儲能”等新型儲能方向。
圖1 新型儲能系統（圖片來源于網絡）
儲能系統的CAN故障隱患
在儲能產業鏈中，儲能電池是成本占比最大、壁壘最高的環節，電池的安全性和穩定性是至關重要的。在儲能系統中，起著核心作用的BMS電池管理系統對整個電池系統的生命安全保障起著不可或缺的作用。
新能源汽車為保障其動力，動力電池也需要進行系統級嚴格的一系列測試，而現今絕大部分的汽車廠商，包括新能源電池廠家的電池的監控系統底層通信都是CAN通信。
圖2 動力電池組CAN通信
在儲能系統中，由于節點較多，CAN網絡拓撲的方式也比較復雜容易導致整個系統的通信故障，導致BMS對電池實時監測、狀態統計、在線診斷與預警、充放電與預充控制等受到影響。而產生此類故障的原因通常如下：
1. 由于電池組的相互連接以及逆變器等串擾會對CAN總線產生很大信號干擾；
2. 當電池組負載節點過多時，會導致通信產生擁堵發生總線堵塞的情況。
故障干擾定位及解決
致遠電子CAN分析儀不僅可以對電池系統的CAN通信報文進行實時收發，還可以查看每一幀報文對應的波形，包括CANH、CANL及CANDIFF波形，從而能夠更加細節地觀察每一幀波形受到干擾的情況，如圖3所示。
圖3 查看干擾波形
并且能夠通過流量分析功能來實時監控總線的利用率，可以通過報文收發界面直接定位發生擁堵的報文（如圖4所示），將流量分析界面縮小（如圖5所示），還可以測量擁堵部分報文之間的時間間隔，若是發生了Busoff, 通過該分析可觀察到錯誤主動到錯誤被動再到總線關閉過程，并測試BusOff恢復的時間。
圖4 流量分析界面
圖5 報文間隔測量
在此基礎上，ZLG致遠電子還推出了第二代CAN總線開發輔助工具ZPS-CANFD分析儀，是適用于CANFD、CAN、LIN總線的測量及測試儀器， 可為新能源汽車、軌道交通、醫療電子、汽車電子、樓宇安防、電梯控制等場合排除各種CAN/CANFD故障。并附帶有高速模擬通道、通用數字IO及模擬IO，通過提供的硬件接口及軟件功能，用戶能夠便捷地構建總線信號測量與分析、節點功能仿真及測試、網絡可靠性診斷及評估的自動化系統。
圖6 ZPS-CANFD分析儀
那么出現以上的負載過多，總線出現擁堵，通信中斷的情況，該如何解決呢? 這時我們需要優化CAN總線網絡的布局，由于每個電池組的BMS都是相同配置（CAN協議報文完全相同），所以進行組合時可進行區分管理。行業用戶可使用CANHub-AS8集線器進行組網區分，可以將每段形成獨立的直線拓撲。并且可采用遠程實時監控設備CANDTU-400EWGR，通過ZWS-CAN智慧云平臺對整個儲能電站進行實時管理。致遠電子CAN隔離網橋中繼器集線器系列產品均經過嚴酷的實踐驗證，穩定可靠，目前已經廣泛應用于高速鐵路、地鐵、煤礦、醫療、汽車電子、樓宇安防、電梯控制等場合，可用于延長距離，改變拓撲結構，隔離干擾。
圖7 CANHub-AS8集線器組網方案
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