CAN, RS485, UART, Bluetooth: Kateri komunikacijski vmesnik resnično potrebuje vaš baterijski sklop?

Zakaj je vprašanje "Ali vaš BMS podpira LAHKO?" napačno vprašanje pri javnem naročanju

Večina podatkovnih listov za pametne sisteme BMS navaja komunikacijske protokole kot kontrolni seznam funkcij: CAN, RS485, UART, Bluetooth, včasih še več. Namreč, več naštetih protokolov je bolje. Vendar seznam ne odgovarja na vprašanje o nabavi.

Dve enoti BMS lahko obe podpirata CAN, a ostaneta nezdružljivi z istim razsmernikom, ker se njuni strukturi sporočil razlikujeta. Enako velja za zaslone NMEA 2000, nadzorne plošče RV-C in platforme EMS (sistem za upravljanje energije). Podpora na ravni protokola je izhodišče, ne zaključek.

Ta članek predstavlja ogrodje: kaj počne vsak protokol, kam spada in kako določiti komunikacijo na stopnji RFQ (zahteva za ponudbo), da »podpora« postane »združljiva« – razlika med projektom, ki se čisto integrira, in projektom, ki naleti na vrzel pri zagonu.

Kaj ti štirje protokoli dejansko počnejo v baterijskem paketu

Če povzamemo bistvene elemente nabave, je tukaj opisano, kaj vsak protokol dejansko počne v baterijskem paketu:

Protokol	Komunikacijska plast	Tipična vloga	Kje živi
LAHKO	Omrežno vodilo (več naprav)	Integracija vozil in industrijskih sistemov v realnem času	Krmilniki vozil, industrijski stroji, sistemska omrežja (RV-C, NMEA 2000 in J1939, ki temeljijo na CAN)
RS485	Serijsko vodilo (več naprav, daljša razdalja)	Spremljanje gostitelja, upravljanje voznega parka, SCADA	Sistemi za upravljanje voznega parka, nadzorne postaje, industrijski nadzorni sloji
UART	Serijska povezava od točke do točke	Osnovno ožičenje strojne opreme	Nahaja se pod nekaterimi serijskimi povezavami (npr. oddajniki-sprejemniki RS485, brezžičnimi moduli); gre za strojno opremo in ne za izbiro uporabnika.
Bluetooth	Brezžično omrežje kratkega dosega	Diagnostika in konfiguracija prek aplikacije	Mobilne aplikacije za lastnike ali monterje za spremljanje posameznih paketov

Protokoli niso zamenljivi. CAN skrbi za integracijo v realnem času, RS485 skrbi za spremljanje, UART je plast ožičenja strojne opreme, Bluetooth pa je usmerjen k lastniku. Pravi protokol je odvisen od tega, kaj mora prebrati naprava v nižji fazi – razsmernik, armaturna plošča, sistem voznega parka, mobilna aplikacija.

Vprašanje ni, ali BMS podpira CAN. Vprašanje je, ali govori narečje, ki ga pričakuje vaš pretvornik, krmilnik, zaslon ali omrežje.

CAN: Delovna sila za integracijo vozil in industrije

CAN je protokolna plast, kjer se zgodi večina integracije vozil in industrijskih sistemov. Ko krmilnik viličarja v realnem času bere stanje napolnjenosti akumulatorja, ko omrežje šasije avtodoma usklajuje akumulator in polnilnik, ko zaslon na plovilu bere stanje motorja in akumulatorja, je osnovni protokol skoraj vedno CAN.

Samo »podpora za CAN« pove malo o tem, ali se določen BMS integrira z določeno napravo. Različna področja so zgradila standarde na podlagi CAN – RV-C, NMEA 2000 in J1939 – vsaka s svojo strukturo sporočil. Dve enoti BMS, ki podpirata CAN, imata lahko povsem različni implementaciji sporočil in ostaneta nezdružljivi z isto napravo.

Za integracijo, ki temelji na CAN, pravo vprašanje v RFQ ni, ali BMS podpira CAN, temveč kakšno implementacijo sporočil zagotavlja in kakšno prilagoditev ponuja dobavitelj za vaše specifične naprave.

RS485: Standard za spremljanje gostitelja in medkrajevne povezave

RS485 zaseda drugo plast. Medtem ko CAN blesti pri koordinaciji v realnem času, RS485 obravnava daljše kabelske proge in nadzorno plast nad operativnim nadzorom – upravljanje voznega parka, ki sledi številnim paketom, platforme SCADA (nadzorni nadzor in pridobivanje podatkov) in gostiteljske nadzorne postaje.

Tipičen industrijski vzorec je CAN za integracijo v realnem času in RS485 za nadzorno plast. Krmilnik viličarja komunicira z BMS prek CAN-a; upravljanje voznega parka bere stanje paketov prek RS485. Ta dva nista konkurenčna – služita različnim arhitekturnim plastem.

Za RS485 preverite, ali se izvedba BMS ujema z vašo specifično platformo za spremljanje, namesto da bi "podpira RS485" obravnavali kot zagotovilo za združljivost.

UART: Strojna plast (manj o izbiri, več o temeljih)

UART je serijska povezava od točke do točke, ki se nahaja pod nekaterimi povezavami višje ravni – na primer, UART mikrokrmilnika pogosto poganja oddajnik-sprejemnik RS485, brezžični moduli pa se običajno priključijo na gostitelja prek UART-a. Vendar pa CAN ni zgrajen na tem: CAN uporablja svoj krmilnik in oddajnik-sprejemnik. Nekateri senzorji in moduli se povezujejo neposredno prek UART-a brez dodatnega protokolnega sloja. V podatkovnih listih Smart BMS se UART običajno pojavlja kot strojna oprema in ne kot protokol, ki je obrnjen proti uporabniku, kot sta CAN ali RS485.

Nekatere industrijske platforme BMS ponujajo več UART kanalov za diagnostiko, konfiguracijo ali integracijo perifernih naprav – kar bolj vpliva na načrtovanje strojne opreme kot na izbiro protokola.

Za nabavo: sistem BMS, ki navaja samo UART (brez protokola višje ravni), je zasnovan za neposredno ožičenje naprav in ne za omrežno integracijo. Samo UART morda ne bo zadostoval, če oprema za upravljanje voznega parka – razsmernik, krmilnik, zaslon, upravljanje voznega parka – pričakuje komunikacijo CAN ali RS485. Preverite, kaj zahteva vaš načrt integracije.

Bluetooth: Ko je spremljanje prek aplikacij dejansko pomembno

Bluetooth deluje na drugi ravni. Medtem ko CAN in RS485 povezujeta BMS z drugimi sistemskimi napravami, Bluetooth običajno poveže BMS z mobilno aplikacijo končnega uporabnika ali monterja – spremljanje stanja napolnjenosti, konfiguracija in diagnostika napak na posameznih paketih.

Bluetooth je najbolj uporaben tam, kjer je neposredna interakcija uporabnika ali monterja s paketom del primera uporabe: nadgradnje litijevih baterij na poprodajnem trgu, zagon s strani monterja, izdelki v maloprodajnih kanalih. Pri proizvodnji zaprtih paketov OEM, kjer se spremljanje izvaja prek sistemskega omrežja, Bluetooth pogosto dodaja stroške brez vrednosti.

Vprašanje pri nabavi je, ali vaš distribucijski in servisni model omogoča neposredno interakcijo z aplikacijo z nahrbtnikom. Če ne, je Bluetooth ena od funkcij, ki jih je lažje določiti.

Okvir za odločanje med scenariji: Kateri protokol za katero aplikacijo

Različni scenariji uporabe določajo različne zahteve glede protokola. Oglejmo si glavne scenarije DALY od najbolj do najmanj kompleksnega za integracijo:

Viličarji in industrijska vozila

CAN je običajno bistvenega pomena za integracijo vozila in krmilnika; RS485 je standard, kjer gostitelj za upravljanje voznega parka spremlja stanje sledilnih paketov; Bluetooth se običajno uporablja za individualno diagnostiko. Za podrobnejša navodila glejte naš članek o izbiri sistema za upravljanje viličarja (BMS).

Rekreacijska vozila (RV-C)

RV-C je standard, ki temelji na CAN-u za omrežja za avtodome. BMS komunicira z armaturno ploščo, polnilnikom, razsmernikom in krmilniki šasije prek tega skupnega vodila. Prilagoditev PGN (številka skupine parametrov) za posamezen projekt je prav tako pomembna kot sama podpora RV-C. Za podrobnejša navodila glejte naš članek o izbiri BMS za avtodome.

Pomorski (NMEA 2000)

NMEA 2000 je pomorsko vodilo, ki temelji na protokolu CAN in povezuje omrežja baterij, polnilnikov, zaslonov in motorjev. Vloge zagona motorja in hišne banke se integrirajo v isto omrežje, s prilagoditvami na ravni projekta za specifične pomorske zaslone. Za podrobnejša navodila glejte naš članek o izbiri pomorskih BMS.

Sistemi za shranjevanje energije

CAN omogoča komunikacijo v realnem času med BMS in razsmernikom; RS485 pa integracijo EMS ali SCADA. Združljivost protokola razsmernika je običajno odločilni dejavnik. Za podrobnejša navodila o ESS glejte naš članek o komunikaciji BMS za shranjevanje sončne energije.

Električni motor in lahka vozila

Samo Bluetooth je pogosta povezava za litijeve akumulatorje v maloprodaji in poprodajnih trgovinah, kjer je primer uporabe neposredno spremljanje prek aplikacije. Proizvodnja zaprtih paketov OEM za dvokolesnike v voznem parku lahko doda CAN za integracijo vozil. Zahteve protokola se prilagajajo globini sistemske integracije.

Ekonomija specifikacij: kam vlagati, kje ne pretiravati s specifikacijami

Izbira protokola ima svojo ekonomijo. Če je premalo, se sistem BMS ne bo integriral, če je preveč, pa se stroški povečajo zaradi neizkoriščenih zmogljivosti.

Kam investirati:

• Prilagoditev na ravni protokola za specifične naprave v vašem projektu, ki delujejo v nižji fazi— ne podpira generičnega protokola.
• Implementacija CAN, ki se ujema s krmilnikom, pretvornikom ali sistemskim omrežjemvaš projekt dejansko uporablja.
• Preverjanje v fazi projekta, ali BMS govori narečje sporočil, ki ga vaše naprave pričakujejo, pred zagonom.

Kje ne pretiravati s specifikacijami:

• Protokoli, s katerimi se vaše naprave v nižji verigi ne povezujejo— plačevanje za CAN, RS485 in Bluetooth, ko se uporablja samo eden, je plačevanje stroškov brez koristi.
• Bluetooth v zaprti embalaži proizvajalcev originalne opremekjer paket ni izpostavljen končnim uporabnikom ali namestitvenim mobilnim aplikacijam.
• Globina protokola, ki presega zahteve dejanske sistemske arhitekture— splošne trditve o »podprtih vseh protokolih« pogosto kažejo na trženjsko pozicijo in ne na preverjeno globino integracije.

Pravilen odgovor je uskladitev specifikacije protokola z vašim dejanskim načrtom integracije. Sodelovati morate z dobaviteljem, ki z vami sodeluje pri prilagoditvi na ravni naprave.

Pristop prilagajanja dosega in protokola sistema DALY Smart BMS

Linije DALY Smart BMS pokrivajo kombinacije protokolov, ki jih zahtevajo glavni scenariji uporabe:

Linija izdelkov	Razpoložljivi protokoli	Prilagoditveni pristop
Pametni sistem za upravljanje stavb	CAN, RS485, UART, Bluetooth	Standardni paket protokola Smart BMS; prilagoditev na ravni projekta za specifične naprave nižje v verigi
Aktivno uravnoteženje BMS	CAN, RS485, UART, Bluetooth	Isti standardni paket protokolov; prilagoditev na ravni projekta za specifične naprave nižje v verigi
Domači sistem za upravljanje shrambe (BMS)	CAN, RS485, UART, Bluetooth	Prilagoditev protokola inverterja in EMS je na voljo na podlagi projekta
Visokotokovni BMS	CAN, RS485, UART ×3	Trije UART kanali za diagnostiko, konfiguracijo in integracijo perifernih naprav; prilagoditev CAN na projekt
Sistem za upravljanje objektov v avtodomu	CAN, RS485, UART, Bluetooth	Podpira RV-C, z možnostjo prilagoditve PGN za specifične projekte

Pomorski (NMEA 2000):Linije Smart BMS in Active Balancing BMS zagotavljajo tako zagon motorja kot tudi delovanje hišne banke, s podporo za NMEA 2000, ki je zagotovljena s prilagoditvijo protokola na ravni projekta.

DALY obravnava podporo protokola in prilagoditev protokola kot ločeni pogovori: podatkovni list navaja, kaj podpira vsak BMS; raven projektnega inženiringa obravnava prilagajanje strukture sporočil za specifične naprave, s katerimi se vaša gradnja povezuje.

Za projekte proizvajalcev originalne opreme in integratorjev delite specifične naprave, ki morajo odčitati stanje baterije, med inženirsko razpravo pred oddajo zahtevka za ponudbo, namesto da se zanašate na splošne trditve v podatkovnih listih.

→ DALY Smart BMS serija, ki zajema standardni paket protokolov:https://www.dalybms.com/smart-bms/

→ DALY serija visokotokovnih BMS za uporabo v industrijskih vozilih:https://www.dalybms.com/high-current-bms-products/

Pogosto zastavljena vprašanja

Q1Če podatkovni list BMS navaja CAN, RS485, UART in Bluetooth, ali moj projekt potrebuje vse štiri?

Ne. V podatkovnem listu je navedeno, kaj BMS podpira; projektne zahteve določajo, kateri se dejansko uporabljajo. Nakup protokolov, s katerimi se ne povežete, poveča stroške. Obratno je nevarnejše – manjkajoči protokoli, ki jih pričakujejo vaše naprave v nižji fazi, ustvarijo vrzeli v integraciji ob zagonu. Določite glede na naprave, s katerimi se mora BMS pogovarjati.

Q2Kakšna je razlika med "podpira CAN" in "združljiv z mojim razsmernikom"?

Podpira CAN pomeni, da BMS govori na ravni protokola CAN. Združljivost z vašim specifičnim razsmernikom zahteva strukturo sporočil (PGN, ID sporočila, postavitev podatkov), ki jo vaš razsmernik pričakuje. Dve enoti BMS, ki podpirata CAN, lahko ostaneta nezdružljivi z istim razsmernikom, če se implementacije sporočil razlikujejo. V fazi projekta preverite združljivost na ravni sporočil, ne le podporo protokola.

Q3Ali potrebujem Bluetooth na komercialnem akumulatorju proizvajalca originalne opreme (OEM)?

Odvisno je od tega, ali se pričakuje, da bo končni uporabnik ali monter neposredno komuniciral s paketom. Za proizvodnjo zaprtih paketov OEM, kjer se spremljanje izvaja prek sistemskega omrežja, Bluetooth pogosto ne doda vrednosti. Za poprodajne, maloprodajne ali pakete, ki jih servisira monter, je Bluetooth pogosteje upravičen.

Q4Zakaj je UART naveden poleg CAN in RS485, če je bolj strojna osnova?

UART je osnovna plast serijske napeljave, ki jo nekateri senzorji in moduli uporabljajo za prenos podatkov. Pri izbiri je manjša izbira kot CAN ali RS485 – vendar je število kanalov pomembno za načrtovanje strojne opreme. Sistem BMS, ki uporablja samo UART, morda ne bo zadostoval, če oprema v nižji fazi pričakuje CAN ali RS485; preverite, kaj zahteva vaš načrt integracije.

Q5Kako določim komunikacijske zahteve v fazi RFQ?

Navedite naprave v nižji fazi, ki morajo brati stanje baterije – razsmernik, krmilnik, zaslon, upravljanje voznega parka, EMS, mobilna aplikacija – in protokol, ki ga vsaka od njih zahteva. Prosite dobavitelja, naj potrdi prilagoditev na ravni sporočil za vsako napravo, ne le podporo generičnega protokola. To preusmeri pogovor iz »ali podpirate CAN« v »ali lahko prilagodite svojo implementacijo CAN mojemu specifičnemu razsmerniku in krmilniku«.

O podjetju DALY

DALY načrtuje in izdeluje sisteme za upravljanje litijevih baterij za proizvajalce originalne opreme (OEM), proizvajalce paketov in integratorje v več kot 130 državah, z različicami Smart BMS, ki podpirajo CAN, RS485, UART in Bluetooth v mobilnih, industrijskih in shranjevalnih družinah. Podjetje DALY, ustanovljeno leta 2015, deluje v skladu s sistemi ISO 9001 / ISO 14001 s skladnostjo s CE in RoHS; linija shranjevalnikov energije ima status UL Recognized Component (ni pa polnega UL sistemskega certifikata). Poročila o preskusih in tehnična dokumentacija so na voljo na zahtevo, tako da imajo stranke, ki si želijo lastnega certifikata izdelka, vsa potrebna podporna gradiva.

Izbira komunikacije BMS za vaš projekt?

Če ste v fazi konfiguracije za projekt baterije, inženirska ekipa DALY pregleda vaš seznam naprav, zahteve protokola in prilagoditve na ravni sporočil, namesto generičnega kontrolnega seznama protokola.

• Delite vrsto projekta, naprave v nižji fazi, ki morajo brati stanje baterije, specifične modele pretvornikov/krmilnikov/prikazovalnikov in zahteve platforme za spremljanje.
• Sporočite nam seznam svojih naprav in priporočili vam bomo pravilno konfiguracijo pametnega sistema BMS in pristop k prilagoditvi protokola.
• E-pošta: dalybms@dalyelec.com

Stran izdelka Pametni BMS:https://www.dalybms.com/smart-bms/