1.背景

电池储能系统 (BESS) 是智能电网、新能源发电及并网、电力负荷移峰填谷的关键技术。其通常是由多种功能不同的核心元件组合，包括诸如电池管理系统（BMS）、电力转换系统（PCS）、电能管理系统（EMS）等单元构成。若想确保BESS的高效、安全应用，必须对系统的各个组成部分进行集成和优化，并加以合理有效的管理和控制。CAN总线通讯常用于BESS系统中各单元间的数据传输，如电压、温度、内阻等信号，从而实现电池模块内电芯的状态监控、数据采集、均衡控制、荷电状态（SOC）估算、电池健康状态（SOH）估算和热管理控制。因此如何提高CAN总线物理拓扑连接的抗干扰性，数据传输的可靠性显得尤为重要。

2.BESS系统中CAN网络

CAN总线上任意两个节点之间的最大传输距离与其波特率相关。因此随着BESS系统中各单元组合的增加，CAN总线通讯会随着传输距离和传输时间的增加，出现信号衰减，或者随着波特率的增加缩短传输距离。为保证CAN网络数据传输的可靠性，虹科HK-PCAN-Repeater DR与虹科HK-PCAN-Router DR可以有效的提高整个系统的抗干扰能力。

3.CAN中继器作用

虹科HK-PCAN-Repeater DR 中继器在两个具有高达 5 kV 电流隔离的高速 CAN 总线之间建立连接。两个 CAN 通道相互分离并与电源分离。包括错误帧在内的所有消息流量在两个通道之间以 1:1 的比例转发，从 CAN 总线的角度来看是透明的，LED 显示当前总线状态。凭借其 DIN 导轨外壳和扩展的温度范围支持，该模块适用于工业环境。

通常，CAN 总线有着多种线缆拓扑结构，如线型、星型、树型等。 为了避免可能影响高频电子信号的星形结构，CAN 线路内节点的连接的一般部分网络可以通过中继器形成一个线缆角度较短的分支网络，CAN 通道 2 上的终端保持激活状态，分支线网络上的 CAN 节点对 CAN 主干网络没有影响，因此通过中继器可以有效地减少CAN主干网络长度，从而提供系统可靠性。不过不能使用 HK-PCAN-Repeater DR 扩展总线。

4.CAN路由器作用

相比于HK-PCAN-Repeater DR中继器，HK-PCAN-Router DR 路由器有两个高速 CAN 通道。它们的比特率通过设备正面的旋转开关进行调整。该模块在两个连接的 CAN 总线之间双向 1:1 转发消息流量。通过该CAN路由器，可以将整个CAN网络分为独立的不同网段，从而拓展CAN总线长度。

HK-PCAN-Router DR 路由器设备的端口相互隔离，并与至少 500 V 的电源隔离。此外，CAN 1 具有高达 5 kV 的隔离电压，符合 IEC 60601-1。凭借其 DIN 导轨外壳和对扩展温度范围的支持，该模块适用于工业环境。

5.总结

凭借HK-PCAN-Repeater DR 中继器与HK-PCAN-Router DR 路由器对CAN网络的进行分支、电气隔离、消息转发，实现了整个CAN网络设备连接数量增加以及CAN网络传输距离扩展，提高BESS系统CAN数据传输的质量，保障BESS系统高效可靠的运行。

6.产品特点

6.1.虹科HK-PCAN-Repeater DR 中继器

两个高速CAN通道（ISO 11898-2）

传输速率从5 kbit / s到1 Mbit / s

符合CAN规范2.0A（11位ID）和2.0B（29位ID）

恩智浦PCA82C251 CAN收发器

适用于数据比特率高达4 Mbit / s和标称比特率高达1 Mbit / s的CAN FD总线

通过4针螺钉端子块（Phoenix）连接CAN总线和电源

LED显示CAN总线负载和CAN错误

每个CAN通道可以有选择地终止

在两个CAN通道之间以及CAN和电源之间（根据IEC60601-1）电气隔离等级最高可达5 kV

可以有选择地切换CAN通道1或CAN通道2的Listen-only 模式

塑料外壳（宽度：22.5毫米）

DIN导轨上（DIN EN 60715 TH35）

供电电压为8至30 V

扩展的工作温度范围为-40至85°C

6.2.虹科HK-PCAN-Router DR 路由器

NXP LPC21 系列微控制器（16/32 位 ARM CPU）

32 KB EEPROM

两个高速 CAN 通道 (ISO 11898-2)

符合 CAN 规范 2.0 A/B

NXP PCA82C251 CAN收发器

比特率从 5 kbit/s 到 1 Mbit/s，可通过旋转开关调节

使用按钮重置设备

每个 CAN 通道的可切换终端

通过 LED 指示模块状态、CAN 通道和电源的状态

CAN、RS-232 和电源的连接通过 4 极螺钉端子排 (Phoenix)

CAN 1 与 CAN 2、RS-232 和电源隔离高达 5 kV（符合 IEC 60601-1）

CAN 2 和 RS-232 以 500 V 相互隔离并与电源隔离

塑料外壳（宽度：22.5 mm），用于安装在 DIN 导轨上（DIN EN 60715 TH35）

电压供应从 8 到 30 V

扩展的工作温度范围从 -40 到 85 °C（-40 到 185 °F）

用于串行数据传输的 RS-232 连接器（留作将来使用）

可通过 CAN 接口加载新固件