电池管理系统菊花链通信技术介绍
1、摘要
本文选取金康动力电池管理系统中菊花链通信这一技术细节进行分析，介绍通信方式、通信协议、差分信号、稳定性等内容。主要目的是揭开电池管理系统神秘的面纱，初步了解板级通信的工作原理。2、功能及硬件架构
电动汽车电池管理系统（Battery Management System，以下简称BMS）是对电池进行数据采集、状态估算、监控与保护的控制装置。通过采集电池数据（电压、电流、温度等信息）进行状态（SOC、SOH、SOP、SOE、SOF等）估算和均衡控制，实现对电池状态监控和故障保护，保证电池安全，提升电池利用率，减缓电池衰减。金康动力BMS的硬件架构如下图所示，属于一主两从结构，包含一块主板和两块从板，主板和从板之间通过菊花链方式通信，包含多个不可或缺的功能模块，共同实现BMS的系统功能。BMS的技术要点有很多，本文主要介绍金康动力BMS主板与从板之间的信息交互部分（红色虚线框）——菊花链通信。图1.金康动力BMS硬件架构
图2.金康动力BMS主板实物 
3、主板与从板的通信方式——CAN通信和菊花链通信
一主两从架构BMS的主板与从板间通信方式主要有两种：CAN通信和菊花链通信。因为CAN通信在汽车电子上的应用时间长且通信稳定性很好，所以早期主板与从板之间采用CAN通信方式（当前一些量产车型上仍然使用CAN通信），出于汽车电子成本方面的考虑，业内逐渐发展了一种新的通信方式——菊花链通信，由于使用元器件更少（减少了芯片使用）更具成本优势，虽然稳定性没有CAN通信这么好，但是考虑到BMS多数场景下放置在一个相对封闭应用场景（电池包内部），并且主板与从板之间的线束较短，符合应用要求，所以目前市场上使用更多的是菊花链通信方式。目前金康动力使用的就是菊花链通信架构。4、菊花链通信协议
目前BMS的菊花链通信技术还没有形成行业标准，主要是由各AFE芯片厂家制定私有协议，各家的AFE只能与各自家的桥接芯片配套使用，各家对自己菊花链通信技术的命名也不同。主要差异如下： 菊花链通信协议的物理层和数据链路层定义比CAN总线要简单的多，桥接芯片将信号转换为差分信号后，依次串接到各个AFE芯片。MCU需要先为每一个AFE配置专属的ID，通信中MCU的每帧信息都有其目的AFE的ID信息，正确接收到信息的AFE会给MCU回应。5、菊花链差分信号
菊花链通信与CAN通信一样，也是使用两线差分信号传输，大多数芯片方案也需要终端端接电阻（内置或外接）去阻抗匹配和稳定网络。但是其使用脉冲相位调制方式编码，与CAN通信不一样，如下图所示，正相脉冲表示逻辑“1”，负相脉冲表示逻辑“0“，通过芯片内的编码解码模块实现转换。
6、菊花链稳定性
通信传输的稳定性与抗干扰能力有关，菊花链应用过程中需要严格进行抗扰测试（BCI大电流注入等）。 脉冲上下沿具有高频谐波分量（往往是对外辐射源）。菊花链使用率没有CAN总线普遍，稳定性没有CAN总线高，但是随着时间的推移会有越来越多像特斯拉一样通过技术优化来提高菊花链通信稳定性的案例。特斯拉技术优化的主要原理是在菊花链通信链路上采用多信道的通信方式，这种结构可以叠加两个不同频率的信号，在接收端通过分频和滤波后由两个独立信道接收。这两个信道是冗余的，当某一个信道发生故障时，另一个完全可以继续工作。这样的设计极大的提高了可靠性和抗干扰性。7、总结
纵观汽车电子技术发展史，很多都是从开始的不成熟不稳定一步一步发展起来，经过时间的验证和优化，最终形成通用的标准方案。菊花链通信虽然还没有形成统一的行业标准，稳定性也有待更多的市场应用去验证，但是受低成本优势和更低成本需求的驱使，相信有一天一定可以发展成一种稳定可靠、统一标准的技术方案。
全文完~
