为什么车载空调压缩机 CAN 总线通讯需要采用隔离方案？

一、为什么要用隔离

从能源种类来看，目前公路上的车型主要可以分为两类，一类是使用传统汽油、柴油作为燃料的车辆，另一类是使用电池的新能源车。这两类车型的车载空调系统有什么区别呢？传统的燃油车辆，空调压缩机是由发动机直接将动能传递给空调压缩机，而新能源车的空调压缩机则是由车内的电池驱动的。

图1  动力电池
 

将新能源汽车的动力电池驱动压缩机需要几个步骤，首先要将直流电转化为交流电（逆变），然后调整交流电频率使其能稳定驱动压缩机中的电机，该部分的功能部件在车辆中以空调驱动单元存在。说到高压、逆变、变频、电机这些名词时，想必工程师们会立刻想到一个名词：干扰。

图2  新能源车空调系统

干扰的最终结果就是空调控制器与中控单元之间错误帧增多、通信不畅甚至直接损坏控制板上的CAN收发器。因此相比于燃油车，新能源车的空调系统特殊性使其不可避免的要进行CAN总线通信隔离。

图3  受干扰的CAN总线

二、如何隔离

CAN总线隔离主要包含两个方面，通信隔离和供电隔离。

图4  总线隔离

ZLG立功科技·致远电子面向CAN总线隔离防护提供了多个层面的解决方案，主要包括高集成度模块方案与器件分立搭建两种方案。
 

高集成度模块方案可提供器件车规级的CTM1051HQ全隔离CAN模块，满足汽车应用需求，具体参数如下所示：

• 元器件符合AEC 标准；

• 符合ISO 11898-2标准；

• 工作温度范围覆盖-40~120℃；

• 单网络最多可连接110个节点；

• 外壳及灌封材料符合UL94 V-0 标准；

• 具有极低电磁辐射和高的抗电磁干扰性；

• 搭配简单外围实现差模±2kV，共模±4kV的浪涌抗干扰度；

• 裸机可通过接触±8kV，空气±15kV的静电防护。

图5  ZLG致远电子器件车规级隔离收发器