摘要： 隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，電池包作為其核心組件，對(duì)檢測(cè)設(shè)備的通信性能提出了更高要求。本文深入探討了國(guó)科安芯推出的CAN收發(fā)器芯片ASM1042A在新能源電池包檢測(cè)設(shè)備CAN通信中的應(yīng)用。通過(guò)分析其技術(shù)特點(diǎn)、通信性能、可靠性及抗干擾能力，并結(jié)合實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)與應(yīng)用場(chǎng)景，闡述了ASM1042A如何滿足新能源電池包檢測(cè)設(shè)備在高速、穩(wěn)定、可靠通信方面的需求，為提升檢測(cè)效率與精度提供了有力支持，助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

一、引言

新能源汽車的普及對(duì)電池包檢測(cè)設(shè)備的性能提出了嚴(yán)苛要求，其中CAN通信的高效性與可靠性至關(guān)重要。ASM1042A是國(guó)科安芯推出的一款先進(jìn)的CANFD通信接口芯片，憑借其卓越性能，在新能源電池包檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。本文將深入剖析其在該領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用。

二、ASM1042A****芯片概述

（一）基本特性

ASM1042A通過(guò)AEC-Q100 Grade1認(rèn)證，符合ISO11898-2:2016和ISO11898-5:2007物理層標(biāo)準(zhǔn)，支持高達(dá)5Mbps的數(shù)據(jù)速率，具有低功耗待機(jī)模式及遠(yuǎn)程喚醒請(qǐng)求特性。其I/O電壓范圍支持3.3V和5VMCU，未供電時(shí)呈理想無(wú)源行為，總線和邏輯引腳處于高阻態(tài)，實(shí)現(xiàn)上電/斷電無(wú)干擾運(yùn)行。這些特性使其能夠在復(fù)雜的汽車電子環(huán)境中穩(wěn)定工作，滿足新能源電池包檢測(cè)設(shè)備對(duì)通信芯片的高要求。

（二）保護(hù)機(jī)制

ASM1042A具備強(qiáng)大的保護(hù)功能，包括IECESD保護(hù)高達(dá)±15kV，總線故障保護(hù)±70V，VCC和VIO（僅限V型號(hào)）電源終端欠壓保護(hù)，驅(qū)動(dòng)器顯性超時(shí)（TXDDTO）及熱關(guān)斷保護(hù)（TSD）。這些保護(hù)機(jī)制有效提升了芯片在復(fù)雜工作環(huán)境中的可靠性和穩(wěn)定性，降低了因外界干擾或異常情況導(dǎo)致的損壞風(fēng)險(xiǎn)，確保了電池包檢測(cè)設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

三、通信性能分析

（一）高速數(shù)據(jù)傳輸

在新能源電池包檢測(cè)過(guò)程中，大量數(shù)據(jù)需實(shí)時(shí)傳輸。ASM1042A支持5Mbps數(shù)據(jù)速率，縮短了對(duì)稱傳播延遲時(shí)間，增加了時(shí)序裕量，使檢測(cè)設(shè)備能快速響應(yīng)電池包狀態(tài)變化，提升檢測(cè)效率。例如，在檢測(cè)電池包的充放電性能時(shí)，傳感器采集的高精度數(shù)據(jù)可通過(guò)ASM1042A快速傳輸至控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池包性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析。

（二）信號(hào)完整性

通過(guò)測(cè)試ASM1042A的差分輸出電壓、輸出對(duì)稱性等參數(shù)，結(jié)果顯示其在不同負(fù)載條件下均能保持良好的信號(hào)完整性，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性，避免因信號(hào)干擾或衰減導(dǎo)致的通信錯(cuò)誤。在電池包檢測(cè)設(shè)備中，多個(gè)傳感器與控制單元通過(guò)CAN總線連接，信號(hào)完整性對(duì)于保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸至關(guān)重要。ASM1042A在此方面的優(yōu)異表現(xiàn)，使其能夠穩(wěn)定地傳輸電池包的電壓、電流、溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為檢測(cè)設(shè)備的精確評(píng)估提供有力保障。

（三）傳輸時(shí)延特性

ASM1042A的典型循環(huán)延遲為110ns，這一極低的延遲特性對(duì)于新能源電池包檢測(cè)中的實(shí)時(shí)控制和快速故障診斷具有重要意義。在電池包檢測(cè)過(guò)程中，控制系統(tǒng)需要根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)快速做出決策，如調(diào)整充電電流、切斷故障電池模組等。ASM1042A的低延遲確保了控制指令的及時(shí)執(zhí)行和故障的快速響應(yīng)，提高了檢測(cè)設(shè)備的控制精度和安全性。

四、可靠性與抗干擾能力評(píng)估

（一）EMC性能

ASM1042A支持SAEJ2962-2和IEC62228-3（最高500kbps）無(wú)需共模扼流圈，表明其在電磁兼容性方面表現(xiàn)出色。在復(fù)雜的新能源電池包檢測(cè)環(huán)境中，能夠有效抵御外界電磁干擾，保證通信的穩(wěn)定性。例如，在電池包檢測(cè)車間中，各種電氣設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾可能對(duì)通信造成影響，但ASM1042A憑借其優(yōu)秀的EMC性能，能夠確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，避免因干擾導(dǎo)致的檢測(cè)中斷或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

（二）高低溫測(cè)試

在-55℃至125℃的寬溫度范圍內(nèi)，ASM1042A均能正常工作，傳輸速率為4kps、5Mbps、10Mbps時(shí)，發(fā)送和接收功能均正常。這滿足了新能源電池包檢測(cè)設(shè)備在不同工作環(huán)境下的需求，確保了在極端溫度條件下的可靠通信。在新能源汽車的實(shí)際使用中，電池包可能面臨嚴(yán)寒或酷暑等惡劣環(huán)境條件，檢測(cè)設(shè)備需要在這些環(huán)境下準(zhǔn)確地評(píng)估電池包的性能。ASM1042A的寬溫度工作范圍使其能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的工作環(huán)境，為電池包檢測(cè)提供穩(wěn)定可靠的通信支持。

（三）抗干擾能力測(cè)試

為了進(jìn)一步驗(yàn)證ASM1042A在實(shí)際應(yīng)用中的抗干擾能力，科研人員進(jìn)行了多項(xiàng)干擾實(shí)驗(yàn)。例如，在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境下，使用頻譜分析儀監(jiān)測(cè)CAN總線上的信號(hào)質(zhì)量，結(jié)果表明ASM1042A能夠有效抑制外界電磁干擾，保持信號(hào)的完整性和穩(wěn)定性。此外，還對(duì)芯片進(jìn)行了電源噪聲抗擾度測(cè)試，結(jié)果顯示其在電源電壓波動(dòng)較大的情況下，仍能正常工作，保證通信的可靠性。

五、應(yīng)用與實(shí)踐分析

（一）電池包檢測(cè)設(shè)備架構(gòu)

在典型的新能源電池包檢測(cè)系統(tǒng)中，ASM1042A可作為核心通信芯片，連接電池管理系統(tǒng)（BMS）與檢測(cè)控制單元。多個(gè)ASM1042A芯片構(gòu)成CAN總線網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)電池包各模塊與檢測(cè)設(shè)備的高效通信。

（二）應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

高效率 ：ASM1042A的高速數(shù)據(jù)傳輸能力能夠滿足電池包檢測(cè)過(guò)程中大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸需求，提高了檢測(cè)效率，縮短了檢測(cè)周期，從而加快了新能源汽車的生產(chǎn)節(jié)奏。在多節(jié)點(diǎn)通信測(cè)試中，25個(gè)節(jié)點(diǎn)的ASM1042A芯片組成的CAN網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送120000幀數(shù)據(jù)，未出現(xiàn)錯(cuò)誤幀，驗(yàn)證了其在大規(guī)模檢測(cè)設(shè)備中的可靠性和穩(wěn)定性。

高可靠性 ：其優(yōu)秀的EMC性能和寬溫度工作范圍確保了在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定通信，降低了因通信故障導(dǎo)致的檢測(cè)中斷風(fēng)險(xiǎn)，提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池包的潛在問(wèn)題，保障新能源汽車的安全性能。

靈活性 ：支持多節(jié)點(diǎn)通信，便于構(gòu)建大規(guī)模的電池包檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)不同規(guī)模的檢測(cè)需求。同時(shí)，其兼容性強(qiáng)，能夠與不同廠家的電池包和檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫集成，降低了系統(tǒng)的集成成本和復(fù)雜度。

（三）應(yīng)用拓展與優(yōu)化

在實(shí)際應(yīng)用中，為了進(jìn)一步提升ASM1042A的性能，可以采取以下措施：

優(yōu)化布線設(shè)計(jì) ：合理規(guī)劃CAN總線的布線路徑，減少線路的長(zhǎng)度和交叉，降低信號(hào)傳輸過(guò)程中的干擾。同時(shí)，采用屏蔽電纜和合適的接地點(diǎn)，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。

參數(shù)配置優(yōu)化 ：根據(jù)不同檢測(cè)設(shè)備的需求，對(duì)ASM1042A的通信參數(shù)進(jìn)行精細(xì)配置，如調(diào)整波特率、優(yōu)化信號(hào)電平等，以達(dá)到最佳的通信效果。

軟件算法協(xié)同 ：在檢測(cè)設(shè)備的控制軟件中，采用先進(jìn)的通信協(xié)議棧和數(shù)據(jù)處理算法，與ASM1042A的硬件性能相結(jié)合，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的通信效率和可靠性。

六、與其他通信芯片的對(duì)比分析

（一）主要競(jìng)品概述

在市場(chǎng)上，與ASM1042A功能相似的通信芯片有TJA1042和TCAN1042等。這些芯片在新能源電池包檢測(cè)領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用，但ASM1042A憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和性能特點(diǎn)，在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

（二）性能對(duì)比

數(shù)據(jù)傳輸速率 ：ASM1042A支持高達(dá)5Mbps的數(shù)據(jù)速率，相較于TJA1042的2Mbps和TCAN1042的5Mbps（但在高干擾環(huán)境下性能不穩(wěn)定），具有明顯優(yōu)勢(shì)。在電池包檢測(cè)過(guò)程中，能夠更快地傳輸大量數(shù)據(jù)，提高檢測(cè)效率。

抗干擾能力 ：通過(guò)對(duì)比測(cè)試，在相同的電磁干擾環(huán)境下，ASM1042A的信號(hào)完整性更好，誤碼率更低。例如，在存在強(qiáng)磁場(chǎng)干擾時(shí)，ASM1042A的誤碼率僅為TJA1042的1/3，確保了通信的可靠性。

溫度適應(yīng)性 ：ASM1042A的工作溫度范圍為-55℃至125℃，而TJA1042的工作溫度范圍為-40℃至125℃，TCAN1042為-40℃至105℃。ASM1042A更寬的溫度適應(yīng)性使其能夠在更惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作，滿足新能源汽車在極端氣候條件下的檢測(cè)需求。

七、優(yōu)勢(shì)與前景展望

（一）技術(shù)優(yōu)勢(shì)總結(jié)

ASM1042A憑借高速數(shù)據(jù)傳輸、優(yōu)異的EMC性能、寬溫度工作范圍以及完善的保護(hù)機(jī)制，在新能源電池包檢測(cè)設(shè)備CAN通信領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。

（二）未來(lái)發(fā)展前景

隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)電池包檢測(cè)設(shè)備性能的要求將不斷提升。ASM1042A將在以下幾個(gè)方面發(fā)揮重要作用：

進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率 ：隨著電池包技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)檢測(cè)精度和速度的要求也越來(lái)越高。ASM1042A有望通過(guò)技術(shù)升級(jí)，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足未來(lái)更高精度檢測(cè)需求，為新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)提供更強(qiáng)大的技術(shù)支持。

優(yōu)化芯片功耗 ：在新能源汽車檢測(cè)設(shè)備中，降低功耗是提高設(shè)備續(xù)航能力的重要途徑。ASM1042A將不斷優(yōu)化芯片的功耗設(shè)計(jì)，在保證通信性能的前提下，降低芯片的能耗，延長(zhǎng)檢測(cè)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間，增強(qiáng)其在便攜式檢測(cè)設(shè)備中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

加強(qiáng)與其他通信技術(shù)的融合 ：為了構(gòu)建更智能、更高效的電池包檢測(cè)系統(tǒng)，ASM1042A將加強(qiáng)與其他通信技術(shù)的融合。例如，與以太網(wǎng)通信技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電池包檢測(cè)數(shù)據(jù)的高速上傳和遠(yuǎn)程監(jiān)控；與無(wú)線通信技術(shù)結(jié)合，提高檢測(cè)設(shè)備的靈活性和便捷性，為新能源汽車的智能化檢測(cè)提供更全面的解決方案。

（三）應(yīng)用拓展方向

智能電池管理系統(tǒng)集成 ：將ASM1042A深度集成到智能電池管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)電池包狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)管理。通過(guò)與電池管理系統(tǒng)中的微控制器、傳感器等組件的緊密配合，ASM1042A可以提供更高效、更精準(zhǔn)的通信支持，提高電池包的管理效率和安全性。

多協(xié)議支持與兼容 ：開(kāi)發(fā)ASM1042A對(duì)多種通信協(xié)議的支持和兼容能力，使其能夠適應(yīng)不同品牌、不同型號(hào)新能源汽車的電池包檢測(cè)需求。例如，除了支持CANFD協(xié)議外，還可以兼容LIN協(xié)議、UART協(xié)議等，提高芯片的通用性和適用性。

與新能源汽車充電設(shè)施的協(xié)同應(yīng)用 ：在新能源汽車充電過(guò)程中，利用ASM1042A實(shí)現(xiàn)電池包與充電設(shè)施之間的實(shí)時(shí)通信和數(shù)據(jù)交互。通過(guò)監(jiān)測(cè)電池包的狀態(tài)信息和充電參數(shù)，優(yōu)化充電策略，提高充電效率和安全性，同時(shí)也有助于延長(zhǎng)電池包的使用壽命。

審核編輯 黃宇