E-バイクのCANバスとは?

目次
電子自転車通信プロトコルにおけるキャンバスとは何か

バッテリーやセンサーなどをよりスマートに接続する方法

はじめに現代のE-BIKEでデジタル・コミュニケーションが重要な理由

として RegenカーゴE-BIKEは、単に走りが良いだけでなく、その性能を最大限に引き出すことに全力を注いでいる。 思う とはよく言ったものだ。そして、インテリジェント・ディスプレイ、高精度トルク・センサ、GPS追跡、IoT接続、バッテリー管理システム(BMS)などを含むようにバイクが進化するにつれ、堅牢な通信プロトコルの必要性は否定できなくなる。

そこで CANバス が入る。

CANバス(Controller Area Network)は、単なる配線ではなく、e-bikeの主要な電子部品(コントローラー、バッテリー、ディスプレイ、モーター、センサーなど)をすべて通信させるデジタル通信プロトコルです。 共有ネットワーク上で互いに会話する.この記事では、それを説明する:

  • CANバスとは
  • UARTとの比較
  • 最新のe-bike、特にE-bikeに不可欠な理由 カーゴバイク
  • 実際のアプリケーションと統合に関する考察
  • 長所、短所、今後の展望

E-Bikeの電気システムにおける通信プロトコルとは何か? 総合ガイドはこちら


CANバスとは?(コントローラエリアネットワーク)

簡単な定義

CANバス(コントローラ・エリア・ネットワーク) は、もともと自動車アプリケーション用に設計されたマルチマスター、メッセージベースのプロトコルである。これにより 複数の電子制御ユニット(ECU) 中央のコンピュータを必要とせず、1対の撚り線で通信する。

e-bikeの場合、これらのECUには以下のようなものがある:

装置役割
バッテリーBMS充放電、温度、健康状態をモニター
モーターコントローラーペダルアシストロジック、スロットルレスポンスを実行
ディスプレイユニットライダーとのインターフェース:速度、距離、エラーコードを表示
センサー(トルク、スピード)モーターアシストを制御するためにリアルタイム入力を供給
GPS/IoTユニット(該当する場合)位置情報、診断、車両管理を提供

アナログやUARTのセットアップのように、各デバイス間を個別に配線するのではなく、CANバスは以下のことを可能にします。 すべてのコンポーネントが同じデータラインを共有する複雑さを軽減し、信頼性を高める。

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UARTとCANバス:その違いは?

UART(ユニバーサル非同期レシーバ・トランスミッタ) は、e-bikeシステムでよく使われるもう一つのプロトコルだ。よりシンプルで安価だが、範囲が限定される。

両者の比較はこうだ:

特徴UARTCANバス
通信タイプポイントツーポイント(1:1)マルチノード・ネットワーク(多:多)
エラー検出基本(パリティ・ビット)ロバスト(CRC、ACK、リトライ)
ケーブルの複雑さ装置1台あたりのワイヤ本数2線式共有バス
スケーラビリティ限定高 - ノードの追加が容易
スピード通常より遅い(9600~115200bps)より高速(最大1Mbps)
ユースケースベーシックe-バイク先進/カーゴe-バイク、フリートシステム

Regenインサイト:エントリーレベルの通勤用e-bikeのほとんどは、まだUARTを使用しています。しかし、IoTモジュール、デュアルバッテリーパック、回生ブレーキ、複数のセンサーが一般的なモジュール式カーゴバイクでは、UARTを使用しています。 CANバスは唯一のスケーラブルなソリューション.


CANバスがカーゴE-BIKEに最適な理由

カーゴバイクは単なる大型自転車ではない。 ロジスティクス、ファミリー・モビリティ、商用フリート.これらのユースケースは要求される:

  • 重負荷用リアルタイム・トルク・コントロール
  • デュアルパック用バッテリーヘルスモニタリング
  • GPS追跡と盗難警告
  • 配送アプリや車両管理システムとの統合
  • 予知保全とエラー・ロギング

そのためには 安定した高スループット通信 まさにCANバスが提供するものだ。

アプリケーションの例フリートカーゴEバイク

郵便会社が使用するRegenカーゴバイクのフリートを想像してみてほしい:

  • について 表示 ライダーにリアルタイムの診断結果を表示。
  • について バッテリーBMS 過負荷を防ぐため、充電状態と温度データを送信。
  • A GPSユニット 位置情報を記録し、ルートの最適化に役立つ。
  • について コントローラー 積載量、地形、センサーからのフィードバックに基づいて出力を調整。

CAN Busでは、これらすべてのコンポーネントが1つの統一されたバックボーン上でデータを共有します。


システム・アーキテクチャ図

CANバスベースのe-bikeシステムの簡略化したビジュアルは以下の通り:

                    +------------------+
                    | 表示器
                    +------------------+
                           |
    +-------------+--------+---------+--------------+
    
+--------+ +----------+ +---------+ +-----------+
| センサー||バッテリー||モーター||GPS/IoT|||など
| センサー|バッテリー|モーター|GPS/IoT|(例:|BMS|Ctrl.   | モジュール
| トルク
    \___________________________________________/
                共有CANバス(ツイストペア)

このアーキテクチャは、配線の乱雑さを大幅に減らし、モジュール性を高めることで、修理、アップグレード、診断を容易にします。


E-バイクにおけるCANバスの利点

ベネフィットなぜ重要なのか
モジュール性コンポーネントの追加・削除が容易(新しいセンサーなど)
診断故障コードを読み取り、問題をリモートで記録
スケーラビリティ複雑なシステムや大規模なフリートに最適
安全性過電圧、過熱、スロットルの暴走を防ぐ
データロギング予知保全と車両分析が可能
配線の削減フレーム設計の簡素化と防水性の向上

規格遵守

最近のE-BikeのCANバスシステムは、ますます以下のような方向に向かっている。 自動車安全基準などである:

  • ISO 11898 (CANプロトコル規格)
  • EN 15194 (電気安全性を含むEPACのEU規格)
  • EN 50604-1 (バッテリーBMS通信と保護)

Regenシステムは、これらの基準を念頭に置いて設計されています。 EU市場コンプライアンスと長期信頼性.


デメリットと限界

CANバスには魅力的な利点があるが、トレードオフがないわけではない:

制限説明
より高いコストより複雑なマイクロコントローラーとコーディングが必要
開発期間全デバイスのファームウェア統合とテストが必要
コンポーネントの互換性すべてのモジュールは、同じCANプロトコル(CiA 454またはカスタムなど)を使用する必要があります。
修理の難易度故障の診断には、専用のツールやソフトウェアが必要な場合があります。

しかし、これらのマイナス面は、次のようなものによってほとんど相殺される。 プロフェッショナルまたはフリートレベルのアプリケーションにおける利点.


RegenのカーゴEバイク・エコシステムにおけるCANバス

Regenでは、CANバスシステムを次のような製品に統合しています。 中・高級カーゴバイク・プラットフォーム特にその時にね:

  • 顧客の要求 マルチバッテリーのセットアップ
  • バイクには以下が含まれる。 車両管理またはIoT 統合
  • ユースケースには以下が含まれる。 重い荷物、頻繁なストップ/スタートサイクルあるいは 厳しい地形

ハイブリッド・システムもサポートしています。 UART(レガシー・ディスプレイ・ユニット用) そして CAN(上級モジュール用) - と CANブリッジ 前方互換性とスムーズなアップグレードを保証する。


E-BikeがCANバスを使用しているかどうかを見分けるには?

ここに3つのヒントがある:

  1. 少ないワイヤー 主要コンポーネントを接続する(多くの場合、単なる2線式バスライン)。
  2. ディスプレイによるシステム全体の診断 (モーターエラーだけでなく)。
  3. バイクサポート ファームウェアのアップデートやアプリレベルの監視 複数のモジュールにまたがる。

Regenでは、OEMおよびODMのお客様をサポートしています。 通信アーキテクチャのカスタムデザイン シンプルなUARTから完全なCANバスのスマートバイクまで、製品のロードマップと予算に合わせて選択できる。


結論よりスマートなバイクのためのスマートな接続

CANバスは単なるデータワイヤーではなく、インテリジェントでコネクテッドなe-bikeの基盤です。安心感を求めるファミリーライダーと、業務効率を求めるロジスティクスオペレーターのために、 CAN対応カーゴバイクは、比類のない制御性、診断性、アップグレード性を提供.

Regenでは、ブランド構築のサポートを行っています。 未来型電動カーゴバイク フレキシブルで標準に沿ったシステム設計を実現します。新しいプラットフォームの設計や、UARTからCANへのアップグレードをお考えでしたら、ぜひご相談ください。

📩 お問い合わせ お客様のカーゴバイク・プロジェクトに適したCANバス・ソリューションをお探しください。

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