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 | UART | CAN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:
- 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)。
- 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)。
- 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。