フォークリフト用バッテリーのCAN統合:OEMがサプライヤーに提供すべきもの

フォークリフト用バッテリーのCAN統合:OEMがサプライヤーに提供すべきもの

バッテリーサプライヤーは、コネクタの写真や数フレームのキャプチャデータだけでは、信頼性の高いCANインターフェースを設計することはできません。このガイドでは、フォークリフト用バッテリーのBMS統合を開始する前に、OEMが提供しなければならない具体的な技術資料について解説します。.

これは早い段階で失敗する。.

フォークリフトのOEMメーカーが、バッテリーサプライヤーに対して、公称電圧、容量、コネクタの写真、そして「CANを動作させてほしい」という曖昧な要求しか提示しない場合、そのプロジェクトはすでに、計画的な設計段階からコストのかかるリバースエンジニアリングの段階へと移行してしまっている。そこでは、想定が1つ欠けるごとに、プロトタイプの遅延、ファームウェアの改訂、あるいは現場での不具合がさらに生じることになる。.

なぜ、最先端の機器メーカーは、依然として通信データを「オプション」として扱っているのでしょうか?

フォークリフト用バッテリーのCANバス統合は、単なる配線作業ではありません。これは、バッテリー管理システム、車両制御ユニット、充電器、ダッシュボード、駆動用インバーター、テレマティクスユニット、そして場合によってはゲートウェイECUとの間のインターフェース契約なのです。.

サプライヤーには、CAN-HとCAN-L以上のものが必要です。.

システムは、各メッセージの意味、表示されるべきタイミング、所有者、メッセージが消えた際の処理、および充電を停止したり駆動を無効にしたりする権限を持つデバイスがどれであるかを把握しておく必要があります。.

私の率直な見解は単純明快だ: インターフェースの定義を明かさないOEMは、統合性能についてバッテリーサプライヤーに責任を負わせることは合理的にできない。.

CANコネクタは通信仕様ではない

について ISO 11898-1 CAN規格 CANのデータリンク層および物理層の符号化規則を定義しています。特定のフォークリフトにおいてバイト3が何を意味するか、充電状態の表示に0.5%のスケールが使用されるかどうか、あるいはメッセージが 0x351 100ミリ秒ごとに到着しなければならない。.

その違いは重要です。.

サプライヤーは、CANアナライザーを接続すれば、すぐにトラフィックを確認できます。フレームが表示され、カウンタがインクリメントされます。アクセルペダルを動かしたり、充電器を接続したりすると、データが変化します。.

しかし、交通量そのものが意味ではない。.

次のフレームを考えてみてください:

CAN ID:0x351
DLC:8
データ:64 0A 5E 10 00 03 7B 92
サイクル:100 ms

承認された信号定義がない場合、サプライヤーは以下の点について把握できません:

  • バイト0は、充電状態、バッテリー残量、またはローリングカウンタを表します。.
  • バイト1~2は、IntelまたはMotorolaのバイト順を使用します。.
  • 電流は、符号付き、符号なし、32,000のオフセット値、または0.1 A刻みで表されます。.
  • バイト5には、コンタクタの状態、充電器の許可状態、または障害レベルが含まれます。.
  • バイト6~7は、CRC、チェックサム、カウンタ、温度、または未使用のパディングです。.
  • このフレームは、スリープ中、充電中、走行中、あるいはこれら3つの状態のいずれにおいても許可されます。.

当てずっぽうで進めても、実験室では動作するダッシュボードができるかもしれません。しかし、量産に耐えうるバッテリーは作れません。.

CANデモと統合製品との違いは、ドキュメントにあります。.

ファームウェア開発開始前にOEMが引き渡すべきもの

サプライヤーが必要としているのは、1つの管理された技術パッケージです。10件ものメールのやり取りではありません。古いサービスツールのスクリーンショットでもありません。ましてや、信号名の半分が未指定のDBCファイルなど、絶対にありえません。 予約済み.

フォークリフト用バッテリーのBMS統合を承認する前に、私が要求する最低限の引き渡し内容はこちらです。.

OEM納品物必須の内容サプライヤーがそれを必要とする理由欠落した場合によく見られる不具合
ネットワークアーキテクチャ接続されているすべてのECU、ゲートウェイ、終端点、バスセグメント、診断ポート、およびネットワークの所有権バッテリーがどこに配置されているか、およびどのコントローラーがそのデータに依存しているかを示しますバッテリーは作業台の上では動作するが、車両ゲートの奥では動作しない
物理層仕様CAN Classic または CAN FD、11 ビットまたは 29 ビットの識別子、250/500 kbps またはその他のビットレート、サンプリングポイント、終端およびウェイクアップ回路安定した電気的通信を可能にするバスオフ事象、リフレクション、起動時の断続的な不具合
DBC、EDS、またはこれらと同等のデータベースメッセージID、信号、ビット位置、スケーリング、オフセット、単位、バイト順、有効値、および伝送速度フォークリフト用バッテリーのCANメッセージマッピングを提供しますSOCの誤り、電流の逆流、誤った温度アラーム
メッセージの所有権マトリックス各メッセージごとの送信側ECU、受信側ECU、想定サイクル時間、タイムアウト、および起動遅延IDの重複やタイミングの競合を防止します2つのデバイスが同じ識別子を送信するか、ウォッチドッグがタイムアウトする
ステートマシンスリープ、ウェイク、スタンバイ、プリチャージ、ドライブ、チャージ、障害、サービス、およびシャットダウンへの遷移個別の信号ではなく、法的に許容される行動を定義するコンタクタは動作中に開くか、または故障時には閉じたままとなる
充電インターフェース充電器のID、電圧・電流の要求、充電器有効化ロジック、定格低下、充電終了およびタイムアウト時の動作BMS、充電器、およびトラックの連携充電器が起動しない、またはバッテリーの電流制限を無視する
故障応答マトリックス故障の重大度、警告レベル、トルク応答、コンタクタの応答、回復条件、およびラッチ規則トラックの挙動をBMSの保護機能に合わせて調整する軽微な警告によりトラクションが無効化されるか、重大な不具合が無視される
電気インターフェース図ピン配置、コネクタ型番、イグニッション入力、インターロックループ、補助電源、シールドおよびアース通信障害やハードウェアの損傷を防止しますウェイクラインの反転、接地オフセット、インターロック不作動
診断仕様診断ID、UDSまたは独自サービス、DTC形式、アクセス権、およびファームウェアの更新方法生産試験および現場サービスをサポートします販売店では、不具合の特定や交換用バッテリーの更新を行うことはできません
CANログの参照コールドブート、通常走行、SOCが低い状態、充電中、フル充電、故障およびシャットダウンのトレースサプライヤーに、正常であることが確認された動作の証拠を提供するドキュメントの誤りは、トラックでのテストが行われるまで発見されない
受入テストマトリックス合格・不合格の判定基準、対象モデル、環境条件、およびソフトウェアのバージョン統合が完了したタイミングを定義します「機能する」という定義が最初からなかったため、修正が延々と続いた

DBCは重要です。.

しかし、DBCデータベースは通常、メッセージや信号を記述するものであり、バッテリーの状態遷移マシン全体、コンタクタのシーケンス、サイバーセキュリティモデル、診断権限、あるいは通信障害に対する車両の応答などを網羅することはほとんどないため、OEMはインターフェース制御文書および受入計画も別途作成しなければならない。.

コアスパークの OEM/ODM向けバッテリーの設計・開発能力 すでに、カスタムBMSの設定、通信オプション、コネクタ設計、充電器との適合性確認、サンプル開発、およびテスト支援を網羅しています。このワークフローが効率的になるのは、OEMが最初の試作機が失敗した後ではなく、初期段階で管理されたインターフェースデータを提供する場合に限られます。.

フォークリフト用バッテリーのCAN統合:OEMがサプライヤーに提供すべきもの

DBCファイルは、それを使ってコンパイルを行うのに十分な完全性を備えている必要があります

バッテリーサプライヤー向けの実用的なCANバスDBCファイルには、バッテリーが送受信するすべての信号を定義しておく必要があります。.

少なくとも、各シグナルのエントリには以下が必要です:

  • CAN識別子とフレーム形式
  • 送信ノードおよび受信ノード
  • DLC
  • スタートビットとビット長
  • インテルまたはモトローラのバイト順
  • 符号付きまたは符号なしの形式
  • スケールとオフセット
  • エンジニアリング部門
  • 有効な値の最小値と最大値
  • 初期値または利用不可の値
  • メッセージの処理時間
  • タイムアウトの閾値
  • 列挙されたステータスの定義
  • 多重化のルール
  • ローリングカウンターの仕組み
  • CRCまたはチェックサムアルゴリズム
  • 適用される動作状態
  • ソフトウェアのバージョン

チェックサムの説明については、特に注意を払う必要があります。「CRC-8」と書くだけでは不十分です。.

サプライヤーには、多項式、初期値、最終XOR値、反射ルール、保護バイト範囲、識別子の包含ルール、アクティブカウンタの位置、および検証済みの入出力例1つが必要です。 CRC-8/SAE-J1850とCRC-8/AUTOSARはどちらも8ビットの演算ですが、互いに置き換え可能というわけではありません。.

パラメータが1つ欠けているだけで、何日も無駄にしてしまうことがある。.

そして、いいえ、CANトレースでは代用にはなりません。トレースによって動作を確認することはできますが、予約済み値、障害状態、タイムアウト、スケーリングルール、チェックサムのシード、あるいはモデル固有のバリエーションのすべてを明らかにすることはめったにありません。.

DBC、CANopen、J1939は、同じ成果物ではありません

OEMは、実際のより上位のプロトコルを特定しなければならない。.

独自仕様のCANシステムでは、通常、DBCファイルに加え、インターフェース制御文書が必要となります。CANopenを実装する場合、EDSファイルまたはDCFファイル、オブジェクトディクショナリ、PDOマッピング、SDOの挙動、NMTの状態、ハートビートタイミング、ノードIDの規則、および緊急メッセージの定義が必要となる場合があります。.

について CiA 418 デバイスプロファイル これは、CANopenバッテリーモジュールと充電器(CiA 419に基づいて実装された充電器を含む)間の相互運用性を支援するために特別に策定されたものです。これは有用な指針ですが、「CANopen互換」と謳っているだけでは、フォークリフトが実際にどのオプションオブジェクト、マッピング、ノードID、あるいはタイミングルールを採用しているかについて、サプライヤーには依然として分かりません。.

J1939ベースのトラックには、独自のパッケージが必要です。これには、PGN、SPN、送信元アドレス、アドレス主張の動作、独自仕様のPGN、繰り返しレート、トランスポートプロトコルの要件、およびネットワーク管理ルールが含まれます。.

“「CANを使用」という情報だけでは、ほとんど何もわかりません。.

ステートマシンこそが、プロトタイプがたいてい消え去る場所である

統合に関する問題のほとんどは、トラックが通常通り走行している間は発生しません。それらは、走行状態が切り替わる際に発生します。.

起動。プリチャージ。充電器の接続。キーオフ遅延。緊急停止。低電圧シャットダウン。通信回復。.

OEMは、各遷移を単なる信号の羅列ではなく、シーケンスとして文書化しなければならない。.

起動手順を簡略化すると、次のようなものになるでしょう:

  1. キースイッチまたは車両コントローラーが、バッテリーの起動信号を出力します。.
  2. BMSが起動し、内部チェックを実行します。.
  3. BMSは、ハートビートおよびステータスメッセージの送信を開始します。.
  4. トラックは動作モードの要求を送信します。.
  5. BMSは、電圧、温度、絶縁状態、およびコンタクタの動作準備状態を確認します。.
  6. プリチャージ経路が閉じます。.
  7. DCリンク電圧が、OEMが定めた閾値に達した。.
  8. 主接触器が閉じる。.
  9. BMSが「走行準備完了」を確認します。“
  10. このトラックは、トラクションシステムを稼働させます。.

さあ、気まずい質問を投げかけてみましょう。.

BMSのセルフテストが完了する前に車両からの要求が届いた場合はどうなりますか?プリチャージはどのくらいの時間続く可能性がありますか?BMSは、コンタクタを閉じる前に3つの有効なフレームを受信する必要がありますか? プリチャージ完了とみなされるDCリンクの割合は、85%、90%、それとも95%のどれですか? トラックが走行中に車両のハートビートが500ミリ秒間途絶えた場合、どうなりますか?

その答えは、バッテリーサプライヤーの想像力から生まれるものではない。.

どの状態にも、開始条件、終了条件、および失敗条件が必要です

各動作状態について、OEMは以下を定義する必要があります:

  • 参加条件
  • 許可されるメッセージ
  • 記載必須の謝辞
  • 最大遷移時間
  • コンタクタの状態
  • 充電器の状態
  • 牽引許可
  • 表示の挙動
  • 診断の受診可能性
  • 終了条件
  • タイムアウト時の応答
  • 回復条件

睡眠についても、同じことが言えます。.

トラックによっては、イグニッション入力が即座に遮断されるものもあります。一方、車両が運転データを記録したり、最終メッセージを送信したり、テレマティクスのアップロードを完了したりできるよう、バッテリーが10秒、30秒、あるいは120秒間通電された状態を維持することを想定しているものもあります。.

充電が早すぎるバッテリーは、保護回路が正常に機能していても、故障しているように見えることがあります。.

充電には3者間の契約が必要

多くのチームは、トラックやバッテリーについて議論する一方で、充電器を単なる付属品として扱っている。.

それは間違いです。.

統合型リチウムフォークリフトシステムにおいて、充電器は以下の情報を受け取る必要がある場合があります:

  • 最大許容充電電圧
  • 最大許容充電電流
  • 要求電流
  • パック電圧
  • 充電状態
  • セルの最高温度および最低温度
  • チャージ有効状態
  • コンタクタの状態
  • 定格引き下げの理由
  • 充電停止コマンド
  • 障害の重大度
  • バッテリーの識別情報とソフトウェアのバージョン

また、バッテリーについては、充電器の出力電圧、利用可能な電流、充電器のステータス、故障コード、およびコネクタの状態も必要となる場合があります。.

その後、トラックは両方の装置の上に停車し、パーキングブレーキの状態、キーの位置、インターロックの状態、オペレーターの在席状況、コネクターの検出、あるいは倉庫の運用規則に基づいて、充電を許可するかどうかを判断します。.

責任者は誰ですか?

OEMは、その点について書面で回答しなければなりません。.

コアスパークの フォークリフト・バッテリー・ソリューション 充電エリアの設計、機会充電、シフト単位での容量選定、安全性、および転換計画について取り上げます。これらのトピックは、CAN統合と直接関連しています。なぜなら、リチウムイオンフォークリフト用バッテリーの適切なプロトコルは、単にディスプレイにSOCを表示するだけでなく、実際の充電戦略をサポートしなければならないからです。.

電圧ラベルは積分上の問題を隠してしまうことがある

「48Vフォークリフト」として販売されているトラックには、公称電圧51.2VのLFP構造のリチウムイオンバッテリーパックが使用されている場合があります。一般的な16セル構成のLiFePO₄では、公称電圧が約3.2Vのセルが使用されますが、トラックのコントローラーが重視するのは、販売時の表示ではなく、動作範囲全体です。.

OEMは以下を提供しなければなりません:

  • 最小動作電圧
  • 公称電圧
  • 最大回生電圧
  • 充電器の最大電圧
  • 低電圧警告の閾値
  • 低電圧シャットダウン閾値
  • 過電圧応答
  • DCリンク容量またはプリチャージの要件
  • キーオンおよびキーオフ状態における許容電圧

その後、サプライヤーは、それらの制限値を、電池の化学特性、セル数、BMSの保護閾値、および充電器の設定と照らし合わせて調整します。.

単に「48V」という文字列を照合するだけでは、エンジニアリングとは言えません。.

フォークリフト用バッテリーのCAN統合:OEMがサプライヤーに提供すべきもの

故障は、定義された車両挙動を引き起こさなければならない

故障マトリックスでは、各バッテリーの状態と、それに対する車両の具体的な反応とを関連付ける必要があります。.

例えば:

バッテリーに関する事象バッテリーの動作予想されるトラックの動き復旧ルール
SOC警告警告ステータスの送信警告を表示し、トラクションを維持するOEMのSOC閾値を上回っている
SOCの下限値放電電流制限値を下げるトルクを徐々に下げる充電後に表示が消える
細胞の過熱定格電流の低減トラクションと回生を制限する温度およびヒステリシスの限界値に達すると解除される
深刻な過熱安全が確認でき次第、コンタクタを開く制御停止を入力サービスまたは定義済みのリセットが必要です
駐車中のCANタイムアウト状態ロジックに応じてコンタクタを保持または開放する通信障害を表示する有効フレームの連続後の回復
移動中のCANタイムアウト合意されたフェイルオペレーショナル期間を適用するトルクを低減するか、安全に停止するOEMが定義した再起動手順
絶縁不良ブロックの書き込みまたは読み取り重大度の高いDTCを表示する適格な検査が必要
溶接コンタクタの検出通常の再起動を防ぐトラックおよびログの障害を無効にするサービスリセットのみ

“「フォールトビットを送信する」ことは、フォールト戦略ではありません。.

OEMは、車両がBMSを受信した後にどのような動作を行うかを定義しなければならない。また、車両がBMSを無視した場合に、BMSがどのような動作を行うかをサプライヤーが定義しなければならない。.

2つ目のケースは、権限に関する疑問を招くため、会議ではしばしば避けられがちです。とはいえ、これについてはやはり答えを出さなければなりません。.

これは安全性と法的責任の問題であり、IT上の好みの問題ではありません

OSHAの2024年重傷事故報告書によると、 2015年から2024年にかけて、フォークリフトに関連する重傷事故は5,186件発生した, 、あるいはおおよそ 週に9件の重傷事故 連邦政府のデータセットの対象となる雇用主のうち。また、同報告書は、このデータセットが米国の労働力の一部しか網羅していないため、全国的な完全な集計として扱うべきではないと警告している。. OSHAの「2024年重傷事故報告書」をご覧ください.

それらの事故のすべてが、バッテリーや通信障害に起因していたわけではない。しかし、それは本題ではない。.

重要なのは、フォークリフトが歩行者やラック、荷役ドック、高所にある荷積み、狭い通路の周辺で稼働しているという点です。原因不明の駆動中断、SOC(充電状態)の誤った算出、回生制限の無効化、あるいはコンタクタの開路といった事象は、単にユーザー体験を損なうだけにとどまりません。.

安全な運転に支障をきたすおそれがあります。.

規制の文言も明快である。~に基づき、 OSHA 29 CFR 1910.178(a)(4), 、動力付き産業用トラックの積載能力や安全な運転に影響を及ぼす改造については、製造業者からの事前の書面による承認が必要であり、併せて銘板、タグ、またはデカールを更新しなければならない。.

だからこそ、リチウム転換プログラムは、まず 鉛蓄電池からリチウムフォークリフトへの転換チェックリスト およびOEMによる書面による承認手続き。CAN統合を行っても、バッテリーの重量、固定方法、収納スペースの寸法、バラスト、コネクタ、定格容量などに関する機械的な課題が解消されるわけではありません。.

について フォークリフトのバッテリー重量とカウンターバランス規定 ここでは特に重要な点です。技術的に完璧なCANインターフェースであっても、トラックの承認されたバッテリー重量範囲を超えている交換用バッテリーパックについては、その問題を是正することはできません。.

検証完了後にサイバーセキュリティを追加することはできない

接続されたバッテリーは、ソフトウェア制御のECUです。.

そういうふうに接してあげて。.

バッテリーは、CAN診断、Bluetooth、RS485、USB、サービスソフトウェア、テレマティクスデータ、またはファームウェア更新機能を提供する場合があります。各インターフェースによって、リスクモデルは異なります。.

について NHTSAの自動車サイバーセキュリティに関する指針 サプライヤーに対して明確なサイバーセキュリティ基準を伝達すること、ソフトウェアコンポーネントおよびバージョンの記録を維持すること、製品のテストを実施すること、設計上の決定事項を文書化すること、診断用アクセスを保護すること、可能な場合は安全関連メッセージの認証を行うこと、およびネットワークのセグメンテーションやフィルタリングを活用することを推奨しています。この文書は道路車両を対象としていますが、その技術的な考え方は、CAN接続された産業用機器にもそのまま適用されます。.

これを真剣に受け止めるべきという、実際の先例がある。.

2015年7月、フィアット・クライスラーは約 140万台の米国車 研究者らが、Uconnectシステムを介してネットワーク化された車両制御システムへの遠隔アクセスを実証した後。. ロイター通信によると、研究者らはエンジン、ステアリング、ブレーキに影響を与えるコマンドを発行できたという.

フォークリフトのバッテリーはジープ・チェロキーとは異なります。しかし、CANネットワークには共通する厄介な特徴があります。それは、信頼できないインターフェースが、適切にセグメント化されていない制御バスに到達してしまうと、些細な通信機能が安全関連機能への侵入経路となり得るという点です。.

したがって、OEMは以下を定義する必要があります:

  • どのような診断サービスが許可されているか
  • 本番環境でのデバッグアクセスが無効化されているかどうか
  • ファームウェアの署名と認証の方法
  • 更新の承認権限は誰にあるのか
  • 1つの認証情報がすべてのパックで通用するかどうか
  • ソフトウェアおよびDBCのバージョンの追跡方法
  • 外部機器がトラクションバスへデータを送信できるかどうか
  • ゲートウェイが受け付けるメッセージID
  • イベントログの保存と取得の方法
  • 不正なメッセージが検出された場合、どうなるのか

「コネクタの不明瞭性によるセキュリティ」は、セキュリティとは言えない。.

リバースエンジニアリングは、検証ツールであるべきであり、出発点であってはならない

古いOEMが完全なドキュメントを提供できないという、やむを得ない事情がある場合もあります。元のコントローラーベンダーがすでに存在しない可能性もあります。DBCが不完全である可能性もあります。また、そのトラックプラットフォームでは、15年間にわたって文書化されていないファームウェアの変更が積み重なっている可能性もあります。.

リバースエンジニアリングが役立つ場合があります。.

しかし、これはOEMとの協力に代わる安価な手段としてではなく、一定の制約を伴う管理されたエンジニアリングプロジェクトとして扱う必要がある。.

適切なリバースエンジニアリングプログラムには、以下のものが必要となる場合があります:

  • 同じトラックの複数台
  • いくつかのバッテリーSOCレベル
  • コールドスタートとウォームスタート
  • 積載時および空車時の運転
  • 回生ブレーキ試験
  • 充電器の接続と取り外し
  • 故障注入
  • メッセージの非表示
  • リプレイテスト
  • ビット相関解析
  • ハードウェアの測定
  • サービスツールの観測結果
  • OEMまたは認定エンジニアによる最終承認

それでもなお、一部の条件は、収集されたデータには一切現れない可能性があります。重大な絶縁不良、コンタクタの溶着、セル温度センサーの故障、ブートローダーによる復旧、あるいはまれな充電器のエラーなどは、通常の観測中には発生しない場合があります。.

沈黙は証拠にはならない。.

より適切なアプローチは、記録されたCANトレースを用いて、文書化された仕様を検証することです。トレースと文書の内容に不一致がある場合、OEMはその不一致を解消し、バージョン管理された改訂版仕様書を発行しなければなりません。.

受け入れテストについては、プロトタイプが到着する前に合意しておくべきである

本格的なOEMバッテリー統合プログラムには、署名済みの受入マトリックスが必要です。.

試験は、「トラックの始動と走行」だけにとどまらず、より広範な項目を網羅すべきである。“

通信試験

確認:

  • 適切なビットレートとフレーム形式
  • バス負荷が最大時のメッセージのタイミング
  • スタートアップの遅延
  • タイムアウトの検出
  • カウンタおよびチェックサムの処理
  • バスオフからの復旧
  • ゲートウェイルーティング
  • 睡眠と覚醒のパターン
  • 診断用通信
  • ソフトウェアおよびプロトコルのバージョン情報の報告

動作状態テスト

テスト:

  • キーオン起動
  • キーの繰り返し操作
  • プリチャージの成功と失敗
  • ドライブ有効化
  • 駐車とエンジン停止
  • 非常停止の作動
  • イグニッションのオン・オフ時の充電器の接続
  • 充電完了
  • SOCが低い場合の定格低下
  • 回生電流制限
  • 駐車中の通信中断
  • 移動中の通信途絶

故障注入試験

切断するか、シミュレートするか:

  • パック電圧センサー
  • セル電圧入力
  • 温度センサー
  • 電流センサー
  • コンタクタのフィードバック
  • インターロック
  • チャージャー CAN
  • 車両用CAN
  • ウェイク信号
  • 補助電源

次に、バッテリー、トラック、充電器、およびディスプレイがすべて、同じ故障マトリックスに基づいて正常に動作することを確認してください。.

サプライヤーに対し、最終車両試験の段階で受入基準を明らかにするよう求めるべきではありません。それは「不意打ちの調達」にあたります。.

コアスパークの LiFePO₄電池プロジェクトの事例研究と検証プロセス 量産に先立ち、電圧、容量、パックの寸法、BMSの構成、充電方式、コネクタの要件などを含むサンプル審査を徹底してください。CANを統合したフォークリフトのプロジェクトについては、量産用ファームウェアが確定する前に、プロトコルの適合性および車両レベルの故障テストを、同じゲート工程で実施する必要があります。.

OEMが秘密保持契約(NDA)の下で保護する可能性があるもの

OEM各社は、バッテリーとは無関係の独自信号が含まれているため、完全なCANデータベースの公開に消極的な場合が多い。.

その懸念は妥当です。しかし、通常とられる対応は妥当ではありません。.

OEMは、ステアリング、油圧、トラクション、テレマティクスに関するすべての信号を公開する必要はありません。ただし、バッテリーサプライヤーが割り当てられたインターフェースを安全に実装・検証できるよう、十分な情報を公開しなければなりません。.

実用的なモデルは3つある:

制限付きDBC

OEMは、バッテリー、充電器、ゲートウェイ、および必要な診断メッセージを含む、フィルタリング済みのデータベースを提供します。関係のない信号は削除されるか、名前が変更されます。.

インターフェース管理文書

OEMは、バッテリーに必要な信号、シーケンス、タイミング、障害、および診断サービスのみを規定した管理文書を提供しています。.

OEMが所有するゲートウェイ

OEMは、独自の車両プロトコルをゲートウェイの背後に配置し、バッテリーサプライヤーに対して、安定した、文書化されたインターフェースを提供します。ゲートウェイのタイムアウトや障害時の動作が完全に規定されていれば、これにより、多くの場合、最も明確な長期的な分離が実現されます。.

NDAは、機密情報を保護することができます。.

技術情報を置き換えることはできません。.

プロジェクトを中止すべき警告サイン

OEMから次のような発言があった場合、私はその開発を一時停止するでしょう:

  • “「元のバッテリーをそのままコピーしてください。」”
  • “「CANプロトコルは標準規格です。」”
  • “「DBCを共有することはできませんが、スニッフィングすることは可能です。」”
  • “「以前のパッケージと同じSOCメッセージを使用してください。」”
  • “「充電器が自動的に判断してくれます。」”
  • “「ステートマシンは存在しない。」”
  • “「トラックの稼働開始後でも、障害対応機能を追加することができます。」”
  • “「48Vモデルはすべて、同じソフトウェアを採用しています。」”
  • “「テスト終了後に受け入れ基準を定める予定です。」”
  • “「以前のバッテリーサプライヤーは、こんなことは一度も求めてこなかった。」”

最後の発言はとりわけ危険です。これは、以前のサプライヤーがより充実したドキュメントを受け取っていたか、文書化されていない回避策を組み込んでいたか、あるいは正式に評価されたことのない統合リスクを負担していたことを意味する可能性があります。.

過去の沈黙は、インターフェースが適切であることの証拠にはならない。.

フォークリフト用バッテリーのCAN統合:OEMがサプライヤーに提供すべきもの

よくあるご質問

フォークリフト用バッテリーのCANバス統合とは何ですか?

フォークリフト用バッテリーのCANバス統合とは、バッテリー管理システム、トラックコントローラ、充電器、ディスプレイ、および診断ツールが、定義されたメッセージを交換し、同一の遷移状態に従い、制限値、故障、ウェイクアップコマンド、充電要求、および通信断に対して安全に対応できるようにするエンジニアリングプロセスである。.

本作業には、物理層の設定、信号マッピング、メッセージのタイミング、コンタクタロジック、充電制御、診断、ソフトウェア管理、および車両レベルでの検証が含まれます。正常動作と故障時の挙動の両方が、文書化された受入基準を満たして初めて、本作業は完了となります。.

CANバスDBCファイルとは何ですか?

CANバスDBCファイルとは、サプライヤーが実装しなければならないすべてのCANフレームおよび信号を定義した、機械可読形式のデータベースです。これには、メッセージ識別子、バイト位置、ビット長、バイト順、スケーリング、オフセット、単位、伝送速度、多重化ルール、有効範囲、および場合によっては値テーブルやチェックサムフィールドなどが含まれます。.

DBCはインターフェースの一部に過ぎません。状態遷移、充電器の連携、障害時の対応、タイムアウト時の動作、診断、サイバーセキュリティ対策、および受入試験については、別途仕様書で定義する必要があります。.

OEMはフォークリフト用バッテリーのサプライヤーに何を提示しなければならないか?

OEMは、バッテリーサプライヤーに対し、対象となるフォークリフトモデルに関する完全なインターフェース契約書を提供する必要があります。これには、電気的ピン配置、物理層の設定、DBCまたは同等のシグナルマップ、ネットワークの所有権、メッセージのタイミング、状態遷移、充電時のハンドシェイク、障害時の対応、診断アクセス、ソフトウェアバージョンの規定、テストトレース、および書面による受入基準が含まれます。.

また、OEMは対象となるすべてのモデル、コントローラーのバージョン、充電器のバージョン、および地域別バリエーションを特定する必要があります。ある48Vトラックで検証されたプロトコルを、製品ファミリー全体に自動的に適用すべきではありません。.

リチウムイオンフォークリフト用バッテリーは、CAN通信なしでも動作しますか?

フォークリフトのバッテリーがCAN通信なしでも動作できるのは、そのフォークリフトと充電器が、BMSがコンタクタや保護機能を独立して制御するスタンドアロン型バッテリーに対応するように設計されている場合に限られます。多くの最新型フォークリフトでは、CANメッセージが欠落すると、インターロック、リムプモード、充電拒否、警告コード、あるいは駆動力の完全な喪失などが引き起こされます。.

独立型のバッテリーであっても、車両の電圧範囲、電流要求、コネクター、バッテリー重量の要件、充電システム、および安全制御に適合していなければなりません。「CAN不要」ということは、「そのまま交換可能」という意味ではありません。“

フォークリフト用バッテリーのCAN統合におけるベストプラクティスにはどのようなものがありますか?

フォークリフト用バッテリーにおけるCAN統合のベストプラクティスは、バージョン管理されたインターフェース仕様を1つ確定し、実際のCANトレースおよびハードウェア・イン・ザ・ループ(HIL)またはトラック用テストベンチを用いて検証を行い、タイムアウトやセンサーの故障を意図的に発生させて、充電器の挙動を確認した上で、サプライヤーが量産用ファームウェアをリリースする前に受入マトリックスに署名することです。.

また、OEMおよびサプライヤーは、プロトコルのバージョン追跡性を維持し、すべてのファームウェアの変更を確認し、診断アクセスを管理するとともに、承認された各フォークリフト、バッテリー、充電器の組み合わせについて、試験記録を保管しておく必要があります。.

UN 38.3 の文書は、CAN 統合の一部ですか?

UN 38.3 文書は、CAN プロトコルの要件ではありません。これは、リチウム電池またはバッテリーの設計が、輸送に供される前に『国連試験・基準マニュアル』第 III 部第 38.3 節に規定される適用試験に合格したことを示す、輸送適合性の証拠です。.

について 米国パイプライン・危険物安全局 同規定では、製造業者およびその後の販売業者は、適用される規則に基づき、リチウム電池の試験概要を公開しなければならないと定めています。プロトコルの妥当性確認および輸送書類は、いずれもプロジェクトのリリースパッケージに含める必要がありますが、その目的は異なります。.

お見積りのご依頼の前に、インターフェースパッケージをお送りください

フォークリフト用バッテリーのCANバス統合プロジェクトは、電圧、アンペア時、およびコネクタの写真だけを手がかりに開始してはなりません。.

ネットワークアーキテクチャ、DBCまたはEDSファイル、メッセージ所有権マトリックス、動作状態マシン、充電ハンドシェイク、障害対応テーブル、ピン配置、参照用CANトレース、ソフトウェアバージョン一覧、および受入基準を準備する。対象となるトラックの正確な車種および充電器を特定する。.

その後、そのパッケージを技術レビューのために送付してください。.

信頼できるバッテリーサプライヤーであれば、NDAに基づき機密ファイルを保護し、不足している情報を指摘し、BMSおよび通信アーキテクチャを提案し、管理された環境下でプロトタイプを製作し、実車を用いてその結果を検証することができます。.

しかし、サプライヤーは、OEMが公表したことのない情報を自力で作り出すことはできない。.

フォークリフトの機種、バッテリー電圧、容量、CANプロトコル、充電器の詳細、コネクタの図面、および目標数量をCoreSpark Batteryにお知らせください。そうすれば、単なるリバースエンジニアリングという賭けではなく、文書化されたOEM統合レビューを開始することができます。.

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