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Prácticas de estandarización de la comunicación CAN y Modbus en el BMS de sistemas de almacenamiento de energía
- noviembre 4, 2025
En los modernos sistemas de almacenamiento de energía (ESS), el Battery Management System (BMS) es el “cerebro inteligente” que asegura la seguridad, confiabilidad y desempeño de la batería.
La comunicación efectiva entre el BMS y otros componentes del sistema es crítica para la monitorización, control y optimización.
Los dos protocolos de comunicación más utilizados en BMS son CAN (Controller Area Network) y Modbus, cada uno con ventajas específicas. La estandarización de estos protocolos es esencial para garantizar un intercambio de datos fluido, interoperabilidad y escalabilidad en implementaciones ESS a gran escala.
Este artículo explora las mejores prácticas para estandarizar la comunicación CAN y Modbus en BMS, ofreciendo guía práctica para ingenieros y desarrolladores de proyectos.
Panorama de los protocolos de comunicación BMS
(1) Protocolo CAN
CAN es un protocolo de comunicación alta velocidad y alta fiabilidad diseñado para sistemas embebidos.
Características principales:
Transmisión de datos en tiempo real: velocidades típicas hasta 1 Mbps
Detección de errores robusta: integridad de datos garantizada mediante CRC
Soporte multi-nodo: múltiples dispositivos (módulos de batería, PCS, EMS) pueden comunicarse en el mismo bus
En ESS, CAN se utiliza a menudo para comunicación a nivel de módulo, monitoreando voltaje de celda, temperatura y estado de carga (SoC). Su fiabilidad y baja latencia lo hacen ideal para aplicaciones críticas de seguridad.
(2) Protocolo Modbus
Modbus es un protocolo de comunicación serial ampliamente adoptado para la comunicación a nivel de sistema en ESS.
Características principales:
Fácil integración: funciona sobre RS485, TCP/IP o Ethernet
Flexibilidad: soporta múltiples esclavos y estructuras de datos jerárquicas
Registros estandarizados: facilita acceso consistente a datos de monitorización y control
Modbus se utiliza típicamente para comunicación entre BMS y PCS, EMS o sistemas SCADA, permitiendo integración fluida con plataformas de supervisión y control.
Importancia de la estandarización en la comunicación BMS
La estandarización garantiza:
Interoperabilidad: distintos módulos, PCS y EMS pueden comunicarse sin integración personalizada
Escalabilidad: se pueden agregar nuevos módulos sin rediseñar la comunicación
Consistencia de datos: definiciones uniformes de parámetros clave (voltaje, corriente, temperatura, SoC, SoH) reducen errores
Seguridad y confiabilidad: comunicación consistente asegura detección oportuna de fallos y acciones de protección
Sin estandarización, los proyectos ESS pueden enfrentar problemas de integración, mayor tiempo de puesta en marcha y riesgos operativos.
Mejores prácticas de estandarización CAN
(1) Estructura de trama y mapeo de ID
Uso de IDs estándar de 11 bits o extendidos de 29 bits
Asignación de IDs únicos para cada módulo de batería, sensor e interfaz PCS
Formato de datos consistente para voltaje, temperatura y corriente
(2) Velocidad de datos y temporización
Definir velocidad de comunicación fija (ej.: 500 kbps para ESS de tamaño medio, 1 Mbps para sistemas de alto rendimiento)
Implementar intervalos de sondeo sincronizados para evitar congestión del bus
(3) Gestión de errores y redundancia
Activar CRC para cada trama
Rutas de comunicación redundantes para señales críticas de seguridad en sistemas ESS grandes
Mejores prácticas de estandarización Modbus
(1) Mapeo de registros y códigos de función
Definir un mapa de registros estandarizado para parámetros clave: voltaje, corriente, SoC, SoH, temperatura y alarmas
Usar códigos de función Modbus estándar (Read Holding Registers, Write Single/Multiple Registers) para control y monitoreo coherentes
(2) Jerarquía de comunicación
Organizar los dispositivos esclavos mediante direcciones lógicas para un diseño escalable
Implementar planes de sondeo maestro-esclavo para evitar colisiones
(3) Integración con PCS y EMS
Estandarizar tipos de datos y unidades entre todos los dispositivos
Estandarizar códigos de alarma y fallos para reporte claro de eventos a sistemas de supervisión
Arquitectura combinada CAN & Modbus en ESS
Una arquitectura típica combina ambos protocolos:
CAN bus: para comunicación interna a nivel de módulo, recolectando datos en tiempo real
Modbus: para comunicación a nivel de sistema, transmitiendo datos agregados del BMS a PCS, EMS y plataformas cloud
Este enfoque híbrido aprovecha la baja latencia y alta confiabilidad de CAN junto con la flexibilidad e integración de Modbus, creando un marco de comunicación robusto y escalable.
Mejores prácticas para implementación
Definir modelos de datos estandarizados para todos los parámetros de la batería
Documentar IDs CAN y mapas de registros Modbus de todos los módulos y dispositivos
Implementar herramientas de diagnóstico para monitorizar la salud del bus y detectar anomalías
Usar arquitectura en capas para separar datos críticos de seguridad de datos de supervisión
Cumplir con estándares internacionales, como ISO 11898 (CAN) y IEC 60870 / especificaciones Modbus
Aplicaciones reales
Los proyectos ESS de FFDPOWER aplican estas prácticas estandarizadas para:
Integrar múltiples módulos de batería y PCS de manera fluida
Garantizar detección confiable de fallos y reportes de alarma del sistema
Facilitar monitorización en la nube y optimización energética basada en IA
Reducir tiempos de puesta en marcha y riesgos operativos
Conclusión
La estandarización de la comunicación CAN y Modbus en BMS es clave para construir sistemas de almacenamiento de energía seguros, confiables y escalables.
Siguiendo buenas prácticas como estructura de trama, mapeo de registros, planes de sondeo y gestión de errores, los operadores ESS pueden lograr monitoreo consistente, integración más rápida y eficiencia operativa a largo plazo.
FFDPOWER integra estos estándares en sus soluciones BMS, asegurando que cada proyecto cumpla con los más altos requisitos de seguridad, confiabilidad e interoperabilidad.