【正文】 rrent C0x04bit 3:overvoltage0x08bit 4:contactor0x10battery voltage 16 bits0x400:200Vscale is 128:25Message ID7 bitscontrol message0x701110000Bstatus message10x601100000Bstatus message20x611100001BStatus Message 2heatsink temp16 bits0x400:100 ℃scale is 256:2564 bitsmotor temp16 bits0x40:1 ℃scale is 64:1ID:11000010001Bmax current sq16 bits0x01:0x01 (amps squared value)scale is 1:1relay fsm state8 bitsbit 0:power up0x01bit 1:closing0x02bit 2:closed0x04bit 4:error0x08 表4 能源總成控制系統(tǒng)與電池管理系統(tǒng)的協(xié)議IDMessage DefinitionSpecificationHEXRemarkcontrol message0x300110000BMessage ID7 bitsstatus message10x200100000BCAN Identifiersstatus message20x210100001B11bitsMessage Type1 bitmessage to node0x011Bmessage from node0x000BNode ID3 bitsnode number0x02BMS39。能源總成控制系統(tǒng)與驅(qū)動電機(jī)控制器的協(xié)議見表3；能源總成控制系統(tǒng)與電池管理系統(tǒng)的協(xié)議見表4；能源總成控制系統(tǒng)與啟動電機(jī)控制器的協(xié)議如表5所示。同樣，能源總成控制系統(tǒng)是CAN通信網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系樞紐，驅(qū)動電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)、啟動電機(jī)控制器之間沒有直接的信息往來，各自與能源總成控制系統(tǒng)交換信息。本網(wǎng)絡(luò)中終端電阻R=120 Ω,節(jié)點(diǎn)分支長度D=0米，通信距離L=10米，相鄰節(jié)點(diǎn)的距離S=2米。在實(shí)際組網(wǎng)的時候，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況決定圖中的3個參數(shù)：；相鄰節(jié)點(diǎn)的距離S和不加中繼的可靠通信距離L取決于總線的通信速率，速率越高，其允許值越小。本網(wǎng)絡(luò)采用雙絞線。與RS485總線類似，CAN總線只支持總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡(luò)。 混合電動汽車CAN網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建混合電動汽車保留了傳統(tǒng)車的CAN通信網(wǎng)絡(luò)，并將上述電子控制系統(tǒng)MCU、BMS、SCU、EACS通過CAN總線連成一體，形成了另一個CAN通信網(wǎng)絡(luò)。整個CFA6470HEV功能結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。另外，啟動電機(jī)用于靜態(tài)啟動發(fā)動機(jī)和輕載時吸收發(fā)動機(jī)的富余力，驅(qū)動電機(jī)還用于對電池進(jìn)行制動能量回收和下坡時的能量回收。第八，數(shù)據(jù)位具有顯性“0”(Dominant bit)和隱性“1”(Recessive bit)兩種邏輯值，采用時鐘同步技術(shù)，具有硬件自同步和定時時間自動跟蹤功能。第六，CAN數(shù)據(jù)鏈路層采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀為8個字節(jié)，易于糾錯；CAN每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯措施，有效地降低了數(shù)據(jù)的錯誤率；CAN節(jié)點(diǎn)在錯誤嚴(yán)重的情況下，具有自動關(guān)閉功能，使總線上其他節(jié)點(diǎn)不受影響。第四，CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10000m(傳輸速率為5kbit／s)；最高通信速率可達(dá)1Mbit／s(傳輸距離為40m)。第二，CAN協(xié)議遵循ISO／OSI參考模型，采用了其中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。由于CAN總線具有較強(qiáng)的糾錯能力、支持差分收發(fā)，因而適合高于擾環(huán)境[11]，并具有較遠(yuǎn)的傳輸距離。 CAN總線特性CAN總線是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖。 表2 CAN總線值與CANH、CANL電平的關(guān)系CANH(V)CANL(V)CAN總線狀態(tài)隱性顯性(12)CAN協(xié)議可細(xì)分為應(yīng)用層、目標(biāo)層、傳輸層、物理層。例如，在總線的“線與”操作情況下，“顯性”電平為“0”，“隱性”電平為“1”。(10)CAN總線的編碼原則：連續(xù)發(fā)送5位相同的二進(jìn)制碼，插入1位補(bǔ)碼。為了減少系統(tǒng)電源的功耗，可將節(jié)點(diǎn)設(shè)為睡眠模式,以便停止內(nèi)部活動及斷開與總線驅(qū)動器的連接。(8)CAN總線最大有效長度與傳輸速率的關(guān)系如表1所示。(6)采用CRC校驗(yàn)并提供相應(yīng)的錯誤處理能力，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。如果發(fā)送的是“隱性”電平，而監(jiān)視到的是“顯性”電平，則該節(jié)點(diǎn)失去仲裁，退出發(fā)送狀態(tài)。仲裁期間，每一個發(fā)送器都對發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的電平進(jìn)行比較。(4)總線仲裁運(yùn)用逐位仲裁規(guī)則，借助標(biāo)識符ID解決。(3)對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，廢除了傳統(tǒng)的地址編碼，可使網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識碼位為11位或29位，可定義2048或536870912個不同的數(shù)據(jù)塊?？偩€空閑時，任何節(jié)點(diǎn)都可以開始傳送報(bào)文，具有高優(yōu)先級權(quán)報(bào)文的節(jié)點(diǎn)獲得總線訪問權(quán)。數(shù)據(jù)長度最多為8字節(jié)，保證了通信的實(shí)時性，同時滿足工業(yè)領(lǐng)域控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)[8]的一般要求。 CAN總線簡介CAN總線是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，其主要特點(diǎn)如下：(1)CAN信息以報(bào)文格式傳輸，報(bào)文傳輸由以下4個不同的信息幀類型所表示和控制：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯誤幀、過載幀，其中數(shù)據(jù)幀用于傳送數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程幀用于請求發(fā)送具有同一標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀，錯誤幀表示節(jié)點(diǎn)的出錯信息，過載幀用以在先行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀之間提供一附加的延時。在信息社會中，有些先進(jìn)的轎車還裝有第三條CAN總線，它主要負(fù)責(zé)衛(wèi)星導(dǎo)航及智能通訊系統(tǒng)。目前汽車上的網(wǎng)絡(luò)連接方式主要采用2條CAN，一條用于驅(qū)動系統(tǒng)的高速CAN，速率達(dá)到500kbps，另一條用于車身系統(tǒng)的低速CAN，速率是100kbps。CAN最初由Bosch公司為汽車的檢測、控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。 本文主要研究論文在研究混合動力汽車結(jié)構(gòu)和CAN總線技術(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于CAN總線的混合動力汽車CAN通信網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)混合動力汽車CAN通行協(xié)議，給出了CAN通信節(jié)點(diǎn)的軟、硬件設(shè)計(jì)。我們在這里主要著重于動力總成方面的電氣節(jié)點(diǎn)，CAN網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)也主要針對動力總成。在混合動力汽車的網(wǎng)絡(luò)研制階段，主要是對這些部件進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)。圖1 串聯(lián)式混合動力電動汽車結(jié)構(gòu)形式圖2 并聯(lián)式混合動力電動汽車結(jié)構(gòu)形式 圖3 混聯(lián)式混合動力電動汽車結(jié)構(gòu)形式1．3．2 基于CAN總線的混合動力電動汽車不管是哪種類型的混合動力汽車，其主要部件還是基本一致的，其中包括：發(fā)動機(jī)、電機(jī)、電池、變速箱、整車控制器等等。而混合動力汽車的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有多種需相互作用卻又相對獨(dú)立的部件，并且車載環(huán)境比較惡劣，有很強(qiáng)的干擾，模擬信號的可靠性不高?；旌蟿恿﹄妱悠嚫鶕?jù)其結(jié)構(gòu)的不同，大體上可以分為串聯(lián)式(如圖1)、并聯(lián)式(如圖2)和混聯(lián)式(如圖3)。優(yōu)秀的混合動力汽車結(jié)合了發(fā)動機(jī)和電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，成功的改善了汽車的尾氣排放，提高了燃油效率，降低了油耗，并且不需要充電站等純電動車所需的配套設(shè)施。1．3 CAN總線在混合動力電動汽車上的運(yùn)用1．3．1混合動力電動汽車簡介混合動力電動汽車是指由兩種或兩種以上的儲能器，能源或轉(zhuǎn)換器作驅(qū)動能源，其中至少有一種能提供電能的車輛。CAN總線的良好性能和獨(dú)特設(shè)計(jì)以及其在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了CAN總線的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。CAN從一開始就是專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，目前它仍是汽車控制網(wǎng)絡(luò)的主流總線標(biāo)準(zhǔn)。1．2 CAN總線在汽車上的應(yīng)用情況CAN總線的發(fā)展始于上個世紀(jì)80年代。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在比較成熟的汽車電子網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)多達(dá)幾十種，在汽車領(lǐng)域應(yīng)用普遍的也有十幾種。Internet的成功給汽車的接線方式提供了一種啟示，汽車網(wǎng)絡(luò)的引入自然地成為解決這一問題的最佳方案。這種方式臃腫、昂貴、復(fù)雜，造成造車和裝配中的諸多不便。汽車網(wǎng)絡(luò)的概念大部分來自計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但汽車網(wǎng)絡(luò)同時被賦予了控制的概念。汽車電子的網(wǎng)絡(luò)化是汽車電子走向成熟的一個標(biāo)志。在汽車的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)中，所有部分協(xié)同工作滿足汽車駕駛員的行駛和操作意圖。在這一階段，汽車電子與機(jī)械技術(shù)、材料技術(shù)一起獲得快速發(fā)展，機(jī)電一體化成為汽車領(lǐng)域里的新概念。第二階段，就是微型計(jì)算機(jī)開始在汽車中使用的時期。第一階段，為提高個別機(jī)械部件的性能而在汽車中引入電子裝置的初始階段。隨著電子器件和芯片技術(shù)的日益成熟，汽車電子化趨勢將持續(xù)發(fā)展下去，使用汽車電子的優(yōu)勢也會越來越明顯。現(xiàn)代汽車的高端性能大多來自汽車中使用的電子部件中。目前，電子設(shè)備在汽車中占的比重逐年增多，電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用水平也逐年提高。 Technical application目 錄1緒論……………………………………………………………………5………………………………………5 C