【正文】 使用關(guān)于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的任何信息，使得系統(tǒng)配置靈活。(7)CAN總線具有錯(cuò)誤檢測(cè)功能，即監(jiān)視、位填充、循環(huán)冗余檢查、報(bào)文格式檢查、自動(dòng)重發(fā)功能。表1 傳輸速率與有效長(zhǎng)度的關(guān)系位速率(kbps)10005002501251005020105位速率(m)4013027053062013003300670010000 (9)CAN節(jié)點(diǎn)具有睡眠模式/喚醒功能[9]。CAN節(jié)點(diǎn)可由總線喚醒或系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)激活。(11)CAN總線的總線值分為“顯性”電平和“隱性”電平，“顯性”位與“隱性”位同時(shí)發(fā)送，總線值將呈“顯性”。CAN總線值與CANH、CANL電平的關(guān)系如表2所示。目標(biāo)層、傳輸層包括所有由ISO/OSI模型定義的鏈路層的服務(wù)和功能，目標(biāo)層用于查找被發(fā)送的報(bào)文、確定由實(shí)際要使用的傳輸層接收哪一個(gè)報(bào)文、提供與硬件有關(guān)應(yīng)用層的接口，傳輸層的功能包括控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯(cuò)誤檢測(cè)、出錯(cuò)標(biāo)定、故障界定[10]。CAN協(xié)議采用通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，取代了傳統(tǒng)的站地址編碼，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)在理論上不受限制。CAN特性如下：第一，CAN是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。第三，CAN可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，節(jié)點(diǎn)之間有優(yōu)先級(jí)之分，因而通信方式靈活；CAN采用非破壞性逐位仲裁技術(shù)，優(yōu)先級(jí)發(fā)送，節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間，在重負(fù)載下性能良好；CAN可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(成組)及全局廣播等方式傳送和接收數(shù)據(jù)。第五，CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)110個(gè)。第七，信號(hào)調(diào)制解調(diào)方式采用不歸零(NRZ)編碼／解碼方式，并采用插入填充位技術(shù)。 混合電動(dòng)汽車(chē)CAN通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成湖南大學(xué)與長(zhǎng)豐集團(tuán)聯(lián)合研制的CFA6470HEV越野型混合電動(dòng)汽車(chē)以CFA6470G四輪驅(qū)動(dòng)越野車(chē)為平臺(tái)，采用并聯(lián)驅(qū)動(dòng)方式，去掉了分動(dòng)箱，發(fā)動(dòng)機(jī)僅驅(qū)動(dòng)后橋，驅(qū)動(dòng)電機(jī)以鎳氫動(dòng)力電池為能源驅(qū)動(dòng)前橋，前輪、后輪通過(guò)地面摩擦力達(dá)到速度一致[12]。CFA6470HEV型混合電動(dòng)汽車(chē)在傳統(tǒng)燃油車(chē)的基礎(chǔ)上增加了驅(qū)動(dòng)電機(jī)、啟動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池組，進(jìn)而追加了驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(MCU)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能源總成控制系統(tǒng)(EACS)、啟動(dòng)電機(jī)控制器(SCU)等電子控制系統(tǒng)。圖5 CFA6470HEV 功能結(jié)構(gòu)圖 其中發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)(4G64)、排量( L)、最大功率(92 KW)、最大扭矩(188 NM)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用SOLECTRIA的三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)AC21A,該電機(jī)額定功率(16 KW)、額定轉(zhuǎn)矩(30 Nm)、額定轉(zhuǎn)速(4000 rpm)、最高轉(zhuǎn)速(12000 rpm)；啟動(dòng)電機(jī)額定功率(5 KW)、最高轉(zhuǎn)速(15000 rpm)、最高扭矩(38 Nm)；鎳氫動(dòng)力電池容量(8 AH)、單體電壓()、額定電壓(336V)、最大放電倍率(15 C)、最大放電電流(120 A)、最大充電電流(60 A)、總能量(2688 WH)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器采用逆變器DMOC425，該逆變器采用矢量控制法，根據(jù)EACS的扭矩命令進(jìn)行出力；電池管理系統(tǒng)監(jiān)視電池的運(yùn)行狀況，采用溫度補(bǔ)償、自放電率補(bǔ)償?shù)确椒ü烙?jì)剩余電量；啟動(dòng)電機(jī)控制器采用矢量控制法，根據(jù)EACS的扭矩命令出力；能源總成控制系統(tǒng)根據(jù)整車(chē)的當(dāng)前狀態(tài)及路況進(jìn)行下一步?jīng)Q策，確定整車(chē)的運(yùn)行模式、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)的位置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的出力、啟動(dòng)電機(jī)的出力，并顯示整車(chē)的運(yùn)行情況。如圖6所示。CAN總線通信只用到兩根導(dǎo)線CANH、CANL，對(duì)通信介質(zhì)的要求較低，雙絞線、同軸電纜或光纖均可，通常采用廉價(jià)的雙絞線即可[13]。圖6 混合電動(dòng)汽車(chē)CAN通信網(wǎng)絡(luò)圖6中，CAN總線兩個(gè)末端均接有抑制信號(hào)反射的終端電阻R，當(dāng)通信介質(zhì)為雙絞線時(shí)，一般取R＝100～120 Ω。按照CAN國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898的建議，在總線位速率為1 Mbps時(shí)，S和L的值應(yīng)小于40 m，但當(dāng)總線位速率小于5 Kbps以下時(shí)，L的允許值可達(dá)10Km。 混合電動(dòng)汽車(chē)CAN通信協(xié)議長(zhǎng)豐CFA6470HEV型混合電動(dòng)汽車(chē)以能源總成控制系統(tǒng)為核心，能源總成控制系統(tǒng)匯集發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、啟動(dòng)電機(jī)、電池、空調(diào)、加速踏板、制動(dòng)踏板、離合器等的狀態(tài)信息，指揮發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、啟動(dòng)電機(jī)、離合器進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。整個(gè)CAN通信網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為 250 kbps，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、啟動(dòng)電機(jī)控制器每50 ms發(fā)送兩幀狀態(tài)數(shù)據(jù)給能源總成控制系統(tǒng)，而能源總成控制系統(tǒng)每50ms分別給驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、啟動(dòng)電機(jī)控制器發(fā)一幀扭矩控制數(shù)據(jù)；電池管理系統(tǒng)每1 s發(fā)送兩幀狀態(tài)數(shù)據(jù)給能源總成控制系統(tǒng)，且當(dāng)發(fā)現(xiàn)電池錯(cuò)誤或其他錯(cuò)誤時(shí)，立即發(fā)送第一幀數(shù)據(jù)[14]。表 3 能源總成控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的協(xié)議IDMessage DefinitionSpecificationHEXRemarkcontrol message0x701110000BMessage ID7 bitsstatus message10x601100000BCAN Identifystatus message20x611100001B11bitsMessage Type1 bitmessage to node0x011Bmessage from node0x000BNode ID3 bitsnode number0x01MCU39。s nodeControl MessageBCU Init 8 bits0x01 : BCU intialize0x0164 bitsReserved8 bits0xffID:01100001010BReserved48 bits0xffffffSoc8 bits0x00:Soc is 0%. 0x23: Soc is 35% 0x64: Soc is 100%max. possible CAN bits0x64Status8 bitsbit0: Bat. work/not work (1/0)Reserved bits: 0bit1: Bat. charge/discharge (1/0)Status Message 1 64 bitsVoltage16 bits0V:0x0000。 5A: 0x0032Transmit data = Actual_cur.*10Error8 bitsbit0: Bat. Under voltage0x01bit1: Bat. Overvoltage0x02bit2: Bat. Temp. too low0x04bit3: Bat. Temp. too high0x08bit4: Bat. Other errors0x10Run_OK8 bits0x02: Run OK。C: 0x0000 。C: 0x01F4。C:0xFE0CTransmit data = Actual_temp.*10Status Message 1 64 bitsPoint B bits0176。 50176。 50176。C: 0x0000 。C: 0x01F4。C:0xFE0CTransmit data = Actual_temp.*10Reversed16 bits0xffff 表5 能源總成控制系統(tǒng)與啟動(dòng)電機(jī)控制器的協(xié)議IDMessage DefinitionSpecificationHEXRemarkMessage ID7 bitscontrol message0x581011000Bstatus message10x481001000BCAN Identifiersstatus message20x491001001B11bitsMessage Type1 bitmessage to node0x011Bmessage from node0x000BNode ID3 bitsnode number0x04SCU’s NodeControl Messagetorque limit 16 bits0x01:0x1Nmscale is 1:164 bits0x96:0x96Nmrange is (150~+150)ID:10110001100Breserved 48 bits0xffffactual speed16 bits0x01:2rpmscale is 1:20x02:4rpmmax value0x0bb8actual torque16 bits0x01:0x1Nmscale is 1:10x96:0x96Nm