電動(dòng)汽車CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)汽車擁有量快速、持續(xù)地增加，汽車給人們生活帶來(lái)了一些不利的影響，例如大城市里經(jīng)常出現(xiàn)交通堵塞，以及汽車尾氣造成的空氣污染。另外，近年來(lái)由于全世界范圍內(nèi)汽車工業(yè)發(fā)展和汽車消費(fèi)需求的增長(zhǎng)，對(duì)能源的需求也在不斷上升。汽車制造商們一直在尋求一種基于新能源的動(dòng)力系統(tǒng)，要求這樣的能源不造成空氣污染，且易于尋找。電動(dòng)汽車逐漸發(fā)展起來(lái)，成為一個(gè)新的趨勢(shì)。相比傳統(tǒng)汽車，電動(dòng)汽車更加清潔，而且電能易于補(bǔ)充。然而，相比傳統(tǒng)汽車，電動(dòng)汽車擁有更多更復(fù)雜

2、的電子電器系統(tǒng)，譬如更多的電子傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器等，各零部件、系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)，數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)控制機(jī)制愈加復(fù)雜，對(duì)實(shí)時(shí)性和可靠性提出了較高的要求；同時(shí)，由于電動(dòng)車完全依靠電池驅(qū)動(dòng)，對(duì)能量消耗極為敏感，需要高效率的能耗管理機(jī)制。因此，研究如何提高電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)的通訊性能和電池能耗管理是一項(xiàng)非常緊迫的任務(wù)。
　　本文研究了傳統(tǒng)汽車上各系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交互以及能耗管理上的缺陷，提出了一種基于CAN總線的汽車分布式車用網(wǎng)絡(luò)。

3、該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)充分利用總線技術(shù)的高速率和實(shí)時(shí)性，在雙絞線上傳遞大量的電氣參數(shù)信息和控制信息，避免在不同的電子電器系統(tǒng)之間分別架設(shè)復(fù)雜的電氣線路，極大地減少了電子電器系統(tǒng)的線束、線纜連接，直接導(dǎo)致整車重量大幅降低，從而使得油耗也相應(yīng)變小。并且，利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化工作模式切換功能，將當(dāng)前沒(méi)有工作需求的電氣系統(tǒng)及時(shí)關(guān)閉，切斷能源消耗源，大幅減少整車能耗，提高了電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程。同時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還提供高可靠性，支持對(duì)常見(jiàn)線路故障的容錯(cuò)機(jī)制。

4、當(dāng)出現(xiàn)低等級(jí)故障時(shí)，整車網(wǎng)絡(luò)通訊不受任何影響，可保持正常通訊。當(dāng)出現(xiàn)高等級(jí)故障時(shí)，出故障的電氣系統(tǒng)自動(dòng)脫離網(wǎng)絡(luò)，不影響網(wǎng)絡(luò)上的其他電氣系統(tǒng)的正常通訊。本文根據(jù)電動(dòng)汽車總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能目標(biāo)，提出了一種基于CAN總線的分布式架構(gòu)，并著重分析了汽車在不同電源模式下網(wǎng)絡(luò)管理的需求和通訊應(yīng)用層需求，為系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)指明了方向。
　　在提出系統(tǒng)相關(guān)需求后，簡(jiǎn)明介紹了為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的對(duì)應(yīng)硬件電路設(shè)計(jì)，其中包括MCU的外圍通訊接口電路設(shè)計(jì)、通訊控

5、制收發(fā)器型號(hào)選等。完成硬件設(shè)計(jì)后，系統(tǒng)詳細(xì)介紹系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，按照軟件分層結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的原則和方針，重點(diǎn)對(duì)軟件網(wǎng)絡(luò)管理模塊和應(yīng)用層模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。其中，網(wǎng)絡(luò)管理用于協(xié)調(diào)通訊的喚醒與睡眠。應(yīng)用層模塊用于通訊報(bào)文數(shù)據(jù)收發(fā)。通訊控制模塊用于通訊初始化設(shè)置、通訊報(bào)文的發(fā)送和接收等。
　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)之后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證。試驗(yàn)表明，本文提出的電動(dòng)汽車CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)的高效、可靠數(shù)據(jù)通訊和協(xié)同控制，并且實(shí)現(xiàn)