電動(dòng)汽車CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf_第1頁(yè)
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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)

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