資源描述：
《基于can總線的電動汽車控制系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、基于CAN總線的電動汽車控制系統(tǒng)設(shè)計本文介紹將CAN總線技術(shù)應(yīng)用到電動汽車控制系統(tǒng)，并采用通用擴展單元解決了電動汽車電控系統(tǒng)的電路設(shè)計復雜性的問題，優(yōu)化了組合各電控單元信息以實現(xiàn)充分信息共享，從而達到提高電動汽車控制系統(tǒng)性能的目的。一、前言CAN總線是德國BOSCH公司在20世紀80年代初為解決汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種通信協(xié)議。由于CAN總線具有突出的可靠性、實時性和靈活性，因而得到了業(yè)界的廣泛認同和運用，并在1993年正式成為國際標準和行業(yè)標準，被譽為“最有前途的現(xiàn)場總線”之一。以CAN為代表
2、的總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用不但減少了車身線束，也提高了汽車的可靠性。在國外現(xiàn)代轎車的設(shè)計中，CAN已經(jīng)成為必須采用的技術(shù)，奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃及雷諾等汽車都將CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。我國目前CAN總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用存在著很大的空白，在電動汽車上應(yīng)用CAN總線技術(shù)研究尚處于起步階段。電動汽車融合了許多的電子控制系統(tǒng)，如電池管理系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)、驅(qū)動控制系統(tǒng)、再生制動系統(tǒng)及ABS系統(tǒng)等。電子設(shè)備的大量應(yīng)用，必然導致車身布線增長且復雜、運行可靠性降低、線路上的功率損耗加大、故障維修難度增大。特別是電子控制單元的大量引
3、入，為了提高信號的利用率，要求大批的數(shù)據(jù)信息能在不同的電子單元中共享，汽車綜合控制系統(tǒng)中大量的控制信號也需要實時交換，傳統(tǒng)線束已遠遠不能滿足這種需求。將CAN總線動汽車控制系統(tǒng)，并采用通用擴展單元解決電動汽車電控系統(tǒng)的電路設(shè)計復雜性的問題，優(yōu)化組合各電控單元信息以實現(xiàn)充分信息共享，達到提高電動汽車控制系統(tǒng)性能的目的。二、CAN的發(fā)展背景（一）CAN的起源現(xiàn)代社會對汽車的要求不斷提高，這些要求包括：極高的主動安全性和被動安全性；乘坐的舒適性；駕駛與使用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。在汽車設(shè)計中運用微處理器及其
4、電控技術(shù)是滿足這些要求的最好方法，而且已經(jīng)得到了廣泛的運用。目前這些系統(tǒng)有：ABS（防抱系統(tǒng)）、EBD（制動力分配系統(tǒng)）、EMS（發(fā)動機管理系統(tǒng)）、多功能數(shù)字化儀表、主動懸架、導航系統(tǒng)、電子防盜系統(tǒng)、自動空調(diào)和自動CD機等。這些系統(tǒng)由多個電控單元相互連接而成，可分為控制器、傳感器、執(zhí)行器等。同時各個系統(tǒng)之間也互相連接，進行著越來越多的數(shù)據(jù)交換。這樣就需要使用大量的線束和插接器來實現(xiàn)互連，進行它們之間的數(shù)據(jù)交換。隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，這種需求的增長是驚人的（如圖）。CAN屬于現(xiàn)場總線范疇，是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r
5、控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用得益于其自身的技術(shù)特點。由于線束和插接器的數(shù)量不斷增加，整車電子系統(tǒng)的復雜程度愈來愈高，其可靠性將難以保證，故障率會提高，維修會更加困難。為了滿足汽車內(nèi)部信息交換量急劇增加的要求，有必要使用一種實現(xiàn)多路傳輸方式的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用串行總線結(jié)構(gòu)，通過總線信道共享，減少線束的數(shù)量。車載網(wǎng)絡(luò)除了要求采用總線拓撲結(jié)構(gòu)方式外，必須具有極好的抗干擾能力；極強的差錯檢測和處理能力；滿足信息傳輸實時性要求；同時具備故障的診斷和處理能力等。另外考慮到成本因素，要求其控制接口結(jié)構(gòu)
6、簡單，易于配置。（一）CAN的發(fā)展狀況20世紀80年代，Bosch的工程人員開始研究用于汽車的串行總線系統(tǒng)，因為當時還沒有一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能完全滿足汽車工程的要求。參加研究的還有Mercedes-Benz公司、Intel公司，還有德國兩所大學的教授。1986年，Bosch在SAE（汽車工程人員協(xié)會）大會上提出了CAN1987年，INTEL就推出了第一片CAN控制芯片—82526；隨后Philips半導體推出了82C200。1993年，CAN的國際標準ISO11898公布從此CAN協(xié)議被廣泛的用于各類自動化控制領(lǐng)域。1994年開
7、始有了國際CAN學術(shù)年會（ICC）。1994年美國汽車工程師協(xié)會以CAN為基礎(chǔ)制定了SAEJ1939標準，用于卡車和巴士控制和通信網(wǎng)絡(luò)。到今天，幾乎每一輛歐洲生產(chǎn)的轎車上都有CAN；高級客車上有兩套CAN，通過網(wǎng)關(guān)互聯(lián)；1999年一年就有近6千萬個CAN控制器投入使用；2000年銷售1億多CAN的芯片；2001年用在汽車上的CAN節(jié)點數(shù)目超過1億個。但是轎車上基于CAN的控制網(wǎng)絡(luò)至今仍是各大公司自成系統(tǒng)，沒有一個統(tǒng)一標準。基于CAN的應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)用較通用的有兩種：DeviceNet（適合于工廠底層自動化）和CANopen（
8、適合于機械控制的嵌入式應(yīng)用）。任何組織或個人都可以從DeviceNet供貨商協(xié)會（ODVA）獲得DeviceNet規(guī)范。購買者將得到無限制的、真正免費的開發(fā)DeviceNet產(chǎn)品的授權(quán)。DviceNet自2002年被確立為中國國家標準以來，已在冶金、電力、水處理、乳品飲料、煙草、水泥、石化、礦山等各個行
