電動汽車的CAN總線特點

　　電動汽車是集計算機技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)、新材料技術(shù)等一體化的高科技產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有多種相互作用卻又相對獨立的部件，且車載環(huán)境較惡劣，有很強的干擾，用模擬量的控制可靠性不高。先進高效的控制體系結(jié)構(gòu)，可以使電動汽車各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換滿足簡單迅速、可靠性高、抗干擾能力強、實時性好、系統(tǒng)錯誤檢測和隔離能力強等要求。本文采用了先進的計算機技術(shù)和CAN總線技術(shù)，集智能控制、信號采集、數(shù)據(jù)處理和通信于一體，控制實時性好，可實現(xiàn)整車控制智能化和多傳感器信息的有效融合。

　　CAN總線具有以下幾個重要特點：

結(jié)構(gòu)簡單，只有兩根線與外部相連，且內(nèi)部含有錯誤探測和管理模塊。

通信方式靈活。可以多種方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個節(jié)點均可在任意時刻主動的向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從。

可以點對點、點對多點及全局廣播方式發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點信息可分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實時要求。

CAN通訊格式采用短幀格式，每幀字節(jié)數(shù)最多為8個，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)和測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時，8個字節(jié)也不會占用總線時間過長，從而保證了通訊的實時性。

　　采用非破壞性總線仲裁技術(shù)。當兩個節(jié)點同時向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可以不受影響繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，這大大地節(jié)省了總線仲裁沖突時間，在網(wǎng)絡(luò)負載很重的情況下也不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

直接通訊距離最大可達1k0m(速率在5kb／S以下)，最高通訊速率可達1Mb／s(此時距離最長為40m)。節(jié)點數(shù)可達110個，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。

　　CAN總線通訊接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等項工作。CAN總線采用CRC檢驗并可提供相應(yīng)的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。

　　系統(tǒng)設(shè)計

電動汽車數(shù)字控制系統(tǒng)主要由電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)，動力裝置的冷卻系統(tǒng)，汽車電器、儀表顯示、供電系統(tǒng)，信息通信系統(tǒng)等組成。電動汽車采用雙CAN總線結(jié)構(gòu)，電機驅(qū)動控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)均采用高速CAN總線通信；動力裝置的冷卻系統(tǒng)，汽車電器、儀表顯示、供電系統(tǒng)采用低速CAN總線系統(tǒng)；高、低速CAN總線系統(tǒng)之間采用網(wǎng)關(guān)進行交換，CAN總線符合CAN.20B標準和15011898國際標準。通信介質(zhì)采用普通屏蔽雙絞線。

　　選擇合適的MCU是CAN總線數(shù)字儀表控制系統(tǒng)設(shè)計成功的關(guān)鍵。它必須能適應(yīng)各類復(fù)雜監(jiān)控系統(tǒng)的要求，如實時性、低功耗、快速數(shù)據(jù)處理、集成數(shù)模外設(shè)功能、集成CAN總線接口，還應(yīng)該集成充足的Flash或RAM供程序、數(shù)據(jù)存儲，以簡化電路，提高系統(tǒng)的可靠性。此外，它還要具有低成本和惡劣環(huán)境下的適應(yīng)性。在綜合比較了當前業(yè)界流行的幾款MCU，如DSP2000系列、ATM89系列和C8051F系列之后，最終選擇了Cygnal的C805lF這一系列高性能8位單片機。