目前基于CAN总线的串联式混合动力电动车控制

基于CAN总线的串联式混合动力电动车控制系统

张维刚1，漆志佳2

(1．清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084；

2．北京嘉捷博大电动车有限公司北京100176) 1引言

随着世界环保进程的日益加快和全球性能源危机的加剧，世界上许多国家都在研制低污染环保型交通工具，混合动力电动车因其具有以下优势而成为各国竞相发展的对象：(1)克服了纯电动车在性能上的不足，解决了纯电动车因动力电池容量不足而导致续驶里程过短的问题，从而降低对电池容量的依赖性，减少电池过度充放电情况的发生，大大提高了动力电池寿命，继而避免了因更换动力电池所带来的高维护成本；(2)可以顺利与纯电动车接轨，当燃料电池等新型动力源一旦成熟，只需要将混合动力电动车的动力源更换成燃料电池，就可以顺利的过度到纯电动车，从而实现真正的零排放。(3)我国的汽车工业水平落后于发达国家很多，但作为混合动力电动车的研制和开发我国由于锚和锚链1般件比较大与发达国家几乎站在同一起跑线上，这对提高我们国家汽车工业的水平和在国际上的地位具有举足轻重的作用。

2串联式混合动力电动车结构原理

目前，串联式混合动力电动车技术已经比较成熟，原理如图1所示：3基于CAN总线的控制系统络结构

CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信络，属于现场总线的范畴，它具有以下主要特性：

——多主站依据优先权进行总线访问

——无破坏性的基于优先权的仲裁

——借助接收滤波的多地址帧传送

——远程数据请求

——配置灵活性

——全系统数据相容性

——错误检测和出错信令

——发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭破坏的帧可自动重新发送

——暂时错误和永久性故障节点的判别以及故障节点的自动脱离

CAN总线的优越性是显而易见的，同时，CAN总线也被认为是电动车最佳通讯结构，“863”电动汽车专项中明确提出，新申报的电动车开发项目必须采用CAN总线通讯模式，因而选用了CAN总线作低惩缱芟摺＊?整个系统采用分布式控制，共有6个节点控制器，主要分布在电动车上控制量和采集量密集的地方，包括：发电机控制器(1#)、电动机控制器(2#)、配电这强大的多样性使其利用范围更加广泛柜控制器(3#)、司机台控制器(4#)、电池管理系统(5#，以下简称BMS)、人机接口的PC104计算机(主机)。络结构图如图2所示： 其中BMS本身自成一套系统，主要是对电池进行监测，并将电池数据和状态实时上报给上位机，BMS系统中的主机挂入整车控制系统。系统硬件构成为：以配备了智能PC104 CAN控制卡的PC104计算机为主机；BMS系统主机因考中国最近以全面、调和、可延续的科学发展观为指点思想虑到电池数据分析和处理的复杂最多能用5⑴0年性，也采用配备了智能PC104CAN控制卡的PC104计算机；其余各控制器以P80C592单片机为核心构成，该芯片本身集成有CAN控制器，A／D转换器，看门狗，使用该芯片使各控制节点小型化成为可能，我们在它的基础上扩展了外围模拟量和数字量的输入和输出，便于过程控制。

4系统的通讯管理

4．1CAN总线节点地址分配

对于以上述P80C592和PC104结构CAN通讯卡为硬件基础的CAN总线络形式，节点之间通讯报文所用到的信息帧有两种：数据帧和远程帧。数据帧和远程帧的帧起始位之后都包括有标识符和远程发送请求位(RTR)组成的仲裁场。标识符的长度为11(ID．10～ID．0)位，包含信息帧目标地址特征。RTR位在数据帧中必须是“显性”电平，用以标记帧类型。

节点报文接收器的接收滤波器由两部分组成：接收码寄存器(ACR)和接收屏蔽寄存器(AMR)。此两个寄存器均为8位：验收码位(AC．7～AC．0)，验收屏蔽位(AM．7～AM．0)。当信息帧的报文标识符最高8位(ID．10～ID．3)满足下列等式：

则该信息帧将被报文接收器接收。

对于本系统的6个络节点，定义各节点的验收码和验收屏蔽码如下：

根据上述节点地址分配，各节点均可实现对其它任意节点组合的信息发送。如主机对1#、2#、3#节点同时发送信息，则主机发送信息帧的标识符高8位可写为：87H或07H。

可见对报文接收器而言，ID．10=0或1没有区别。但根据CAN总线协议，显性位“0”将比隐性位“