基于CAN总线的电动汽车能量回收系统研究

　　1 引言

　　现场总线技术(field bus)由于其造价低廉又能满足工业现场环境下的通信要求而成为一种新型的通信方式。其中can(controller area network)总线正是当今流行的一种较为先进的、性能出色的现场总线技术。电动汽车能量管理系统需检测和交换大量数据，采用硬接信号线的方式难以解决问题，且繁琐复杂、成本较高，采用can总线来实现其内部的数据通信则是一种有效的方法。文中研究了一个can网络节点-电动汽车能量回收模块，并介绍了一种基于can总线的dc-dc控制器的设计。

　　2 can总线

　　can总线是德国bosch公司为汽车监测、控制系统而设计的一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，是一种全数字式现场控制设备互连总线，已成为一种国际标准(iso11898)。philips、intel、motorola等半导体厂商开发了支持can协议的集成器件，如82526、sja1000、68hc05x16等。由于can总线具有较强的纠错能力，支持差分收发，因而适合高噪声环境，并具有较远的传输距离。因此，can总线对于许多领域的分布式测控系统很有吸引力，特别适合于基于单片机的小型分布式控制系统。目前已在工业自动化、机床、汽车等诸多领域得到广泛应用。

　　can具有卓越的性能和高可靠性，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。can总线具有以下突出特点:

　　(1) 是一种多主总线，可以以多主方式工作，能使系统的各模块实现多主通信，在多主方式工作下，网络上任一节点均可在任意时刻主动向其他节点发送信息，不分主从，通信方式灵活;

　　(2) can网络上的节点信息分为不同的优先级，可满足不同的实时要求;

　　(3) 非破坏性的基于优先权的总线仲裁和错误界定;

　　(4) 通信距离可达10km(速率5kb/s),速率可达1mb/s(距离可达40m以内)。

　　can协议的最大特点是打破了传统的节点地址编码方式，而是对通信数据块进行编码，这种方法可使不同的节点同时接收到相同的数据，可定义211或229个不同的数据类型，网络容量巨大。同时，避免发生总线“冲突”。

　　3 基于can总线的电动汽车能量管理系统

　　can通信网络在国内燃油汽车中的应用研究已见诸有关文献。我们提出的基于can总线的电动汽车能量管理系统如图1所示，其中每个模块都成为系统的一个can节点，可以相互通信。它由主控制器、电池管理模块、电机驱动模块、能量回收模块、车况监控模块组成。主要负责维持电动车所有的蓄电池组件工作处于最佳状态;对电机进行监测和控制;对刹车时的瞬时能量进行回收;采集车辆的各子系统的运行数据，进行监控和诊断;控制充电方式和提供剩余能量显示等。