基于can总线的燃料电池城市客车通信网络研究

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1、基于CAN总线的燃料电池城市客车通信网络研究摘要燃料电池电动汽车FCEV(Fuel．cellelectricVehicle)的动力源采用燃料电池代替了传统的内燃机，可有效的减少能源消耗，且燃料电池汽车排放物为水，属于无污染车辆，在未来有着广泛的应用前景。燃料电池城市客车FCCB(Fuei．cellCityBus)最有可能率先实现产业化‘，因此本文选择燃料电池城市客车作为研究对象。为了解决燃料电池城市客车各控制器之间的信息交换，需要一个智能化的通信网络，CAN总线以其突出的实时性、可靠性和灵活性等优点成为

2、最佳选择。本文以燃料电池城市客车为应用平台，通信标准依照CAN2．0B和J1939协议，根据汽车实际工况和控制要求，设计了一个完整的通信网络。论文介绍了燃料电池城市客车的主要结构，对燃料电池城市客车的关键技术进行了分析研究。介绍了当前汽车车载网络中具有普遍意义的CAN总线的特点及其分层结构、报文传输等技术规范，同时分析了面向汽车网络的J1939协议的原理和内容，研究了J1939的编码定义规则。在研究燃料电池城市客车的动力系统的基础上，分析了各控制单元的功能，构建了五个CAN节点的网络拓扑结构，包括整车控

3、制器模块、燃料电池控制器模块、电机控制器模块、超级电容控制器模块和LED显示单元，依据J1939协议对FCCB通信系统网络节点的源地址和报文进行了详细定义。构建了课题研究所需要的软硬件平台：(1)基于ARM完成高速CAN节点的硬件设计，包括电源部分、CAN接口部分和微控制器部分。(2)在基于ARM芯片内建CAN控制器和FullCAN专家函数库的基础上，进行了CAN高速节点的软件设计，并对节点在缓冲区配置和验收过滤设置方面进行了研究。在ADSl．2集成开发环境下建立CAN通信方案，并进行程序的调试、编译和

4、下载。最后采用周立功公司的CANstarter．II开发套件完成了ARM芯片的CAN节点通信试验。试验结果表明，设计的CAN节点间的数据通信可靠，且符合预先的滤波设置，满足设计要求。论文最后总结归纳了本课题研究的结论和创新点，对进一步研究和探讨提出了展望。关键词：燃料电池城市客车CAN总线通信网络SAEJ1939协议StudyonCommunicationNetworkofFuel—-cellCityBusBasedonCANAbstractFuel．cellelectricvehicle(FCEV)c

5、anreduceenergyconsumptioneffectivelywhichusesfueleellasmainpowersourceinsteadofinternalcombustionengine．AndemissioniSthewater,SOfuel．cellvehiclesbelongtonon—pollutingvehicle．Asaresult，FCEVhaslongtermpotentialinthefuture．111eFuel．cellCityBus(FCCB)ismostli

6、kelytobethefirsttoachieveindustrialization,SOthispaperselectstheFCCBasresearchsubject．InordertosolvetheproblemamongvariouscontrollersofFCCBtoexchangeinformation,intelligentizecommunicationnetworkiSneeded．CAN—busisthebestchoicebecauseofsecurity，real．timea

7、ndflexibility．AccordingtostandardconformtoCAN2．OBandJ1939protocolaswellascontrolstructureandactualconditionofFCCB，thispaperwithFCEVforapplicationplatformdesignedawholecommunicationsystemcomparatively．Thispaperdiscussedandanalyzedthestructureoffuel—cellci

8、tybusandsomeofthekeytechnologyinfuel-cellcitybus．NetworktopologystructureoffiveCANnodesisestablishedincludingvehiclecontrolunit，fuel-cellenginecontrolunit，drivenmotorcontrolunit，ultracapacitormanagementunitandLEDdisplayuni