CAN总线在电动汽车充电机上的应用.docx

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1、CAN总线在电动汽车充电机上的应用Time:2011-10-1011:32:29  Author:  Source:中电网分享到：1引言电动汽车(ev)是由电机驱动前进的，而电机的动力则是来自可循环充电的电池，并且电动汽车对电池的工作特性的要求远超过了传统的电池系统，因此电动汽车电池系统电压高而且电流大，所以对电动汽车充电机的要求比较高。电动汽车充电机需要能够在以分钟计算的时间内完成对电池的充电，而不是通常的以小时来计算。以一个电池容量为30kwh的电动汽车蓄电池来计算，如果在15分钟内将它充满，那么充电功率将达

2、到120kw，假设电动汽车的充电电压在200~400v，那么相应的他的充电电流将会达到300a。如此大的充电电流，如果仅用单一的电源模块很难实现。面对充电机的日益大容量化，并联均流是一个很好的解决方法。因为软件均流具有成本较低，扩容能力强，扩容方便，方案改变、升级容易实现等优点，所以在实现的过程中采用软件均流的方法，但是实现过程中需要解决的关键问题是模块间的通信问题。can总线因为具有通信可靠性高，成本低，简单实用等优点得到了越来越多的应用[5]，所以充电机内部模块间通信采用基于can总线的软件均流方案；电动汽车

3、充电机需要和蓄电池管理系统(bms)之间通信，同时由于can总线还具有较高的网络安全性等特点，并且作为国际标准已逐渐发展成汽车电子系统的主流总线，因此将采用can总线作为充电机与电池管理系统之间的通信方式；而且can总线的通信距离较远(10km)，同时可靠性较高，所以监控中心和充电机之间的通信也采用can通信的方式。本文对can总线的研究将集中在如何将can总线应用在电动汽车充电机上，并完成充电机在工作过程中与蓄电池管理系统，内部电源模块以及监控中心的通信流程。2电动汽车充电机的通信拓扑电动汽车充电机在工作的过程

4、中，需要和车载电池管理系统(bms)、充电站的集中监控中心和充电机内部电源模块之间通信。如图1所示，充电机的通信系统中包含三个can通信网络：充电机主控制器与蓄电池管理系统(bms)之间的通信网络(can1)：实现充电机与车载蓄电池管理系统的之间数据交换，为动力电池充电提供参数信息。充电机主控制器与充电监控系统之间的通信网络(can2)：实现监控中心与充电机的实时数据采集、监控和控制功能，能够实时的通过监控中心掌握充电机的工作状态，并能通过充电机间接获取蓄电池的信息。充电机主控制器与电源模块之间的网络通信网络(c

5、an3)：实现充电机主控制器与独立电源模块之间的数据交换，实现基于can总线的软件均流方案，其中n个电源模块作为工作模块，n个电源模块作为备用的电源模块。can网络应用在电动汽车充电机上，主要是根据充电机的工作原理并结合can总线的工作特性，制定合适的基于can总线通信的工作流程图。图2充电机与电池管理系统之间的工作流程图·(1)什么是数据总线　　一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线。以前各电控单元之间好比有许多人骑着自行车来来

6、往往，现在是这些人乘坐公共汽车，公共汽车可以运输大量乘客，故数据总线亦称BUS线。　　(2)为什么要采用数据总线　　我们知道，汽车两块电脑之间的信息传递，有几个信号就要有几条信号传输线(信号传输线的接地端可以采用公共回路)，例如，宝来轿车发动机电控单元J220与自动变速器电控单元J217之间就需要有5条信号传输线。如果传递信号项目多还需要更多的信号传输线，这样会导致电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多及维修困难。　　(3)什么是CAN协议　　电子计算机网络用电子语言来说话，各电控单元必须使用和解读相同的电子语

7、言，这种语言称“协议”，汽车电脑网络常见的传输协议有数种。宝来车装用博世公司产品，数据总线采用CAN协议，这个协议是由福特、Internet与博世公司共同开发的高速汽车通信协议。CAN是ControllerAreaNetwork(控制单元区域网络)的缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。　　(4)CAN数据传输系统的优点　　数据总线与其他部件组合在一起就成为数据传输系统，CAN数据传输系统的优点是：　　①将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速数据传递。　　②电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单

8、元的有限空间。　　③如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。　　④各电控单元的监测对所连接的CAN总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码。　　⑤CAN数据总线符合国际标准，以便于一辆车上不同厂家的电控单元间进行数据交换。　　2．CAN数据传输系统构成及工作原理　　(1)CAN数据传输系统构成　　CAN数据传输系统中每块电脑的内部增加了一个CAN控制器，一个