引领电气CAD、PLM以及模拟仿真的未来

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基于CAN总线的纯电动客车线束的开发与设计

发表时间:2017-11-07 作者: 王龙群   来源: 互联网
介绍了纯电动客车搭载CAN总线的开发与设计,重点阐述了CAN总线在纯电动客车上运用优势、设计思路及线束设计过程中的相关步骤,为纯电动客车线束的研发提供参考与借鉴。

1 CAN总线简介

    控制器局域网(CAN,Controller Area Network)总线是一种实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线传输信号,是世界上应用较广泛的现场总线之一。随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用,汽车上电子控制单元越来越多,如电子燃油喷射、防抱死制动(ABS)、安全气囊、电控门窗和主动悬架等。在这种情况下,如果仍采用常规的布线方式,即电线一端与开关相接,另一端与用电设备相通,将导致电线数目急剧增加。一辆采用传统布线的高档汽车,其导线长度可达3000m,电气节点达1000个,电线重最达40~60 kg。另外,电控系统的增加虽然提高了客车的经济性和舒适性,但随之增加的复杂电路也降低了车辆的可靠性,增加了维修的难度。

    CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视,在汽车领域上得到广泛的应用。同时,由于CAN总线本身的特点,其应用范围已不再局限于汽车行业,CAN已经形成国际标准,并被公认为几种较有前途的现场总线之一。

2 CAN总线组成、分类及功能

    a.组成。纯电动客车整车CAN总线由总线仪表、总线开关模块、主站模块及车身控制模块组成,它们之问通过SAE J1939总线协议通信。仪表主站模块足储存逻辑信息并将数据传送到一个或多个车身控制模块的数据站,一条数据链上只能有一个主站,但可以根据需要配置多个车身控制模块。总线仪表、总线开关模块及主站模块安装在驾驶区,车身控制模块根据在车身上的安装位置分为前从站模块、顶从站模块及后从站模块。前从站模块安装在车辆前部,负责控制车辆前部区域电器元件;顶站模块安装住车辆顶部,负责控制车辆顶部区域电器元件;后站模块安装在车辆后部,负责控制车辆后部区域电器元件。主站模块可以通过外部CAN网络与多个电气节点连接,总线内部各模块之间通过三根0.75mm2通讯线及两根0.75 mm 2地址线连接,电器元件电源就近由车身模块供给,开关信号由总线开关控制,大大减少了整车线束,线束总重量不足25 kg。

    b.分类。纯电动客车整车CAN总线按照功能划分可为低压控制线和高压控制线两类。低压控制线指整车低压用电设备(灯具、路牌)之间的通讯及电源供给;高压控制线指整车高压用电设备(例高压配电柜、电机控制器)之问的通讯及信号传输。CAN总线系统连接示意图如图l所示。

   

    图1 CAN总线系统连接示意图

    c.功能。前从站模块上分布的输入、输出功能分别见表l、表2;顶从站模块上分布的输入、输出功能分别见表3、表4;后从站模块上分布输入、输出功能分别见表5、表6。

   

    表6 后从站模块输出功能