[发明专利]一种电动/混合动力汽车的CAN网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子自动化车载网络通讯领域，具体涉及一种电动/混合动力汽车的CAN网络系统。

背景技术

当今世界，全球变暖等环境问题日益凸显，石油短缺更引发国际能源大战，汽车节能减排的呼声越来越强烈。各国相关法规对汽车的排放、能耗方面的要求日趋严格。特别是欧洲和日本，对二氧化碳排放量和汽车燃油消耗都制定出了相当高的标准，新车必须符合这些排放标准和油耗标准方能上市。在这种大背景下，开发新一代电动汽车和混合动力汽车成为时代潮流，各大汽车企业争相发展先进电动汽车及混合动力汽车技术，电动汽车成为未来汽车发展的主流方向。

德国Bosch公司为了解决现代车辆中众多的控制信号和数据交换问题，开发出CAN(Controller Area Network)现场总线通讯协议。CAN总线硬件连接简单，有良好的可靠性、实时性和性能价格比，能够满足现代自动化通讯的需要，已成为工业数据总线通讯领域中的主流。其主要特点是：1、CAN总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术，优先级高的节点优先传送数据，能满足实时性要求；2、CAN总线为多主站总线，各节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点发送信息，不分主从，通信灵活；3、CAN总线上每帧有效字节数最多为8个，并有CRC及其它校验措施，数据出错率极低，万一某一节点出现严重错误，可自动脱离总线，总线上的其它操作不受影响；4、CAN总线只有两根导线，系统扩充时，可直接将新节点挂在总线上即可，系统扩充容易，改型灵活；5、CAN总线传输速度快，在传输距离小于40m时，最大传输速率可达1Mb/s。正是由于CAN总线具有这些其它通信方式无法比拟的优点，使之成为电动汽车控制系统的理想总线。

但是，电动及混合动力汽车相对常规汽车来说结构更为复杂，整车上分布许多电子控制单元(ECU)，例如VMS(整车控制器)、BMS(电池管理系统)、MCU(电机控制系统)、BBS(电池均衡器)等等，这还不包括常规汽车上的其它控制单元，如BCM(车身控制器)、ICM(仪表)、ABS(防抱死控制系统)、CLM空调等等，需要实时传输和共享的数据很多，而且集成如此多的ECU及其附带的通信设备必然会使整车电路繁琐复杂，线束多，重量大，成本高。为了减少通信设备及线束、插件等，减少成本和简化线路，提高电动汽车通讯的实时性、可靠性和应急处理能力，必须采用能够满足高速多路的复用通信系统，以共享方式传送多种控制信息，而现有技术明显无法达到上述技术效果。

发明内容

电动汽车运行过程中对能源的管理十分严格，效率是衡量电动汽车系统性能的重要指标。电动汽车电子控制系统的动态信息必须具有实时性，各子系统需要将车辆的公共数据实时共享，且不同控制单元的控制周期不同，数据转换速度、各控制命令优先级也不同，因此需要一种具有优先权竞争模式的数据交换网络，整车通讯系统必须具有很强的容错能力和快速处理能力。良好的通讯系统是实现电动汽车可靠运行的关键。CAN总线结构是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。基于此，本发明的目的在于提供一种电动/混合动力汽车的CAN网络系统，其采用总线型拓扑结构，合理分配了电动汽车及混合动力汽车各控制器节点的连接结构，通过CAN总线实现各种数据的信息共享，从而实现整车的各种控制功能，并且增加了整个系统的安全性和稳定性。

具体技术方案如下：

一种电动/混合动力汽车的CAN网络系统，包括CAN总线结构，电动/混合动力汽车的多个电控单元ECU，其中CAN总线结构采用CAN总线型拓扑结构，采用一条高速CAN连接起所述多个电控单元ECU，形成高速CAN通讯网络，且所述多个电控单元ECU通过CAN总线实现数据信息共享。

进一步地，所述多个电控单元ECU包括整车控制器VMS，和/或电池管理系统BMS，和/或电池均衡系统BBS，和/或电机控制系统MCU，和/或充电器CM，和/或组合仪表ICM，和/或车身控制器BCM，和/或防抱死控制系统ABS和/或空调CLM。

进一步地，所述汽车为纯电动汽车EV，其电控单元ECU包括整车控制器VMS，电池管理系统BMS，电池均衡系统BBS，电机控制系统MCU，充电器CM和组合仪表ICM。

进一步地，其它电控单元ECU还包括变速器TCU，诊断结构空调CLM和防抱死控制系统ABS。

进一步地，

所述VMS为整车控制枢纽，用于对整车各控制器及车辆行驶状态进行监测和控制；