整车电气设计架构ppt课件

来自电机驱动控制单元、 CVT与发动机ECU、电池管 理系统、人机界面的所有 信息
自身的状态
接收总线上所有信息
驾驶员加速指令
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驾驶员制动指令
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CAN通信原理
现场总线是 一种开放式实 时系统，它只 具有简化. 的网
因出错帧和超载帧由硬件（集成芯片）自动发送，设 计员直接面临的是数据帧和远程帧，而汽车控制通信网络 中远程帧的使用甚少，因此我们只要研究与设计数据帧结 构。
整车电气设计及整车CAN通讯
2010-5-9
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发展概况
在全球提倡环境保护和石油能源紧缩的情况下， 传统汽车已经不能适应人们的节能减排需求，新 型汽车纷纷兴起。
纯电动车EV是未来汽车发展的目标，但受限 于电池技术，安全性和性能得不到保障，成本高 昂。
在这种情况下，混合动力微车HEV作为过渡模 式具有很高的市场契合度，成本较低，受电池技 术限制较小，性能与安全性都有很高的保障性， 预计在未来十年内会占据适当的市场份额，加上 国内新能源汽车市场处于萌芽状态，在此时介入
（1）汽车驱动控制功能根据驾驶员的要求以 及相应的车辆运行状态、工况，计算驱动转矩， 控制电机驱动控制系统和发动机控制系统满足工 况要求。
（2）制动能量回馈控. 制根据制动踏板的开度、
（4）故障诊断及保障提供安全和诊断服务，充电和 驱动时的安全保障，故障的诊断监控车辆温度、冷却系统、 车辆的运行状态监视主要设备的过电流、过电压、欠电压、 过热，必要时切断主断路器。
（2）仲裁场：标准格式帧的 RTR 位为远程请求位， 可用于要求数据。扩展格式帧的 SRR位为替代远程请求 位，IDE 为扩展标识位；
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（3) 控制场：共 6 位，DLC 告知随后的数据域的长 度。
（4）数据场：共 0～64 位，即 8 个字节，包含将要 传输的数据。
（5）校验场：共 16 位，包含一个检测字，用于自 动检测传输错误。
数据帧由 7 个不同的位场组成：即帧起始、仲裁场、 控制场、数据场、CRC 场、应答场、帧结束。数据场长 度可为 0。CAN 协议具有标准信息帧和扩展信息帧两种 格式，区别在于标准帧采用 11 位标识符（ID）,而扩展帧 采用 29 位标识符。标准格式和扩展格式数据帧如图所示。
各个位场定义如下：
（1） SOF（帧起始）：标志总线空闲状态，并使所 有站点同步；
CAN总线的特点如下：
（1）数据传输距离远，传输速率高
根据物理层实现的不同最远传输距离可达10km，最 高传输速率可达1Mbit/s。
（2）多主、广播式通信
CAN通信网络没有网络地址之分，各个主设备的通信 采用广播式通信。网络中各个节点都可以发送和接收报文， 节点根据报文的标识符决定接收或屏蔽该报文。原理上网 络可连接节点数量不限，但局限于物理层实现。
CAN总线通信网络节点发送的报文遭到破坏后，可自 动重发。节点在错误严重的情况下具有自动切断的功能。
整车控制系统主要由6个部分7个节点构成，6个部分 是：车辆管理单元、电池管理系统、电机驱动控制单元、 CVT与发动机控制单元、人机界面和状态传感器。7个节 点是：车辆管理单元、电池管理系统、电机驱动控制单元、 CVT与发动机控制单元、加速踏板、制动踏板和人机界面。 其中车辆控制单元是主节点，其他节点为从节点。
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整车系统结构示意图
发动机 .
电气系统整体配置框图
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整车以车辆管理单元（VMU）作为主控制单 元，以电机驱动控制单元（PMU）、电池管理系 统（BMU）、CVT和发动机ECU及相关控制电器 作为从控制单元，以发动机、电动机和蓄电池组 作为控制对象。
车辆管理单元是整车控制的核心，以整车的性 能最优为目标，控制车辆的运行状态、能源分配， 协调和发挥各部分的优势。其功能如下：
对于混合动力汽车，很多部分都由独立的电子 控制器进行控制。为了将整个电动汽车内各系统 进行统一管理，实现数据共享和相互之间协同工 作，我们采用CAN总线进行数据传递。
CAN网络是现场总线技术的一种，它是一种 架构开放、广播式的新一代网络通信协议，称为 控制器局域网现场总线。CAN网络原本是德国 BOSCH公司为欧洲汽车市场所开发的。CAN推 出之初是用于汽车内部测量和执行部件之间的数 据通信。在现代轿车的设计中，CAN总线被广泛 的采用，奔驰、宝马、大众等汽车都采用了CAN 总线进行控制器的联网。.
（5）车辆状态监视通过通讯网络采集车辆状态信息， 通过人机界面显示给司机。
（6）通讯管理整车通讯的主节点，接收来自电机驱 动控制单元、发动机控制单元、电池管理系统、人机界面 的所有信息，发送电机设定转速、设定力矩、正反转信息， 各个部件的启动停止命令，车辆的工作模式和整车的运行 状况等。
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整车通信网络
（3）CSMA/CD+AMP总线访问仲裁Biblioteka Baidu制
CAN总线采用CSMA/CD+AMP总线访问仲裁机制。 各个节点实时对总线信号进行监测，当总线出现空闲时， 节点才允许发送数据。而当总线上同时有超过两个节点同 时传送报文时，则采用“无损逐位仲裁”的方法来仲裁总 线控制
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权，优先级高的报文拥有最高优先权，没有来得及发送的 报文则等待并重新发送。报文的优先级由报文的标识符决 定。这样拥有较高优先级的报文会赢得仲裁并能够保证在 一定时间内发送成功，从而保证了通讯的实时性。 （4）高安全性，可靠的错误检测和处理机制
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整车控制系统网络拓扑图如下所示：
人机界面
车辆管理 单元
CAN总线
CVT与发 动机ECU
电机驱动 控制单元
电池管理 系统
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HEVCAN总线节点分析表：
节点 电机驱动控制单元
CVT与发动机ECU 电池管理系统
车辆管理单元
人机界面 加速踏板 制动踏板
发送信息
接收信息
电机转速、扭矩、温度；电枢 电流、电压、报警信号和错误 代码等
电机设定转速、加速、制 动、正反转、启动停止命 令等
发动机转速、扭矩、功率； CVT当前速比、CVT极限位置
发动机空燃比、点火系统 等在各种工况下的控制
电池电压、温度、充放电电流、 启动停止命令等 功率强度、剩余电量、报警信 息等
电机设定转速、设定扭矩、正 反转、发动机设定转速、设定 扭矩；各个部件的启动停止命 令；车辆工作模式和整车的运 行状况等