電動汽車CAN報文的解析及應用

鐘文浩

（惠州經濟職業技術學院，廣東 惠州 516057）

電動汽車CAN報文的解析及應用

鐘文浩

（惠州經濟職業技術學院，廣東 惠州 516057）

為了更準確地確定電動汽車有關充電部分的故障范圍，熟練掌握電動汽車CAN報文非常重要。本文論述CAN報文定義、接收CAN報文的方法以及CAN報文的組成與幀結構；通過實例解析電動汽車整車控制與電池管理系統之間CAN通信報文的含義，并分析如何應用CAN報文的解析來診斷有關電動汽車的故障。

電動汽車；CAN報文；解析；應用

1 CAN報文的定義

CAN報文是指發送單元向接受單元傳送數據的幀。我們通常所說的CAN報文是指在CAN線（內部CAN、整車CAN、充電CAN）上利用ECU和CAN卡接收到的十六進制報文。

2 如何接收CAN報文

1）所需的工具和軟件：①手提電腦；②周立功CAN卡；③安裝ZLGCANTest軟件。

2）接收CAN報文的方法：①找到需要的CAN線（如果接收整車報文則要接整車CAN），連接CAN線和CAN卡，確認CANH與CANL未接反；②連接CAN卡和電腦，確認USB接頭與CAN卡連接可靠；③打開ZLGCANTest軟件，點擊打開設備設置波特率（常用的波特率一般為250 kbit/s和500 kbit/s2種）；④點擊啟動CAN接收報文；⑤如需保存報文分析，則點擊保存。

3 CAN報文的組成

通常接收到的CAN報文由很多部分組成（圖1），解析報文時用到的主要是幀ID和數據兩部分。

3.1 幀ID的組成

接收到的十六進制的ID實際上是由29位標識符轉換而來，目前大多數的通信協議中都直接給出了相應的幀ID，不需要換算。如表1所示。

表1 幀ID的組成

表1中，P為優先級，有3位，可以有8個優先級（0～7）；R為保留位，有1位，固定為0；DP為數據頁，有1位，固定為0；PF為報文的代碼，有8位；PS為報文的目標地址（也就是報文的接收方），有8位；SA為報文的源地址（也就是報文的接收方），有8位。

圖1 CAN報文的組成

根據通信協議換算一個幀ID。如表2所示。

表2中，P為優先級，6轉為二進制110；R、DP固定為0；PF為8位的報文代碼，24轉為二進制00011000；PS為8位的目標地址，即整車控制器的地址，在協議中它的地址定義為208，轉化為二進制11010000；SA為8位的源地址，即BMS的地址，在協議中它的地址為243，轉化為二進制11110011。

這些代碼合起來為11000000110001101000011110011，轉化為十六進制為1818D0F3。以上就是29位標識符（ID）的由來。其中，29位標識符，如表3所示。

表2 BMS與VCU之間的報文

表3 BMS與VCU之間29位標識符

3.2 數據段的組成

數據段一般由1～8個字節（Byte）組成，來代表通信協議中相應的含義。每個字節有2個字符，分為高4位和低4位。有的數據需要相鄰的2個字節組合才能表示，則需要分為高字節和低字節。

例如，收到表2所示通信協議中需要的報文（ID：1818D0F3）：1818D0F3 ce 0d 00 7d 00 6d 11 00。第1個字節ce中的c為高4位，e為低4位。第1、2字節表示總電壓，而且注明Byte1為低字節，Byte2為高字節，那么解析時就應該為：0dce。

4 CAN報文的解析

根據需要收到CAN報文之后，需要根據具體的通信協議解析，然后分析解析出的數據是否正確。下面進行報文實例解析。數據類型定義如表4所示。

表4 數據類型定義

報文內容如表2所示。收到的報文為：1818D0F3 ce 0d 00 7d 00 6d 11 00。

1）協議中規定報文的第一、二字節表示總電壓，高字節在前，低字節在后。又總電壓的單位為0.1 V。所以在上面的數據中0dce代表總電壓，轉為十進制為3 534，乘以0.1 V的單位，則得到總電壓值為353.4 V。

2）協議中規定報文的第三、四字節表示總電流，又總電流的單位為0.1 A，偏移量為32 000。所以在上面的數據中7d00代表總電流，轉為十進制為32 000，乘以0.1再減去3 200的偏移量等于0，則說明此時電池組沒有被充電或放電，電流為0。

3）協議中規定報文的第六、七字節表示最高電池電壓及位置。單體電池電壓單位為0.01 V。最高4位代表箱號。所以在上面的數據中116d 代表最高電池電壓及位置，其中1代表箱號，即最高電池電壓在第1箱。116d代表最高電池電壓，轉為十進制為365，乘以0.01 A的單位，則得到最高電池電壓為3.65 V。

5 解析CAN報文在處理電動汽車故障時的應用

5.1 案例1：江淮3代車儀表無SOC和電池總壓

1）首先找到相應的通信協議，如表5所示。

2）然后通過整車CAN收到相應報文，如表6所示。

表5 江淮3代電動汽車BMS通信協議

3）接著找到ID：180460F4的報文（180460F4 數據幀擴展幀 0x08 60 5f 00 07 0c 76 07 d0）進行解析。①當前SOC= 95（5f轉換為十進制）×1 %（分辨率）+0（偏移量）=95 %。②電池組電壓=3190（0c76轉換為十進制）×0.1（分辨率）+0（偏移量）=319。

最后得出結論：BMS已經正常發送SOC和電池總壓至整車CAN，儀表未顯示可能是儀表本身問題或者儀表連接整車CAN線路出了問題。

5.2 案例2：江淮4代車無法進行慢充

1）首先插上充電槍后確認充電回路已形成（充電機直流輸出端能測到電池電壓）。

2）再找到通信協議中BMS的慢充部分，如表7所示。

3）然后通過整車CAN接收到報文，如表8所示。

4）接著找到ID：403（0x00000403 數據幀 標準幀 0x08 03 00 3c 0d 8e 00 00 00）進行解析。①控制指令：03轉換為二進制為11—充電器開啟，說明BMS允許充電。②充電電流需求=60（003c轉換為十進制）×0.1（分辨率）+0（偏移量）=6 A。③充電電壓需求=3470（0d8e轉換為十進制）×0.1（分辨率）+0（偏移量）=347 V。

最后可以得出結論：在充電回路形成、BMS允許充電、充電需求正常的情況下，充電機仍然無輸出，肯定是充電機本身有問題。

表7 江淮4代電動汽車BMS慢充部分通信協議

表8 通過VCU收到的CAN報文

［1］劉永木，劉望生，李洪澤.SAE J1939標準下的汽車CAN通信報文/幀格式［J］.長春工業大學學報（自然科學版），2003（1）：53-55.

［2］合肥國軒高科動力能源有限公司.正宇純電動車電池管理系統與整車系統CAN通信協議（GX-ZY-CAN-V1.00）［Z］.

（編輯 凌 波）

Analysis and Application of Electric Vehicle CAN Message

ZHONG Wen-hao
（Huizhou Economics and Polytechnic College， Huizhou 516057， China）

To accurately determine the fault area in electric vehicle charging part， familiarity with electric car CAN message is essential. This article introduces the definition of the electric car CAN message， its receiving method，composition and frame structure; analyzes the meaning of CAN message between electric vehicle controller and battery management system based on real cases， and discusses how to apply CAN message analysis to conduct fault diagnosis.

electric vehicle; CAN message; analysis; application

U463.6

B

1003-8639（2017）06-0013-04

2017-02-23

鐘文浩（1971-），男，廣東五華人，高級講師，碩士，主要從事新能源汽車技術專業的教學與研究。