CAN總線的電動汽車整車控制器

辛剛

摘要：隨著可持續發展觀念的進一步深化，綠色環保成為社會發展的主要方向，電動汽車的在大的綠色環境中得到了迅速發展，為能提高電動汽車的能源利用效率，就要從整車控制器的設計應用方面加強重視。本文先就我國電動汽車整車控制器發展現狀以及整體動力結構方案加以闡述，然后就CAN總線的電動汽車整車控制器策略以及具體設計詳細探究。

關鍵詞：電動汽車；CAN總線；整車控制器

0.引言

能源緊缺以及環境污染成為當前世界發展難題，燃油汽車逐漸被電動汽車所替代，開發新能源節能環保汽車是未來汽車行業發展的重要趨勢，在當前對電動汽車控制器的CAN總線設計是比較重要的，這是提高電動汽車整車控制器的能源利用水平的要點，通過從理論層面深化研究就能為實際設計提供相應參考。

1.我國電動汽車整車控制器發展現狀及整體動力結構方案

1.1我國電動汽車整車控制器發展現狀

我國的汽車技術和國外還有很大的差距，而從電動汽車的發展來看，就和國外的發展水平相追平，當前正是我國汽車工業的彎道超車最佳時機，電動汽車產業的發展也有著廣闊前景。電動汽車整車控制器是核心的技術，我國在電動汽車整車控制器的研究水平上海需要進一步提升，產業化的能力不足的問題還比較突出[1]。CAN總線的電動汽車整車控制器將會成為未來發展的方向，CAN總線和電機控制器以及電池管理系統進行通信，能有效實現對整車的管理控制，在這一方面我國的技術積累還需要進一步完備。開發基于CAN通信網絡的高效節能可靠的整車控制器有著很重要意義。

1.2我國電動汽車整車控制器整體動力結構方案

電動汽車動力系統主要是通過主輔雙電機協調驅動進行工作的，有著創新性，和傳統汽車的動力系統比較來看，系統增加了電機系統以及動力電池，多了前軸輔助電機以及離合器。輔助電機間沒有直接接卸連接，是整車控制器控制策略指揮電機控制器直接控制兩電機協調[2]。結合一般的電機工作特性，電機負載公路在額定功率70%左右時候，電機運行效率最佳，感應電機能達到90%以上，電機負載小于50%的時候電機的效率會隨之明顯降低，電機的負載率在50%-100%是經濟運行區，可結合需求轉矩設計合適控制策略。

2.CAN總線的電動汽車整車控制策略及具體設計

2.1CAN總線的電動汽車整車控制策略設計

CAN總線的電動汽車整車控制策略的設計是比較關鍵的，核心的策略是需要結合捷愛士元加速踏板信號以及制動踏板信號等信號計算給出整車需求扭矩，采用控制策略判斷選擇合適電機作為驅動動力源。產品能夠電動汽車的工作模式能夠發現，主要有幾個不同的模式，其中的啟動模式就是整車控制器檢測到鑰匙開關打到ON位置進入自檢狀態，整車控制器會自動的系統檢測，系統正常通過自檢打火啟動[3]。而正常驅動模式，主要是車輛于整車控制器控制策略作用下，結合駕駛員操縱意圖保障車輛的安全行駛。故障模式也是工作模式之一，整車控制器檢測電動汽車系統出現故障，就會發出警報提供駕駛員車輛存在問題，然后結合故障等級來調整車輛狀態。

CAN總線的電動汽車整車控制策略的實施中，主要是通過扭矩分配算法控制策略加以應用，這一策略的實施進行解析駕駛員操縱意圖，然后結合駕駛員加速踏板以及制動踏板信號，結合工況選擇合適的運行效率的電機驅動，保護電機避免長時間處在過載運載狀態，造成大電流沖擊，能延長電機以及動力電池使用壽命。策略的實施過程中，整車需求扭矩是主電機額定扭矩，是主電機峰值扭矩，如果是通過電機單獨驅動車輛就由主電機制動回饋，是輔助電機單獨驅動的，就要通過輔助電機制動回饋，兩者如果是一同工作，制動就通過兩個電機同時制動回饋。電機制動的時候發電，把電能回饋動力電池進行儲存，為避免過充電，在SOC≥SOCmax時，全部采用機械制動，電機不進行回饋制動[3]。0

2.2CAN總線的電動汽車整車控制器體設計

CAN總線有著鮮明的特征，這也是其應用的優勢，作為高可靠以及性能和低成本的串行通信總線，其通過非破壞總線仲裁技術，在兩個及以上節點同時向總線發送數據的過程中，需要結合報文優先等級高低，優先級高的保溫獲得總線傳輸權，能不受任何影響傳輸數據[4]。總線能自動進行判斷總線上的錯誤類型，能結合總線驅動能力掛載多通信節點。電動汽車整車控制器的硬件設計當中，結合駕駛員的駕駛需求和電機電池狀態信息，協調整車可靠安全，為將來擴展預留相應功能接口方便產品升級。整車控制器硬件包含中央處理器以及開關信號電路，數模轉換電路以及模數轉換電路等。整車控制器硬件設計總架構確定后，就要選擇合適的微處理器作為CPU，這就需要結合功能擴展以及系統升級的需求。

最小系統的設計方面，主要是對時鐘電路以及復位電路等進行的設計，如對時鐘電路的設計當中，時鐘信號獲得通過內部振蕩器產生，還有是采用外部時鐘源產生，設計良好復位電路保障整體系統的安全可靠，也能有效避免程序跑飛以及死機的問題[5]。開關信號接口的設計也是比較重要的，整車控制器當中需要大量輸入輸出開關信號，輸入開關信號有鑰匙以及開關信號等。輸出開關信號是控制繼電器開啟關閉的，汽車當中需要諸多繼電器，輸出開關信號就顯得比較關鍵。

3.結語

總而言之，CAN總線的電動汽車整車控制器的設計應用，是提高整車控制效能的重要保障，所以要在設計中和實際的應用需求緊密結合起來，保障設計的整體質量。通過上文對CAN總線電動汽車整車控制器的設計探究，就能為實際的設計提供有意發展思路。

參考文獻：

[1]鐘文浩.電動汽車CAN報文的解析及應用[J].汽車電器.2017（06）

[2]李炯，張承寧，宋強，王志福.基于CAN總線的電動汽車電機驅動系統測試平臺開發[J].電機與控制應用.2016（04）

[3]鐘勇，鐘志華，余群明.電動汽車CAN總線通用協議的應用研究[J].汽車工程.2016（05）

[4]曹軍義，吳寶峰，曹秉剛.基于CAN總線網絡的電動汽車控制[J]. 機床與液壓.2015（11）

[5]鄭敏信，齊鉑金.基于雙CAN總線的電動汽車電池管理系統[J]. 汽車工程.2018（09）