基于CAN總線的電動(dòng)汽車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
TheCANbus based platform for electric vehicle experiments
1 概述
---控制器局域網(wǎng)CAN（Controller Area Network）是國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一, 20世紀(jì)80年代末由德國(guó)Bosch公司最先提出,應(yīng)用于汽車工業(yè)中。CAN總線由于具有抗干擾性強(qiáng)和使用可靠等優(yōu)點(diǎn),目前己被廣泛運(yùn)用于汽車工業(yè)、航空工業(yè)和工業(yè)控制等自動(dòng)化領(lǐng)域。
2 CAN總線在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用
---由于電動(dòng)汽車的很多部分都由獨(dú)立的電子控制器進(jìn)行控制,為了將整個(gè)電動(dòng)汽車內(nèi)各系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和相互之間協(xié)同工作,利用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞是一個(gè)必然的趨勢(shì)。
3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成及其功能
---電動(dòng)汽車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。一體化電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（MC）、電氣安全系統(tǒng)（ECS）和電池管理系統(tǒng)（BMS）將各自系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)通過(guò)CAN總線傳遞到數(shù)據(jù)顯示操控板（DDB）,DDB將數(shù)據(jù)處理后進(jìn)行顯示。我們通過(guò)DDB可以了解各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。數(shù)據(jù)顯示操控板由數(shù)據(jù)顯示部分、電機(jī)油門和擋位控制部分以及電氣安全模擬試驗(yàn)裝置三部分組成。
---電機(jī)油門和擋位控制部分由一個(gè)旋鈕變阻器和一個(gè)換擋器組成,通過(guò)操作換檔器可以控制電機(jī)的起停、旋轉(zhuǎn)方向和電機(jī)能夠輸出的最大功率;而通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋鈕變阻器可以控制電機(jī)的輸出功率。
---電氣安全模擬試驗(yàn)裝置可以通過(guò)調(diào)整正/負(fù)母線絕緣電阻的大小來(lái)檢驗(yàn)在不同絕緣狀態(tài)下電動(dòng)汽車各主要系統(tǒng)運(yùn)行是否可靠。
---數(shù)據(jù)顯示操控板由三個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)組成,它們將CAN傳送的數(shù)據(jù)處理后送到數(shù)碼管進(jìn)行顯示。三個(gè)節(jié)點(diǎn)分別接收MC、BMS和ECS傳上來(lái)的數(shù)據(jù),然后根據(jù)協(xié)議將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,最后顯示各系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),同時(shí)根據(jù)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的操作。這樣在整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中就有6個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)接到同一個(gè)CAN總線上,如圖1所示。
4 數(shù)據(jù)顯示板的電路和軟件設(shè)計(jì)
4.1 電路設(shè)計(jì)
---三個(gè)顯示節(jié)點(diǎn)的硬件電路在結(jié)構(gòu)上基本一致,只是各個(gè)I/O口的使用方式不一樣。如圖2所示,整個(gè)電路由4個(gè)部分組成,分別是MCU及其外圍電路、CAN收發(fā)器電路、數(shù)據(jù)顯示驅(qū)動(dòng)控制電路和外圍控制電路。
● MCU及其外圍電路
---MCU采用的是Freescale公司（原Motorola半導(dǎo)體部）的8位單片機(jī)MC68HC908GZ16。它使用的是Freescale高性能的CPU08核心,具有16kb Flash和1kb RAM,內(nèi)含一個(gè)支持CAN2.0A/B的控制器、8通道10位的AD轉(zhuǎn)換口、一個(gè)SPI模塊和2路PWM輸出,部分I/O口的輸出
