原文传递
基于CAN总线的电动汽车网络性能的仿真与分析
| 论文题名： | 基于CAN总线的电动汽车网络性能的仿真与分析 |
| 关键词： | CAN总线;电动汽车;网络拓扑结构;通讯协议;动力传动系统 |
| 摘要： | CAN(Controller Area Network)总线作为一种串行总线，有结构简单、实时性好、可靠性高、技术成熟等优点，已在国外汽车控制领域得到广泛应用。近年来，随着能源和环境问题的日益突出，电动汽车作为一种节约石油资源、低污染的汽车越来越受到人们的重视和关注。与传统汽车相比，电动汽车的电子装置更多而且相互间的关联性也更强，数据通信便更为重要。因此，电动汽车的网络性能研究具有重大意义。 本文以国家“863”计划课题“网络、总线、通讯协议的研究”为依托，广泛收集国内外研究资料和信息，对CAN总线在汽车和电动汽车上的应用与研究现状作了深入的分析与评述。 通过对各种车用网络协议进行对比分析，指出了CAN在中高速网络协议中处于主流地位。从CAN协议的理论传输机理和CAN控制器的要求出发，分析了CAN位定时参数及其要求、CAN总线传输速率的计算方法等。讨论了CAN总线速率的影响因素及其影响关系，并根据CAN总线数据传输延迟的分析推导出最大总线长度的计算公式，通过该公式计算了三种主要晶振频率下实现不同总线速率时的最大总线长度，为汽车CAN总线的设计提供了参考。 分析比较了传统汽车和电动汽车中动力传动系统、车身系统的区别，以及它们对数据通讯和网络结构的需求；根据电动汽车各控制系统的功能、控制特点及应用环境，确定电动汽车的网络拓扑结构；同时用CANoe软什仿真对比了混合动力电动汽车两种拓扑结构的优劣。 通过对电动汽车各系统信号的分析，并参考SAE J1939，制定了我国自主的电动汽车CAN总线通讯协议。在此自主协议的基础上，以混合动力电动汽车为例，分析了ECU的负荷，为电动汽车CAN网络的硬件设计提供了很好的参考意见。 对按照自主协议所设计的儿种混合动力电动汽车的CAN网络，采用单调速率分析(RMA)方法进行了性能分析，确定总线平均负载率及所有信息帧的实时性都能满足通讯要求，从理论上验证了所制定通讯协议的合理性。 根据自主制定的电动汽车CAN网络通讯协议，利用CANoe仿真软件分别在自制的仿真测试平台上和PC机上对混合动力、燃料电池和纯电动汽车等三种电动汽车的不同拓扑结构的CAN网络进行了仿真，仿真结果与理论计算结果相吻合。进一步证明了所制定的协议能够满足电动汽车的要求。 设计了基于低速CAN总线的车身电器试验台，进行了节点的软、硬件设计，在试验台上实现了基丁CAN总线的几个车身模块的低速网络。 |
| 作者： | 迟瑞娟 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 曹正清 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 中国农业大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
