纯电动汽车CAN-BUS研究

【摘要】：电动汽车融合了许多的电子控制系统,如电池管理系统、电机控制系统、传动控制系统、再生制动系统及ABS系统等。电子设备的大量应用和控制上的实时性要求高,必然导致车身布线增长且复杂等一系列缺点,将总线技术引入电动汽车可以克服这些缺点,已经成为纯电动汽车的市场趋势。而SAE-J1939协议是以CAN2.0B为核心的车载网络串行通信和控制协议,是目前大型车辆中广泛采用的一种通信协议。 针对纯电动汽车网络通讯的发展需要,本文将SAE-J1939协议具体的应用到目前已经开发出的一辆采用CAN总线的纯电动汽车上,设计出了整车的网络系统构架,编制了具体的通讯协议规范,并编写了中央控制单元、电池管理单元、驱动系统单元和空调系统单元的软件控制功能和信息通信功能软件,最后对上述节点单元进行联调测试,将相关节点采集信息显示在液晶触摸屏上。 本文首先介绍了SAE-J1939协议的由来,目前国、内外对它的研究现状以及应用前景。详细地叙述了SAE-J1939协议的网络分层、通信原理、地址分配和配置方法。 其次,介绍了目前开发出的一款纯电动汽车CAN总线网络系统后,并制定了具体通讯协议,规定了总线的相关硬件连接、相关通讯节点的地址编号、节点的报文内容。 再次,详细、综合地讲述了中央控制单元、电池管理单元、驱动系统单元以及空调系统单元的控制功能在软件上的实现。分析了各节点的CAN总线报文的发送、接收流程,给出了具体的报文通讯的软件设计。同时也介绍了用于电动汽车上的液晶触摸屏的触控界面设计。 最后,本课题对上述的几个节点单元进行通讯联调、测试。成功地将有关节点采集的信息显示在液晶触摸屏上。几个通讯单元在试验平台上运行稳定,表明整个系统设计合理,达到了预期的效果。 【关键词】：电动汽车 SAE-J1939协议 应用层设计 液晶触摸屏 DSP 单片机
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景和目的10
• 1.2 CAN总线技术原理10-12
• 1.3 CAN总线在纯电动汽车上的应用发展12
• 1.4 本课题主要研究内容12-14
• 2 SAE-J1939协议概述14-22
• 2.1 SAE-J1939协议的由来14
• 2.2 SAE-J1939协议的研究现状和应用前景14-15
• 2.3 SAE-J1939协议的网络分层结构15-17
• 2.4 SAE-J1939协议的通信机理17-21
• 2.4.1 SAE-J1939协议的报文结构17-18
• 2.4.2 SAE-J1939协议的消息类型18
• 2.4.3 SAE-J1939协议的节点地址、名称规定18-20
• 2.4.4 SAE-J1939协议的通信方式20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 3 基于SAE-J1939协议的纯电动汽车网络应用层设计22-38
• 3.1 纯电动汽车控制网络总体结构22-25
• 3.1.1 中央控制单元硬件原理图及主要功能23
• 3.1.2 电池管理单元硬件原理图及主要功能23-24
• 3.1.3 驱动系统单元硬件原理图及主要功能24
• 3.1.4 空调系统单元硬件原理图及主要功能24-25
• 3.2 针对已研发出的纯电动汽车通讯网络的具体协议制定25-36
• 3.2.1 整车网络通讯硬件规范25
• 3.2.2 整车网络通讯协议规范25-26
• 3.2.3 添加网络节点地址分配26-27
• 3.2.4 网络通信数据格式27-28
• 3.2.5 系统相关报文定义28-34
• 3.2.6 网络通信机制设计34-36
• 3.3 本章小结36-38
• 4 网络通讯单元设计38-42
• 4.1 网络通讯单元模块设计框图38
• 4.2 具体电路设计38-41
• 4.3 本章小结41-42
• 5 系统软件设计及具体实现42-58
• 5.1 软件开发环境简介42-43
• 5.1.1 CCS简介42
• 5.1.2 keil简介42-43
• 5.2 中央控制单元软件设计43-47
• 5.3 电池管理单元软件设计47-52
• 5.4 驱动系统单元通讯部分软件设计52-56
• 5.5 空调系统单元通讯部分软件设计56-57
• 5.6 本章小结57-58
• 6 电动汽车触控界面制作58-62
• 6.1 本设计选用的液晶触摸屏简介58-59
• 6.2 触控界面制作流程59-62
• 7 系统调试及实验分析62-68
• 7.1 系统调试平台介绍62-63
• 7.2 系统网络通信调试63-66
• 7.3 通信显示66-67
• 7.4 结论67-68
• 参考文献68-70
• 作者简历70-74
• 学位论文数据集74

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