電動汽車底盤部分耗能與節能係統連接起來形成的基於CAN 總線的能源管控網絡拓撲結構如圖1 所示，共包括製動能量轉換裝置、動力總成
、電池管理
、電機控製器、行駛阻力測試幾個下位關鍵監測節點和一個由車載計算機係統構成的上位主控節點。

 

圖1：基於CAN 總線的能源管控網絡拓撲結構

 

製動能量轉換裝置與駕駛員的操控監測係統
、電(dian)池(chi)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)共(gong)同(tong)工(gong)作(zuo)。當(dang)駕(jia)駛(shi)員(yuan)踩(cai)踏(ta)製(zhi)動(dong)踏(ta)板(ban)時(shi)，首(shou)先(xian)製(zhi)動(dong)電(dian)機(ji)靠(kao)近(jin)待(dai)製(zhi)動(dong)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)器(qi)件(jian)，如(ru)傳(chuan)動(dong)軸(zhou)，消(xiao)耗(hao)車(che)輛(liang)慣(guan)性(xing)能(neng)量(liang)
，並(bing)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)能(neng)，同(tong)時(shi)操(cao)控(kong)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)監(jian)測(ce)到(dao)製(zhi)動(dong)踏(ta)板(ban)動(dong)作(zuo)時(shi)，對(dui)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng)，實(shi)現(xian)製(zhi)動(dong)電(dian)機(ji)傳(chuan)遞(di)過(guo)來(lai)的(de)電(dian)能(neng)的(de)存(cun)儲(chu)。

 

動dong力li總zong成cheng係xi統tong主zhu要yao用yong於yu實shi現xian發fa動dong機ji工gong況kuang的de優you化hua運yun行xing。在zai正zheng常chang行xing使shi的de情qing況kuang下xia，發fa動dong機ji的de能neng量liang分fen為wei兩liang路lu，一yi路lu傳chuan遞di給gei車che輛liang傳chuan動dong與yu推tui進jin係xi統tong，驅qu動dong車che輛liang正zheng常chang行xing使shi，另ling一yi路lu則ze帶dai動dong電dian機ji工gong作zuo
，向xiang蓄xu電dian池chi供gong電dian。此ci時shi，電dian機ji與yu電dian池chi構gou成cheng的de輔fu助zhu動dong力li係xi統tong相xiang當dang於yu一yi個ge能neng量liang調tiao節jie裝zhuang置zhi
，通tong過guo電dian池chi電dian機ji控kong製zhi器qi和he行xing駛shi阻zu力li測ce試shi裝zhuang置zhi，根gen據ju外wai界jie路lu況kuang的de變bian化hua，實shi現xian發fa動dong機ji兩liang路lu輸shu出chu能neng量liang的de調tiao整zheng和he分fen配pei。

 

通過CAN總線，車載計算機係統構成的上位主控節點把整個能源管控網絡連接起來，通過專門的軟件係統，進行數據采集、數據分析和控製策略的輸出，實現外界行駛阻力與發動機能量調整之間的優化匹配，實現車輛內部的能量轉換利用
，實現電機、電池係統的節能、蓄能和補充能量的調節作用。 

 

 

電動汽車的電源管理
，需要隨時監控發動機、電動機、蓄電池的工作狀況
、車輛行駛速度、行(xing)駛(shi)阻(zu)力(li)數(shu)據(ju)以(yi)及(ji)駕(jia)駛(shi)員(yuan)的(de)操(cao)作(zuo)情(qing)況(kuang)，並(bing)且(qie)能(neng)夠(gou)根(gen)據(ju)上(shang)述(shu)數(shu)據(ju)經(jing)過(guo)智(zhi)能(neng)化(hua)處(chu)理(li)後(hou)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)節(jie)能(neng)裝(zhuang)置(zhi)或(huo)者(zhe)電(dian)路(lu)工(gong)作(zuo)
，所(suo)以(yi)需(xu)要(yao)首(shou)先(xian)解(jie)決(jue)與(yu)能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)和(he)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)相(xiang)關(guan)的(de)部(bu)件(jian)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)。

 

目前，汽車內部測量與執行部件之間的數據通信主要采用CAN 總線技術，該總線技術最早由德國BOSCH 公司推出，主要用於解決現代汽車中眾多的控製與測試儀器之間的數據交換問題。利用CAN 總線開發的電動汽車電源管理係統
，不僅通信速率高
、準確、可靠性高，而且易於與整車控製網絡相兼容，為傳感器信號、各個控製單元的計算信息和運行狀態的共享以及隨車或離車故障診斷等提供了基礎平台
，所以本課題中
，采用CAN 總線作為電源管理的基本通信技術。

 

 

CAN 總線節點結構一般分為兩類：一類采用CAN適配卡與PC機相連，實現上位機與CAN總線的通訊
；另一類則是由單片機
、CAN控製器及CAN驅動器構成，作為一類節點與CAN總線進行數據傳輸
，在本文設計的能源管控係統中，上位主控節點采用了第一類CAN總線節點結構，各個關鍵監測/控製係統采用了第二類 CAN 總線節點結構。各個節點的結構和係統的連接方式如圖2 所示。在總線的兩端配置了兩個120Ω的電阻，其作用是總線匹配阻抗
，可以增加總線傳輸的穩定性和抗幹擾能力，減少數據傳輸中的出錯率。

 

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對於各個下位監控節點而言，通常可采用51 係列單片機作為該節點的監測信號初級處理中心裝置，而用SJA1000 來做C A N 控製器，PCA82C250 則是一種常用的CAN 收發器和物理總線的接口
，主要可以提供對總線的差動發送能力和對CAN 控製器的差動接受能力。采用上述三種元器件構成的一個下位監控節點的電路圖形如圖3 所示。

 

圖3：節點電路圖

 

 

CAN 總線的三層結構模型為：物理層、數據鏈路層和應用層。其中物理層和數據鏈路層的功能由SJA1000 完成。SJA1000 在上電硬件複位之後，必須對其進行軟件初始化之後才可以進行數據通訊，其主要作用是實現對總線的速率、驗收屏蔽碼、輸出引腳驅動方式、總線模式及時鍾分頻進行定義。整個能源管控係統通信過程中，各控製器按規定格式和周期發送數據(車速
、蓄電池電壓、電流和行駛阻力和發動機轉速等)到總線上,同時也要接收其它控製器的信息。總線上其它控製器根據需要各取所需的報文。對於接收數據,係統采用中斷的方式實現,一旦中斷發生,即將接收的數據自動裝載到相應的報文寄存器中。此時還可采用屏蔽濾波方式,利用屏蔽濾波寄存器對接收報文的標識符和預先在接收緩衝器初始化時設定的標識符進行有選擇地逐位比較,隻有標識符匹配的報文才能進入接收緩衝器,那些不符合要求的報文將被屏蔽於接收緩衝器外, 從而減輕CPU 處理報文的負擔。上位機利用中斷方式接收相關數據的流程如圖4 所示。

 

 

diandongqichededianyuanguanli，zhuyaozuoyongzaiyuchongfenfahuiranliaoderanshaoxiaoneng

，shifadongjizaizuijiagongkuangdianfujingongzuo
，bingtongguodiandongjihexudianchidenengliangchubeiyushuchu
，jishitiaojiecheliangyunxinggongkuanghewaijielumiantiaojianzhijiandepipeiguanxi。jingguoshiduoniandefazhan
，diandongqichededonglixitongshejifangmian
，muqianzuiyoushiyongxingjiazhibingyiyoushangyehuayunzhuandemoshi，zhiyouhunhedongliqiche。hunhedonglixitongzongchengyicongyuanlaifadongjiyudianjilisanjiegouxiangfadongjidianjihebiansuxiangyitihuajiegoufazhan，jijichenghuahunhedonglizongchengxitong。suoyi，zhelizhikaolvhunhedonglixitongdedianyuanguanliqingkuang。hunhedonglixitongdedianyuanguanli，conggongnengshangeryan，xuyaoshixianruxialianggemubiao：

 

（1）baozhengfadongjidezuijiagongkuang，bimianchuxianfadongjidedixiaogongzuo。tongchangkejiangfadongjitiaozhengzaizuijiagongkuangdianfujinwendingyunzhuan
，tongguotiaozhengdianchihediandongjideshuchulaishiyinggezhongwaijielukuangbianhua。liru，dangcheliangchuyudisu、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅動電動機，當車輛處啟動
、加速

、爬坡工況時，發動機- 電(dian)動(dong)機(ji)組(zu)和(he)電(dian)池(chi)組(zu)共(gong)同(tong)向(xiang)電(dian)動(dong)機(ji)提(ti)供(gong)電(dian)能(neng)。這(zhe)樣(yang)
，由(you)於(yu)發(fa)動(dong)機(ji)避(bi)免(mian)了(le)怠(dai)速(su)和(he)低(di)速(su)運(yun)轉(zhuan)從(cong)而(er)提(ti)高(gao)了(le)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)效(xiao)率(lv)，不(bu)僅(jin)減(jian)少(shao)了(le)廢(fei)氣(qi)排(pai)放(fang)

，而(er)且(qie)節(jie)約(yue)了(le)電(dian)源(yuan)。

 

（2 ）充分利用車輛的慣性能量。當車輛減速、製動或者下坡路行駛時，則由車輪的慣性力驅動電動機。這時電動機變成了發電機，可以反向蓄電池充電，節約了燃料。

 
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