本篇简要介绍CAN底层协议及其当前应用现状， 提出在纯电动汽车基础上CAN总线应用研究的必要性； 详细说明某纯电动汽车的CAN网络设计， 包括节点设计及网络设计； 最后的CANoe测试及实车路试结果均表明： 本车CAN网络设计能够达到预期的效果。

世界能源与环境问题引起越来越多人的关注，各行各业纷纷采取一系列的节能环保措施。 而在汽车行业， 人们则把希望寄托于新能源车。 各种研究机构先后对新能源车关键技术进行研究， 企业相继开展新能源车的试制， 政府出台各项举措， 大力支持鼓励新能源车研究与使用。

CAN总线一致被认为是汽车领域最有前途的现场总线。 虽然国内对CAN总线的研究都还处于起步阶段， 国家还是将它列为新能源车必须的通信方式。 在这种情况下， 如何将CAN更好地应用于新能源车就成为亟待解决的问题之一。 本文以纯电动汽车为例， 介绍了其设计中CAN网络的开发过程。

1 CAN概述

1.1 CAN的起源与发展

CAN 全称为控制器局域网络 （Controller AreaNetwork）， 其本质是一种串行总线系统的通信协议。

1983年 ， Bosch开始研究应用于汽车的串行总线系统， 并于1986年在SAE大会上首次公布CAN协议。 1991年， CAN最先在Benz S系列轿车上实现。时至今日， 除了CAN2.0规范、 ISO 11898等底层协议之外， 各领域不同企业相继制订了CAN应用层协议 。 汽 车 行 业 最 广 为 人 知 的 如J1939、 GMLAN、CANopen等。 总之， CAN总线在其产生后的短短几十年内， 迅速获得了许多行业的认可与青睐。

1.2 CAN2.0协议

依照ISO的OSI参考模型的分层标准， CAN被分为物理层、 数据链路层及应用层。

物理层的作用是在不同节点之间根据所有的电气属性进行位的实际传输。 它涉及到位时间、 位编码、 同步等内容。 CAN2.0协议没有定义物理层的驱动器/接收器特性， 允许使用者根据应用， 对发送媒体和信号电平进行优化。

数据链路层分为逻辑链路控制子层 （LLC） 和媒体访问控制子层 （MAC）。 MAC子层是CAN2.0协议的核心， 它把接收到的报文提供给LLC子层， 并接收来自LLC子层的报文。 MAC子层负责报文分帧、 仲裁、 应答、 错误检测和标定。

CAN2.0协议没有对应用层做任何规定， 应用层协议一般由使用者定义。

1.3 CAN在纯电动汽车上的应用现状

众所周知， CAN网络是为汽车上越来越多的ECU间的通信而开发的。 与传统的总线通信相比 ，它具有简单可靠、 节约空间、 轻量化等显著优点。而与目前普遍使用的LIN总线相比， 它的优点在于传输速率高。 鉴于动力系统对实时性的要求， CAN总线更适用于动力系统。 当然， 除了CAN总线之外， MOST总线与FlexRay总线近年也得到一些应用。其中前者传输信息量大， 多用于信息娱乐系统； 后者实时性高， 常见于线控转向、 制动等系统。 虽然有不少专家预言， 未来FlexRay将取代CAN， 但同时他们也承认， CAN总线将在相当长的时间内得到普遍应用。

国家陆续出台相关政策法规鼓励引导新能源车， 尤其是纯电动汽车产业的发展。 而纯电动汽车的三大核心技术： 动力电池、 电机及整车控制器，均与CAN总线息息相关， 企业要掌握这3项技术，必须突破CAN总线。

[1] [2] [3]  下一页