电动汽车整车控制系统中的CAN总线通信方式

动力电池是电动汽车的能量源泉，而充电系统是电池获取能量的主要途径。

良好的充电系统充分保证了电动汽车的正常使用，非车载充电和车载充电都是电动汽车十分重要的充电方式。 随着技术的不断发展与进步，我国电动汽车厂商与车载充电机厂商普遍采用高效的CAN通信协议。 本文在参考已有通信协议标准的基础上，深入研究电池管理系统（BMS）与车载充电机的CAN通信协议，可供设计人员参考借鉴。

电动汽车整车控制系统中采用的是CAN总线通信方式。

主要由内部高速CAN网络、内部低速CAN网络和充电系统CAN网络组成。

内部高速CAN网络连接的设备主要有电池管理系统、电机控制器、车载显示系统等实时性要求很高的设备。

内部低速CAN网络连接的设备有灯光控制器、空调控制器、车门及车窗控制器等对实时性要求相对较低的设备。 充电系统CAN网络是专门用于车载充电机/充电桩与电池管理系统之间通信的高速CAN网络。 它采用的是扩展数据帧格式，连接的设备有交/直流充电桩、车载充电机、电池管理系统和监控设备等。

在充电系统中，交/直流充电桩是电动汽车整车之外的设备。

只有电动汽车在充电站充电时才会通过专用电缆将其接入到充电网络中。  

而车载充电机一直与充电通信网络连接，是整车系统的一部分。

在整个CAN通讯网络中直流充电桩与车载充电机两个设备之间并不会进行信息交换。 它们分别只与电池管理系统进行通讯，所以电池管理系统表现出来的是一对多的通讯特点。

车载充电机CAN通信协议包括4个流程，分别是充电握手阶段、参数配置阶段、充电阶段和充电结束4个阶段。

握手阶段主要是完成电池管理系统对充电设备的识别。此阶段主要是确定接入的设备是车载充电机还是直流充电桩（非车载充电）。 以便选择对应的通信协议，为充电主回路的接通做好铺垫。  

当电池管理系统接收到应答设备为车载充电机时，且充电机不是初次使用。

通信过程会直接进入下一阶段（参数配置），而不再进行信息互换。 这是因为车载充电机安装在电动汽车上，所以不必每次都将设备信息发送给电池管理系统。 只需在初次使用时或恢复出厂设置后进行一次设备信息的互换，这有助于充电过程的快速建立。  

充电阶段主要是完成主回路的导通，为电池充电。

硬件系统为车载充电系统配备了继电器，用来通断电路。 当车载充电机接入系统时，电池管理系统控制继电器闭合使主回路导通，实现电池组充电。 在充电完成时，电池管理系统控制继电器断开主电路部分。

在电动汽车充电系统中，信息帧的完善与否直接关系到充电系统的安全性和可靠性。

由于车载充电机安装在电动汽车上，所以安全监控更为重要。 在原有通信协议的基础上，电动汽车充电系统协议需要增加更多的安全监控帧，以确保人员和设备的安全。  

比如，BMS与车载充电机之间的信息传递都需要等待接收判断。

如果对方长时间没有收到通信数据，则系统超时，通信失败。 如果系统在规定时间内收到对方信息，则通信继续进行。 BMS和车载充电机的异常判断分别由各自的控制器完成。 电池管理系统的异常判断主要有电池组过流检测、过/欠压检测、过高温/低温检测等。 车载充电机的异常判断主要有输入过/欠压检测、输出过流检测、短路保护检测、过温检测、主回路继电器状态检测等。

电动汽车在终止或者充电完成时，电池管理系统和车载充电机会互相发送停止充电报文。

报文内容记录了充电是因为何种原因停止的。 如果正常充电完成，报文将会显示当前没有设备报错，充电正常结束。

目前市场上应用最广泛的为CAN2.0通信协议，比如迪龙新能源生产的车载充电机采用了CAN2.0B高速通信。

实现了与电池管理系统之间的高速智能通信，可以智能判断电池连接状态是否正确。  

它可以获取电池系统参数，以及充电前和充电过程中整组与单体电池的实时数据。

同时具备与车辆监控系统通信功能，智能上传车载充电机的工作状态、工作参数和故障告警信息。 并且接受启动充电和停止充电的控制命令。  

迪龙新能源的车载充电机除了具备智能通信功能之外，还具有完备的安全防护功能。

比如输入过压保护、输入欠压告警、输出过流保护、短路保护…等功能。 在充电过程中，还可以保证电池的温度和充电电流与电压不超过允许值。 并且自动根据电池管理系统的电池信息动态智能调整充电电流，自动判断充电连接器是否连接正确。

迪龙新能源专注于电动汽车车载充电系统及设备的研发、生产与销售。

主要产品包含车载充电机（OBC）、车载DC/DC变换器和车载集成一体机等。 公司拥有汽车级IATF16949体系认证的标准专业化工厂。 为全球客户提供高效率、高功率密度、智能化、高可靠的车载电源产品。  

公司拥有车载电源核心技术的自主知识产权，积累了丰富的研发及生产经验。

目前，公司产品已配套国内外众多主流车型，是全球知名车载电源制造供应商。 2016年，迪龙新能源完成新厂区的建设并投产，占地150余亩，拥有自动化及信息化生产流程。 可以为全球客户提供全方位、大批量、定制化、专业化的制造服务，产品值得信赖。 

编辑：黄飞