详解纯电动汽车的CAN总线系统

1CAN总线系统

CAN总线英文全称为Controller Area Network，即控制器局域网，是目前汽车上使用最广泛的总线之一。纯电动汽车一般装有7个CAN总线系统，各汽车制造公司的命名不一致，一般称作：新能源总线（EVBUS）、快充总线（FCBUS）、动力电池内部总线（BBUS）、远程监控总线（TBUS）、底盘总线（CBUS）、舒适总线（EBUS）、信息娱乐总线（IBUS）。前三个总线系统是电动汽车特有的，后四个总线系统来自燃油汽车。LIN总线英文全称为Local Interconnect Network，即局域互联网络，是一种低成本的通信网络，是对CAN网络的一种补充，主控制单元可以通过LIN总线连接从控制单元。

电动汽车各车型设计的CAN子系统个数和控制单元组合不尽相同，某车型CAN网络如图1所示，具有动力CAN系统、底盘CAN系统、车身CAN系统。动力CAN系统、底盘CAN系统是高速CAN，传递速率为500kbit/s；车身CAN系统是中速CAN，传递速率为125kbit/s。

图1  CAN网络

1）动力CAN系统，协调MCU（电机控制单元）、BMS（电池管理系统）、DC/DC（直流电压变换器）、压缩机控制器相互通信，BMS与OBC（车载充电机）之间设有慢充CAN总线。

2）底盘CAN系统，协调ABS/ESP（防抱死制动系统/电子稳定系统）、EPS（电动助力转向系统）、安全气囊ECU（电子控制单元）相互通信，ABS/ESP带有两个从控制单元，即转向盘转角传感器、偏航传感器，电子稳定系统利用这两个信号进行监控和计算。

3）车身CAN系统，协调BCU（车身控制单元）、仪表ECU、空调ECU、导航ECU相互通信，BCU作为主控制单元，通过LIN总线连接座椅加热模块、开关模块、倒车雷达模块、天窗模块四个从控制单元。导航ECU作为主控制单元，通过LIN总线连接DVD显示器。

2充电系统中的CAN总线

（1）快充CAN总线系统

快充CAN总线系统如图2所示，连接的模块有BMS、快充口（通往直流充电桩控制单元）、数据采集终端、故障诊断接口（可连接故障诊断仪）。终端电阻安装在BMS和数据采集终端内部的CAN-H和CAN-L之间，作用是吸收CAN信号反射回波。每个终端电阻为120Ω，CAN-H和CAN-L之间的电阻是两者的并联值，为60Ω。

图2  快充CAN总线系统

（2）新能源CAN总线系统

新能源CAN总线系统传递慢充电信息，如图3所示，该系统连接的模块有VCU（整车控制单元）、压缩机控制器、BMS、充电机ECU、数据采集终端、驱动电机控制器、高压盒ECU、电动转向ECU、空调ECU。另外，由车身ECU、组合仪表ECU等组成原车CAN总线系统。

图3 新能源CAN总线系统

3大众ID.4 CAN网络拓扑

（1）网络拓扑

ID.4将上百个控制单元简化为3个域控制器，分别是ICAS1（车辆控制域）、ICAS2（智能驾驶域）、ICAS3（智能座舱域）。ID.4车载网络是与MEB平台并行开发的，ICAS的英文全称是In-Car Application-Server，中文是车载应用服务。

ICAS1控制单元代码为J533，J533是燃油汽车的网关控制单元，可见ICAS1具有网关功能。如图4所示，J533连接三条总线系统：①动力总线系统，连接J623动力控制单元、J841电机控制单元、远程通信控制单元；②EV总线系统，连接J979空调控制单元、J840空调PTC控制单元、DC/DC变换器A19、J1050车载充电机控制单元；③显示和操作总线系统，连接R257发动机声浪模拟控制单元。

（2）网络传输速率

动力总线系统、EV总线系统传输速率为2Mbit/s，显示和操作总线系统传输速率500kbit/s。也就是说只有简单的执行器采用500kbit/s的速率，例如发动机声浪模拟模块R257（图5），其他均采用2Mbit/s速率。

（3）LIN 总线

J623通过LIN控制散热器百叶窗控制单元V711，J623安装在仪表板下方右侧，原本是燃油汽车发动机控制单元的代码，在ID.4上用于动力控制；J979通过LIN控制空调PTC控制单元J848以及电动压缩机控制单元J842；J840 通过LIN控制电池PTC加热器Z132以及分控盒J1208~J1210。

审核编辑：汤梓红