基于CAN總線的燃料電池城市客車通信網(wǎng)絡研究.pdf

1、燃料電池電動汽車FCEV(Fuel-cell electric vehicle)的動力源采用燃料電池代替了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機，可有效的減少能源消耗，且燃料電池汽車排放物為水，屬于無污染車輛，在未來有著廣泛的應用前景。燃料電池城市客車FCCB(Fuel-cellCity Bus)最有可能率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，因此本文選擇燃料電池城市客車作為研究對象。為了解決燃料電池城市客車各控制器之間的信息交換，需要一個智能化的通信網(wǎng)絡，CAN總線以其突出的實時性、

2、可靠性和靈活性等優(yōu)點成為最佳選擇。本文以燃料電池城市客車為應用平臺，通信標準依照CAN2.0B和J1939協(xié)議，根據(jù)汽車實際工況和控制要求，設計了一個完整的通信網(wǎng)絡。 論文介紹了燃料電池城市客車的主要結構，對燃料電池城市客車的關鍵技術進行了分析研究。介紹了當前汽車車載網(wǎng)絡中具有普遍意義的CAN總線的特點及其分層結構、報文傳輸?shù)燃夹g規(guī)范，同時分析了面向汽車網(wǎng)絡的J1939協(xié)議的原理和內(nèi)容，研究了J1939的編碼定義規(guī)則。

3、在研究燃料電池城市客車的動力系統(tǒng)的基礎上，分析了各控制單元的功能，構建了五個CAN節(jié)點的網(wǎng)絡拓撲結構，包括整車控制器模塊、燃料電池控制器模塊、電機控制器模塊、超級電容控制器模塊和LED顯示單元，依據(jù)J1939協(xié)議對FCCB通信系統(tǒng)網(wǎng)絡節(jié)點的源地址和報文進行了詳細定義。 構建了課題研究所需要的軟硬件平臺：(1)基于ARM完成高速CAN節(jié)點的硬件設計，包括電源部分、CAN接口部分和微控制器部分。(2)在基于ARM芯片內(nèi)建CAN控制器

4、和FullCAN專家函數(shù)庫的基礎上，進行了CAN高速節(jié)點的軟件設計，并對節(jié)點在緩沖區(qū)配置和驗收過濾設置方面進行了研究。 在ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境下建立CAN通信方案，并進行程序的調(diào)試、編譯和下載。最后采用周立功公司的CANstarter-II開發(fā)套件完成了ARM芯片的CAN節(jié)點通信試驗。試驗結果表明，設計的CAN節(jié)點間的數(shù)據(jù)通信可靠，且符合預先的濾波設置，滿足設計要求。 論文最后總結歸納了本課題研究的結論和創(chuàng)新點，對進