充电电源�？镃AN总线网络

一、 CAN总线简介

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由德国BOSCH公司开发，并最终成为国际标准（ISO 11898），是国际上应用最普遍的现场总线之一。CAN总线属于串行通讯协议，支持高清静品级的漫衍式实时控制场合，主要应用于汽车、航天、电子等领域，具有高可靠性、实时性及无邪度高的特征。

二、充电系统网络链路

充电系统的监控网络链路有：监控中心-监控终端-充电机（或电池治理系统（BMS）、电动汽车等），如图1所示。监控终端作为前言，实现了监控中心与充电机及电动汽车的通讯链路的建设。监控终端通过CAN网络与充电机、BMS及电动汽车等相互通讯，收罗相枢纽点的数据信息并存储，并将相关信息反响给充电机。充电机凭证相关信息从而实现电动汽车电池的智能充电。终端与监控中心之间是通过GPRS毗连通讯，终端将充电机、电池、电动汽车等相关数据传回监控中心，监控中心实现对充电机的远程控制和实时监控功效，纪录充电机的运行及故障情形。车主可以由监控中心盘问相识目今空闲的充电机位置，实现资源充分使用。

图1 充电系统监控网络链路图

直流电源�？樽魑涞缁�“心脏”，其通过吸收BMS下发的通讯指令实现电路控制、转换，为汽车电池提供稳固的能量输出。充电机装备由多台直流电源�？椴⒘�，多台电源�？橥ㄑ毒铱吭贑AN总线网络上，其布线方法主要由手拉手型、T型分支毗连和等长星型毗连。

1、手拉手总线网络

在充电桩体内部充电电源通讯线缆由于分支保存一定的长度，以及分支长度的积累会造成总线上阻抗不一连，继而爆发信号反射的征象，以是最常用的是手拉手毗连方法。如图 2所示，为了包管通讯的可靠性，起始端和最后的节点都需要加120Ω的终端电阻，不可只接一端或两头均不接。

图2 多电源�？镃AN总线手拉手型接线示意图

2、T型总线网络

在某些工业现场和轨道机车，由于整体线缆很是多，为利便维护需要使用接线排（也称之为T型总线网络），以是这种CAN总线上的多个电源�？橥ㄑ督诘惴种Р豢勺柚�，如图3所示，但这个分支长度在最高波特率1M时最好小于30cm。

图3 多电源�？镃AN总线T型接线示意图

3、星型总线网络

图 4为多电源�？镃AN总线等长星型接法，通过适当调解每个电源�？榻诘愕闹斩说缱杓纯墒迪肿橥�，其中R=N×60Ω（N为分支数目，R为每个分支的终端电阻），注重每个节点必需加终端电阻，不可在星型网络的中心加任何电阻。而在现实应用中许多场合无法做到等长星型毗连，这时需要使用CAN集线器来举行分支，如图5所示，但这无疑又增添了装备本钱。

图4多电源�？镃AN总线等长星型接法

图5 使用集线器举行星型CAN分支接线示意图

三、 CAN信号传输及信号状态

发送历程： CAN控制器将CPU传来的信号转换为逻辑电平。CAN发射器吸收逻辑电平之后，再将其转换为差分电平输出到CAN总线上。

吸收历程： CAN吸收器将CAN_H 和 CAN_L 线上传来的差分电平转换为逻辑电平输出到CAN控制器，CAN控制器再把该逻辑电平转化为响应的信号发送到CPU上。

图6 CAN信号传输路径示意图

CAN总线接纳不归零码位填充手艺，即CAN总线上的信号有两种差别的信号状态，划分是显性的(逻辑0)和隐形(逻辑1)，信号每一次传输完后不需要返回到逻辑0(显性)的电平。之以是把显性电平界说为逻辑0，是由于CAN收发器芯片在收到显性电平时，芯片会在Rx脚输出低电平，即逻辑0，这样就实现了CAN差分电平与TTL电平的转换。

CAN信号在静止状态时，这两条导线上有预先设定值，这个值约莫为2.5V。在显性状态时，CAN_H线上的电压值会升高1V，而CAN_L线上的电压值会降低同样值1V。于是在CAN驱动数据总线上，CAN_H线就处于激活状态，其电压不低于3.5V，而CAN_L线上的电压值最多可降至1.5V。因此在隐性状态时，CAN_H线与CAN_L线上的电压差为0V，而在显性状态时，CAN_H线与CAN_L线上的电压差不低于2V。

图7 CAN信号状态

四、 BMS与充电�？樾畔⒔换�

BMS凭证目今车辆充电治理战略向充电�？橥扑统涞缯铰�，主要包括预充电，恒流充电和恒压充电三个阶段。这三阶段中，若监测电池异常故障或电池能量充满，BMS则连忙发出阻止充电下令。待充电�？榇τ谧柚棺刺�，BMS则由阻止充电下令改为发送握手下令。充电�？槲盏接杏弥噶钍�，执行响应的充电参数响应，同时回复响应的有用报文。充电历程中，若充电�？樵谝蛔际奔淠谖词盏嚼醋訠MS的有用报文时，充电�？橛稍诵凶刺刺�，直至吸收到总线有用报文后恢复充电状态。另若是充电历程中充电�？榧觳獾饺魏瓮獠抗收鲜保ㄈ绲缤缪挂斐＃�，充电�？榻胪；；つＪ�，上报故障状态信息，待外部故障消逝后再凭证BMS指令执行充电行动。

五、 CAN数据帧报文名堂

CAN手艺规范（Version2.0）包括2.0A和2.0B两个版本。2.0A版本协议为11位标识符（标准�。�，2.0B版本在兼容11位ID标识符的同时，向上扩展到29位ID标识符。图8给出了CAN2.0A和CAN2.0B扩展帧数据名堂�？梢钥闯�，其均由起始域、仲裁域、控制域、数据域和校验域组成。其中，标识符位于仲裁场中，报文吸收节点通过标识符举行报文滤波，数据域的长度为 0~8 个字节，这种短帧结构使得CANBUS实时性很高，特殊适合汽车工业和工业控制应用。

图8 CAN2.0A和CAN2.0B报文名堂

1、起始帧和竣事帧

起始帧由单个显性位（低电平）组成，总线空闲时，发送节点发送帧起始，其他吸收节点同步于该帧起始位。

竣事帧由7个一连的隐形位（高电平）组成。

2、仲裁域

只要总线空闲，总线上的恣意一个节点均可发送报文。若是总线上有两个或两个以上的节点均最先发送报文，那么就会由仲裁域的标识符举行逐位仲裁的方法举行处置惩罚。

CAN总线控制器在发送数据的同时监控总线电平，若电平差别，则阻止发送数据，若该位位于仲裁段，则退出总线竞争。若是位于其它段，则爆发过失事务。

帧ID越小，优先级越高。由于标准帧的IDE位为显性电平，扩展帧的IDE位为隐形电平，关于前11位ID相同的标准帧和扩展帧，标准帧优先级比扩展帧高。

3、控制域

控制段共6位，标准帧的控制段由扩展帧标记位IDE、保存位r0和数据长度代码DLC组成；扩展帧控制段则由IDE、r1、r0和DLC组成。

4、数据域

一个数据域由0-8个字节组成，这种紧凑型结构使得CAN实时性很高，抗扰能力强。

5、校验域

校验域由CRC校验值和ACK组成。CRC校验值存放于CRC段，是由15位CRC值和1位CRC界定符组成。ACK由1位ACK槽和ACK界定符组成，当一个吸收节点吸收的帧起始到CRC段之间的内容没爆发过失时，它将在ACK槽发送一个显性电平。

六、现场通讯故障常见问题剖析

终端电阻选取不对适

CAN总线两头终端电阻阻值推荐使用120欧姆。
多机CAN线毗连方法

多�？椴⒒盋AN线毗连方法推荐“手拉手”方法，且每个电源�？橥ㄑ端氏哂隒AN总线线缆距离越短越好。
电源�？榈氐愠逋�

统一CAN总线上的多机电源�？榈氐惚匦枳粤�。目今主流厂家电源�？榈氐憧赏ü姘灏醇⒉β牒屯ㄑ兜确椒ň傩猩柚�。
通讯线缆接触松脱

电源�？橥ㄑ断呃掠隒AN总线接插件接触牢靠稳固。
报文识别过失

电源�？橛氤涞缱ㄑ缎椴黄ヅ�，凭证划定的通讯协议调解。
通讯报文丧失

电源�？槿粼谝蛔际奔淠谝涣次盏接杏帽ㄎ氖�，电源�？榛峤氪；つＪ�，待吸收到总线有用报文后电源�？橹匦卤患せ�。

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