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1、 北京理工大学电动车辆工程技术中心 纯电动汽车整车通信协议：PEV-CANBUS20060620 机密 1、通讯协议制定的原则这里的原则是指制定通讯协议时遵循的原则，不涉及协议本身的一些规则。 先进性。制定的协议要尽量与国际接轨，参照国际SAEJ1939/11、ISO11898、ISO 7637，以及国家标准GB/T 18858.2、GB/T18487.1-2001、 GB/T18487.2-2001、GB/T1487.3-2001、GB/T 18387-2001、GB/T 14023-2000、GB/T 17619-1998、TB/T 3034-2002和QC/T 413-2002，在其基础
2、上进行改进，并有自己的特色。原因主要是考虑到国外成熟的协议是经过实践检验的，借用它可以少走弯路。另外，本协议参照了中科院电工所制定的电动汽车动力系统通讯协议。 指导性。制定的协议必须要考虑车辆的特性，指导整车和相关零部件相关控制技术的发展。 兼容性。制定的协议要适用于各种车型，多种结构形式。 扩展性。制定的协议要便于以后升级发展，扩展的协议要兼容前面制定的协议。2、功能界定电池管理系统具有如下功能：（1） 与整车控制系统进行信息交互，将电池的相关信息发给整车控制器，防止电池的过放电；（2） 与充电机控制系统、调度系统、车载及地面监控系统进行信息交互；（3） 通过软、硬握手方式，与充电机控制系统
3、协同，对整车动力电池进行管理，防止电池的过充；（4） 电池管理系统应设置漏电流检测装置；（5） 电池管理系统应具有高压连接器检测功能。3、 参照标准 ISO11898 道路车辆数字信息交换用于高速通讯的控制器局域网络 SAE J1939/11 GB/T 18858.2 低压开关设备和控制设备、控制器设备接口第三部分：DeviceNet。 GB/T18487.1-2001 电动车辆传导充电系统 一般要求 GB/T18487.2-2001 电动车辆传导充电系统 电动车辆与交流/直流电源的连接要求 GB/T18487.3-2001 电动车辆传导充电系统 电动车辆与交流/直流充电机（站） GB/T 1
4、8387-2001 电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法 带宽9kHz30MHz GB/T 14023-2000 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限制和测量方法 GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 ISO 7637 道路车辆传导和耦合的电气骚扰 TB/T 3034-2002 机车车辆电气设备电磁兼容性试验及其限制 QC/T 413-2002 汽车电气设备基本技术条件4、 网络中的ECU拓扑结构网络拓扑结构如图1所示，CAN总线采用内外三条子网。其中高速网络段CAN1传输速率为250kbps，用于动力系统ECU通讯；高速
5、网络段CAN2传输速率为250kbps，为与地面系统进行通信；内部网络是电池管理系统内部各个模块间进行通信。电池管理系统的网络拓扑结构按电池的运作模式分为3种形式：（1）运营模式下的网络拓扑结构250K（2）应急性整车充电模式的网络拓扑结构（3）快速更换模式下地面电池充电网络拓扑结构5、通讯原则和规定电动汽车网络总线通讯协议主要参考SAE J1939来制定。5.1物理层遵循的原则（1） 控制器电源：符合GB/T11858.3标准的规定，电源应由整车和充电接口两个电源供电。考虑到纯电动大客车的实际低压系统的实际电压，设计的ECU应满足电源电压1836V，20A电流；（2） 蓄电池管理系统与整车控
6、制器之间的接口采用标准CAN2.0B接口（3） 网络系统支持热拔插。电源应具有反接保护和掉电检测功能。（4） 位时间（bit time）：即每一位占用的时间。在这个位时间中进行总线管理，包括ECU同步、网络传输延时补偿、采样点定位等。这个时间可以由CAN协议的集成电路来设定。网络上所有节点的位时间必须设置为相同值。整车网络推荐位时间为4 S，对应的传输速率为250 kbit/s，网络长度为40m； （5） 拓扑结构：网络的接线拓扑应该是一个尽量紧凑的线形结构以避免电缆反射。ECU接入总线主干网的电缆要尽可能短。为使驻波最小化，节点不能在网络上等间距接入，接入线也不能等长，且接入线的最大长度应小
7、于1m；（6） 屏蔽终端：屏蔽终端是一点接地。（7） 通信电缆应尽量离开动力线（0.5m以上）、离开24V控制线（0.1m以上）；5.2数据链路层应遵循的原则数据链路层的规定主要参考CAN2.0B和J1939的相关规定。 使用CAN扩展帧的29位标识符并进行了重新定义，以下为29标识符的分配表：IDENTIFIER 11BITSSRRIDEIDENTIFIER EXTENSION 18BITSPRIORITYRDPPDU FORMAT(PF)SRRIDEPFPDU SPECIFIC(PS)SOURCE ADDRESS(SA)32111876543218765432187654321282726
8、252423222120191817161514131211109876543210其中，优先级为3位，可以有8个优先级；R一般固定为0；DP现固定为0；8位的PF为报文的代码；8位的PS为目标地址或组扩展；8位的SA为发送此报文的源地址； 接入网络的每一个节点都有名称和地址，名称用于识别节点的功能和进行地址仲裁，地址用于节点的数据通信 每个节点都至少有一种功能，可能会有多个节点具有相同的功能，也可能一个节点具有多个功能 节点的编址规则：如果J1939已有定义，则尽量使用J1939已定义的地址；具有多个功能的ECU，可以使用多个地址，也可以重新定义新的地址；新定义地址，应使用208231这段属
9、于公路用车的预留地址； 采用广播和单播相接合的方式进行数据传输，单播报文主要用于解决相同功能节点的控制问题，其它情况下尽量使用广播报文 采用数据块编码和节点编码相接合的方式进行数据通信 数据帧采用CRC校验 总线错误严重时具有自动关闭功能5.3 应用层应遵循的规定应用层的规定主要参考J1939的相关规定。 应用层定义了协议数据单元PDU的两种格式PDU1和PDU2 采用PGN对数据块（参数组）进行编号，广播方式下，ECU根据PGN来识别数据块的内容 使用远程请求报文来获取主动请求其它节点的参数组 采用周期发送和事件驱动的方式来发送数据 定义新的参数组时，尽量将相同功能的参数、相同或相近刷新率的
10、参数和属于同一个子系统内的参数放在同一个参数组中；同时，新的参数组既要充分利用8个字节的数据宽度，尽量将相关的参数放在同一个组内，又要考虑扩展性，预留一部分字节或位，以便将来进行修改； 修改J1939已定义的参数组时，不要对已定义的字节或位的定义进行修改；新增加的参数要与参数组中原有的参数相关，不要为了节省PGN的数量而将不相关的参数加入到已定义的PGN中；对于功能相近的ECU，可以在已定义的PGN中利用未定义部分来增加识别位，判断出ECU的功能，充分利用原来已定义的参数。6、 ECU源地址分配下表是纯电动汽车可能用到的ECU节点名称和分配的地址。其中整车控制器地址为新分配的地址，而电机控制器
11、1电机控制器 4、电子节气门控制器、驾驶室显示器、ABS控制器和蓄电池管理系统1蓄电池管理系统4为原SAE J1939定义并已经分配了地址。ECU名称地址目的寻址的报文编号（PF）ID备注整车控制器（PVCU）20807新定义电动助力转向系统（EPS）2274855CAN网关（GATWAY）2286471充电机控制系统（CCS）2293239调度系统2304047电机控制器1(MCU)239815SAE J1939已定义ABS控制器(ABS)11驾驶信息显示405663蓄电池管理系统 #1(BMS)2432431蓄电池管理系统 #2(BMS)24407变速器ETC31623实际的网络中，蓄电池
12、可能只有一个，电机控制器也可能只有一个。7、数据格式定义纯电动汽车驱动系统各ECU输出信号表数据类型比例因子范围(实际量程)偏移量字节数总电压0.1V/bit0 to 10000(0 to 1000)02BYTE总电流0.1A/bit0 to 65535(-3200 to 3353.5)320002BYTE容量（AH）2AH0 to 255(0510AH)01BYTE容量(kWH)1 kWH/0.01kw.H0 to 255(0255kWH)-32000-+33535320001/2BYTE单体电池电压0.01V/bit0 to 1500(0 to 15)高四位为箱号（1-15，0无效）低12
13、位电压：0-4095V02BYTE转矩1NM/bit0 to 64255(-32000 to 32255)-320002BYTE转速1RPM/bit0 to 4500（0 to 4500）02BYTE温度1/bit0 to 250(-40 to 210)-401BYTE压力0.01Mpa/bit0 to 3500(0 to 35)02BYTE电池（SOC）0.4%/bit0 to 250（0 to 100%）01BYTE踏板信号0.4%/bit0 to 250（0 to 100%）01BYTE生命信号1/bit025501BYTE车速0.1km.h-1/bit0 to 2000（0 to 200.0）02BYTE方向盘转角1/64度/bit0 to 64000（-500+500度）-5002BYTE开关信号开关（0X55:关闭;
