ｒｌ鐾塑帥設
適用於電動汽車充電樁的ｃａｎ匯流排應用層協議設計
王洪濤李允俊
（延邊大學電腦科學與技術學科嵌入式系統研究室，吉林延吉１３３００２）
摘要：依據電動汽車充電樁的結構特性和控制理論，吸取現有ｃａｎ匯流排協議的優點，文章提出了電動汽車
充電樁用ｃａｎ匯流排協議－ｃｃａｎ，主要從ｉｄ分配方案和通訊方案兩方面進行討論，最後給出了乙個負載模擬實驗，表明ｃｃａｎ協議應用於電動汽車充電樁是可靠的。關鍵詞：ｃａｎ匯流排；應用層協議；電動汽車充電系統；負載率中圖分類號：
ｕ４８２文獻標識碼：ａ文章編號
德國ｂｏｓｃｈ公司最早提出ｃａｎ匯流排
處理。這要求ｃａｎ協議可靠、穩定。為了設計一套可ｎｅｔｗｏｒｋ，控制區域網路），並應用在汽車系統內部
靠的應用層協議，應考慮以下兩個方面：（１）ｃａｎ控制。ｃａｎ協議具有抗干擾性強和資料率高等優點，報文ｉｄ的分配：
定義ｉｄ的優先順序和含義；（２）資料但僅有物理層和資料鏈路層兩層協議，不適用於簡
通訊的實現：規定ｃａｎ網路中節點間報文資料傳輸的
單的測控系統，該文針對基於ｃａｎ匯流排的汽車充電規則。
樁系統，參考現有協議，提出一種基於應用層的協
（一）ｃｃａｎ ｉｄ的分配
議一ｃｃａｎ協議。
首先介紹系統中用到的５種訊息型別：控制消
息、狀態訊息、測量訊息，警告訊息、廣播訊息。對一、
電動汽車充電樁用ｃａｎ網路
於重要資訊如過壓警告訊息，需用應答機制來實現。
電動汽車充電樁結構複雜，主要涉及到主控制
系統執行過程中的多位元組資訊（多於８個位元組），需單元ｍｃｕ，電壓控制單元ｖｃｕ，電流控制單元ｃｃｕ，溫要對報文進行拆分，接收端接收後依據傳送順序進行
度控制單元ｔｃｕ，顯示控制單元ｄｃｕ，電池控制單元重組。
ｂｃｕ，輔助電機控制單元ａｃｕ：其中主控制單元ｍｃｕ是ｃａｎ協議規定報文ｉｄ越小，其優先順序越高，確定
整個網路的核心。
ｉｄ應考慮以下五種情況：（１）報警訊息優先順序最
基於ｃａｎ匯流排的電動汽車充電樁的結構框圖如圖１
高；（２）低頻訊息優先順序高；（３）訊息重要性與優所示：
先級成正比；（４）多幀比單幀優先順序高；（５）實時
（＝ａｎｌ嘲鴦辮
性與優先順序成正比。基根據以上分析，對２９位ｉｄ分配方案見表１：
７．ｊｊ
表１２９位識別符號分配
ｉ逸ｌ—］一
一ｆ｛圖１結構框圖
該系統由主控制和各個分量控制單元組成。各
１．優先順序確定。ｉｄ１～ｉｄ３被用於確定報文優先個控制單元由ｃａｎ匯流排連線，為主從結構。工作原理級，是根據訊息實時性和使用頻率確定的。
由上述分是：各個控制單元完成諸如電壓、電流、溫度等引數析，告警訊息需要有最高優先順序以保證資訊處理及
採集與控制，然後將採集結果通過ｃａｎ匯流排發給主控時，滿足系統實時要求。控制命令也需要較高優先順序節點，主控節點對來自各個控制單元的資料進行相關
以確保能正常執行，然後是測控、廣播等資訊。基於
２０１１１２ｏ中聞高新技書企業３１
以上分析分配見表２：
表２優先順序分配
匯流排負載率是指匯流排上單位時間內實際傳輸的資料量與標準位速率的比值（常小於３０％），**過程
中的匯流排通訊速率為１ｍｋｂｐｓ。
系統在實際執行中，當有週期性和事件觸發訊息時系統負載率達到最大。圖２中最大匯流排負載率為
２．位址確定。協議將ｉｄ４～ｉｄ８用於確定目的位址確定源位址ｓａ，進而來標識報文的各接收和傳送節點。ｉｄ４～ｉｄ８共５位可以確定３２個控制節點，可滿足電動汽車充電樁的需求，分配方式見
表３：表３源位址分配
ｔ ２２ ｅｏ
２２．７５％。由負載率較低可以得出該協議是可靠的。
／／／／ｉ２
３／＼＼５６
蒜站６５
２２ ５ｏ
＼＼／７
ｌ＂ ｑ／ｓ
圖２週期性與事件性訊息下的負載率
三、結論
ｃｃａｎ協議作為一種電動汽車充電樁設計的ｃａｎ匯流排應用層協議，具有實用、可靠等特點，對制定測控
一些重要的資訊，如過壓報警、過流報警等訊息
需要應答，以保證通訊的可靠性。如果響應位是ｌ，需要接收節點確認，該位是０則無需確認。
系統ｃａｎ匯流排應用層協議具有一定指導意義。目前，ｃｃａｎ已經成功應用在電動汽車直流充電樁中，滿足要
求，效果良好。ｏ
參考文獻
【１】衛星，張建軍．電動汽車ｃａｎ網路應用層協議研究ⅱ】．
電子測量與儀器學報
３．多幀與單幀標識。為了規範系統執行中多字
節資料，將多位元組資料進行拆分，使之成為各個單
幀，目的節點接收後按照多幀的編號進行重組。本協
議將ｉｄｉ５￣ｉｄｉ７用於單幀和多幀標識。見表４：
表４單幀與多幀區分
【２】張穎，蔣巨集業，邵惠鶴，等．現場匯流排與工業企業網ⅱ］．微
計算機信
【３］王喜瑜，丁軍，周希德．電動汽車動力蓄電池快速充電關
鍵技術研究【ｊ】．北方交通大學報
４．多幀編號。對於傳輸過程中的多幀，為了便
【４】李芳，張俊智，王麗芳，等．電動汽車動力控制系統控制
器區域網（ｃａｎ）匯流排應用層協議【ｉ】．機械工程學報
於接收節點完全收後進行重組，將ｉｄｉ８￣ｉｄ２２用於多
幀資料從小到大編號共５位可標識３２個單幀，故多幀可傳送２５６個位元組，能滿足電動汽車充電樁通訊需要。
（二）ｃｃａｎ資料通訊的實現
在ｃｃａｎ設計中採用靈活的通訊方式，分為主從和觸發兩種模式。整個通訊是由主節點發起，從節點應
【６】曹萬科，張天俠，劉應吉．基於ｒｍａ的汽車車身ｃａｎ
匯流排優化方法［『】．汽車工程
答開始的，這就保證了通訊是基於連線的，因而提高
了通訊的可靠性。
［７】王鴻麟，錢建立，周曉軍．智慧型快速充電器設計與製作
［ｍ］．北京：科學出版社，１９９８．
二、負載率**
ｃｃａｎ協議能否保證系統通訊需求，是否具有可靠
作者簡介：王洪濤（１９８６一），男，河南開封人，延邊大學碩士研究生，研究方向：嵌入式系統；李允俊（１９５８－），通訊作者，男，吉林延吉人，延邊大學教授，碩士研究生導師，研究方向：嵌
入式系統。
性與實時性，需要對其進行**測試。利用ｃａｎｏｅ仿
真電動汽車充電樁在週期性和事件訊息的情況下得匯流排負載率。
（責任編輯：週加轉）
３２ ｏ中閩高新斌術企業２０１１．１２
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2023年電動汽車充電樁市場分析報告
此文件為word格式，可任意修改編輯！2016年3月 目錄一 電動汽車充電樁說明與功能設計 3 一 充電樁說明 3 二 充電站主要結構和實現功能 4 二 電動汽車充電樁行業分析 5 一 電動汽車充電樁市場規模預計 5 二 電動汽車充電站現狀分析 6 三 電動汽車充電站盈利情況 以目前規模較大14家充...
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