基于CAN总线的电池数据传输【开题报告】.doc

1、1毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化基于CAN总线的电池数据传输1选题的背景与意义控制器局域网CANCONTROLLERAREANETWORK的简称总线是德国BOSCH公司在20世纪80年代专门为汽车设计开发的以实现各控制模块与测试设备之间相互通信的一种串行数据通信协议，协议采用总线性拓扑结构。1991年9月PHILIPSSEMICONDUCTORS制订并发布了CAN技术规范（VERSION20），此后，1993年11月ISO正式颁布了道路交通运载工具数字信息交换高速通信控制器局部网（CAN）国际标准（ISO11898），为控制器局部网标准化、规范化推广铺平了道路1。CAN总线采用CSMA

2、/CD载波监听，多路检测实现多主节点工作方式，每个节点都可以向总线传输数据，当多个节点向网络传输数据时，根据各个信息的标识符确定传送优先级，标识符数据越小，优先级越高。通过帧滤波，CAN网络可以实现点对点、一点对多点、全局广播的通信方式。CAN总线最高传输为1MBIT/S，最远传输距离为L0KM。每帧传输的数据最多为8字节，传输时间短，保证了通信的实时性，能够满足汽车动力传动和车身控制系统的实时性传输要求。CAN总线可靠的错误处理、检错机制和独特的设计，使其在汽车网络中得到了广泛的应用。随着汽车拥有量的增加，由此产生了能源消耗、环境恶化等问题，这与当今世界的节约能源、保护环境大潮流形成了一对矛

3、盾。电动汽车和混合动力汽车就是在这样的背景下出现的，其具有排放低、节约能源的特点，而电动车储能设备容量有限，电池是电动汽车发展的首要关键，而对电池系统的管理也成为各类型电动汽车共性关键技术。由于电池管理系统不同控制单元的控制周期不同，数据转换速度、符控制命令优先级也不同，困此需要一种具有优先权竞争模式的数据交换网络，并且本身具有极高的通信速率。此外，作为一种载人交通工具，电动汽车必须具有极高的运行稳定性，整车通讯系统必须具有很强的容错能力和快速处理能力。CAN控制器局域网总线优越的容错性和可靠性能够满足这种实时控制网络的要求2。CAN总线网络上任意接点都可主动向其他接点发送消息，有高的位速率，

4、高抗电磁干扰性，而且能够检测产生的任何错误。由于CAN总线具有这些特性，很自然地在汽车、制造业以及航空工业中广泛应用。随着近十年来电动汽车研究和使用的不断升温，国外一些大的汽车生产商和电池供2应商针对各种电池做了大量研究及实验，总结出电池的数学模型，并成功开发出许多电池管理系统装在车上试用。比较有代表性的有德国的BHAUCK设计的BATTMAN系统；美国通用汽车公司生产的电动汽车EVI上的电池管理系统。据CIA统计2001年，仅在欧洲就销售了超过1亿个CAN总线节点，几乎淘汰了所有的RS485系统。但在国内基于历史或者其他的原因，大多数的厂商、工程师在设计产品、工程立项时第一想到的是应用RS4

5、85总线系统，这不能不说是一种遗憾3。我国对电动车的发展十分重视，在“十五”规划中被列为国家高科技攻关项目，同时被列为国家“863”科技攻关项目。目前已经有许多公司开始将具有电池检测及电压均衡功能的管理系统推向市场。国内电池管理系统作为电动汽车最关键的技术之一，近年来已经有很大的提高，很多方面都已经进入实际应用阶段，但有些部分仍然不够完善，尤其是在采集数据的可靠性、动力电池组的荷电状态估算精度和安全管理等方面都有待进一步改进和提高4。（1）由BMS电池管理系统的功能要求和目前研究中的问题可知，如何把握电池内部状态的变化规律，用更有效的方式和采用更合适的算法来正确估算电池剩余容量STATEOFC

6、HARGE，减小SOC的估算误差，仍将是今后研究的重点。（2）目前的很多BMS应用某一类型的电池时效果很理想，但却难以应用到其他类型的电池上。因此，研究更具有通用性的BMS已经成为目前的发展方向11。2研究的基本内容与拟解决的主要问题21研究的基本内容确定48V铅蓄电池数据传输系统的整体设计方案；学习单片机编写操作程序和学习使用PROTEL2004软件画图；定义DC48V铅蓄电池数据的CAN传输协议；实现CAN总线的收发功能；实现RS232与PC的通信。22拟解决的主要问题学习使用单片机和PROTEL2004软件；学习CAN总线的传输协议并能运用；选择好相关的配置及设备组成硬件系统；提高应用程

7、序的准确与快速性；很好的实现系统的控制要求及方案。323研究的方法与技术路线对基于CAN总线的研究，准备从以下几个方面着手学习DC48C铅蓄电池数据传输系统的原理、方法和应用；学习各种不同的CAN总线标准并进行分析；根据DC48C铅蓄电池工作特点选择合适型号的主控单元；提出DC48V铅酸电池数据传输CAN总线系统的设计和改进方案对系统各个模块进行组合，用C语言编写通信程序，并进行调试，完成设计工作。24具体的实施步骤分析各种CAN总线标准及基本思想；分析48V铅蓄电池工作情况及完成的控制要求；3提出相应的CAN总线协议和选择合适DC48C铅蓄电池工作主控单元及控制方案；将控制单元组合成系统，进

8、行总体调试，发现问题并解决问题，直至成功。研究的总体安排与进度2010年12月25日前，完成外文翻译、文献综述、开题报告；2011年2月18日前，理解CAN总线的基本思想；2011年3月10日前，定义铅酸电池CAN总线协议；2011年4月10日前，在STM32F103单片机上，使用C语言编写CAN通信和串口RS232通信程序；2011年5月10日前，调试CAN总线和串口RS232通信。2011年6月1日前，撰写完成毕业论文。参考文献1杨朔,何莉萍，钟志华基于CAN总线的电车管理系统J贵州工业大学学报，2004，432葛林，周交华，徐航CAN通信网络在汽车中的应用研究工程J，汽车工程，2000（

9、11）；143邬宽明CAN总线原理和应用系统设计北京航空航天大学出版社，19964杜尚丰，曹晓钟，徐津CAN总线测控技术及其应用电子工业出版社，20075CCCHANCHALLENGEANDOPPORTUNITYFORELECTRICVEHICLESANDTHEIRREQUIREMENTONBATTERIESENS216CLASSBDATACOMMUNICATIONNETWORKMESSAGESDATAPARAMETERDEFINITIONSSAEVEHICLENETWORKFORMULTIPLEXINGANDDATACOMMUNICATIONSSTANDARDSCOMMITTEESAE4J2

10、1782，19937TANPING，LIUYUM/SCONTROLLERAREANETWORKCANSYSTEMUSINGSHAREDCLOCKSCHEDULER8李贵海电池SOC管理策略的研究D硕士论文浙江大学9吴东兴电池管理系统的设计与实现D硕士学位论文湖南大学10苟广鹏控制器局域网CAN在汽车中应用的基础研究D同济大学硕士学位论文，2003343511魏学哲，孙泽昌，陈觉跷一种新的汽车网络分类方法及其主流协议的发展趋势同济大学汽车电子研究所12朱敏，张崇巍,，谢震CAN总线在数据采集与控制系统中的应用J合肥工业大学学报,2002,2533453491陈昭锋，韩健政府推动与高新技术产业化创新J清华大学学报（社会哲学版），199824757（宋体，五号字）2汤姆森，斯迪克兰德世界邮政改革与发展的简况与趋势M北京北京大学出版社，20022326