BMS中的CAN通信技术.pdfVIP

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

BMS中的CAN通信技术

传统汽车采用线束连接的方式来实现汽车内电气信号的连接，随着汽车中节

点数量和数据信息量的不断增加，必然导致导线数量不断增多，布线越来越困难，

成本也随之提高，同时也降低了汽车通信的可靠性。控制器局域网（Controller

AreaNetwork，CAN）总线最初是专门为解决乘用车的串行通信而研发的，其具

有较高的实时处理能力、工作在较强电磁干扰下的高可靠性和良好的错误检测能

力，使其已经被广泛应用于汽车的控制通信网络系统中。

8.1CAN通信技术概述

无论是新能源汽车还是内燃机汽车，都已经不再仅仅是一种交通工具，越来

越多的功能出现在汽车上，如汽车内部的网际网络、通信电子装置、娱乐设备和

无线连接等设备的实现，都依赖于汽车电子网络技术，而随后数据总线技术的引

入，更可称为汽车电子技术发展的一个里程碑。传统汽车通常采用常规的点对点

通信方式，将电子控制单元及电子装置连接起来，即通过线束实现电气信号的连

接。

随着汽车中电子设备数量的不断增加，这样势必造成导线数量的不断增多，

从而使得在有限的汽车空间内布线越来越困难，进而增加了维修难度、限制了功

能的扩展。另外，同一传感器信号通常被要求送至不同子系统中的电子控制单元

（ElectronicControlUnit，ECU）中，这样就要求各模块都通过导线与此传感器建

立连接关系，但是，随着电气节点数的剧增，车内导线长度无限增加，而汽车线

束重量每增加50kg，每一百公里油耗就会增加0.2L，从而导致成本不断提高、

连接更加复杂，同时也降低了汽车的可靠性。

8.1.1发展历程

采用能够满足多路复用的现场总线通信系统，可以将各个ECU连接成为一个

网络，以共享的方式传送数据和信息，实现网络化的数字通信与控制功能，进而

达到减少布线、降低成本以及提高总体可靠性的目的。现场总线是20世纪80

年代中期发展起来的，被誉为自动化领域的计算机局域网。

现场总线最初的出现是应用在工业控制领域中的，其原理是将系统中的各测

控设备作为一个独立的节点，这些节点多数情况下是分散在空间各处的，通过总

线连接之后，它们就能够互相发送数据，从而协作实现自动控制系统的网络化功

能。

近年来，现场总线已经成为汽车网络技术发展的一个热点，如今在欧洲，CAN

总线已经广泛应用于汽车控制与通信系统。汽车总线系统的研究发展可总结为三

个阶段：

第一阶段，研究在汽车基本控制系统中的应用，如照明、新能源汽车车窗和

中央集控锁等。

第二阶段，研究在汽车主要控制系统中的应用，即动力总线系统，包括ABS、

ECU控制系统、自动变速器等。

第三阶段，研究在汽车电子控制系统之间的综合、实时控制和信息反馈中的

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

应用。

8.1.2技术特点

对汽车总线的要求和对现场总线的要求有很多相似之处，如成本较低，实时

处理能力较强和工作于恶劣的电磁干扰环境下较可靠等。CAN总线是目前车载网

络系统中重要的组成部分，它已在汽车动力系统和车身系统的网络通信与控制中

得到广泛的应用。相对于传统汽车，采用CAN总线技术应用于车载网络中的优

势如下：

1）信息共享。采用CAN总线技术，可以在汽车各ECU之间实现信息共享。

2）减少线束。CAN总线能够很大程度地减少线束长度，从而达到节省空间

的效果。例如使用传统布线的方式完成车门、后