線束設(shè)計(jì)如何滿足整車CAN網(wǎng)絡(luò)布置要求

來源：線束世界?作者：線束世界-Jimmy?2022-11-22 10:20

1 前言

電動(dòng)汽車各個(gè)模塊之間的交互有效性直接影響了汽車的行駛效率和駕駛感。而插電式混合動(dòng)力汽車根據(jù)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的布局形式可以分為３類：串聯(lián)式、并聯(lián)式、串－并聯(lián)混合式。該文探討的是并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)方案，它具有對(duì)原車技術(shù)模塊化，實(shí)施性方便，適用性廣特點(diǎn)。

2 術(shù)語

節(jié)點(diǎn)：連接在通訊網(wǎng)絡(luò)上，能夠按照某一通訊協(xié)議通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的設(shè)備的集合。

總線電壓：總線電壓是ＣＡＮ總線的ＣＡＮ＿Ｈ或者ＣＡＮ＿Ｌ對(duì)各自ＣＡＮ節(jié)點(diǎn)地的電壓。

3 CAN總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

ＣＡＮ總線是一種多主總線，一旦有總線閑置，任意一個(gè)ＣＡＮ節(jié)點(diǎn)均可向總線發(fā)送數(shù)據(jù)。ＣＡＮ總線通道中優(yōu)先發(fā)報(bào)文的節(jié)點(diǎn)取決于無損逐位仲裁的方式，此方式可以節(jié)省沖突時(shí)間，尤其是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下也可以流暢運(yùn)行，可以保證信號(hào)通道的利用率，提高整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

而針對(duì)插電式混合動(dòng)力汽車的控制系統(tǒng)，需要對(duì)其整車控制模塊（ＨＣＵ）和動(dòng)力系統(tǒng)、安全系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分層及規(guī)劃。

一般情況下，通訊網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)種類多，支線復(fù)雜繁瑣，而總線往往檢測(cè)矯正能力較強(qiáng)，實(shí)施信號(hào)好，可靠性有保證，能夠有效地判斷錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)和自動(dòng)校正簡(jiǎn)單錯(cuò)誤，所以將通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成總線型ＣＡＮ網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以滿足信息傳遞及時(shí)性和可靠性的要求。根據(jù)系統(tǒng)分層控制的原理，設(shè)計(jì)并聯(lián)式混合動(dòng)力ＣＡＮ通訊結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D，如圖１所示。

4 CAN線束布局設(shè)計(jì)原則

4.1 CAN線束要求

線束布局設(shè)計(jì)要求網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)車載ＥＣＵ和離線工具，具體詳見圖２。

對(duì)于ＣＡＮ線束設(shè)計(jì)，一般要求如下幾點(diǎn)：

１）ＣＡＮ總線總長(zhǎng)度＜40ｍ；

２）ＥＣＵ間距＜20ｍ；

３）ＥＣＵ節(jié)點(diǎn)數(shù)量＜20個(gè)；

４）線束使用屏蔽線（高速ＣＡＮ）或者雙絞線（低速ＣＡＮ）；

５）線束要求支線必須盡可能短；診斷節(jié)點(diǎn)直接與總線相連，端口長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能短，要求最長(zhǎng)為ｌｍ。從連接器中診斷儀之間的連線也應(yīng)該盡可能短，最長(zhǎng)不超過５ｍ。

６）ＣＡＮ線在布局線束時(shí)盡量保持走線順暢，避免出現(xiàn)ＣＡＮ線回折現(xiàn)象。確保每條支線與主干線相接時(shí)，ＣＡＮ_Ｈ和ＣＡＮ_Ｌ的連接點(diǎn)盡量保持在主干線的同一位置上。原則上各節(jié)點(diǎn)之間的節(jié)點(diǎn)距離Ｄ不允許等長(zhǎng)度，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電源線和信號(hào)線，且盡量避免平行走線；

７）?不要在干擾源附近布置ＣＡＮ總線，如果無法避免，應(yīng)使用屏蔽線。當(dāng)使用屏蔽線時(shí)，屏蔽層必須在任一端接地（或兩端屏蔽層接地）。整車線束中ＣＡＮ線各個(gè)主干、支線長(zhǎng)度的要求，如下表1：

為了避免電纜電源信號(hào)的干擾，ＣＡＮ網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量靠近干線。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該盡可能使用短支線與總線連接，為了減少駐波，ＣＡＮ網(wǎng)絡(luò)里的ＥＣＵ不應(yīng)該放置相等的距離并且電纜尾部不應(yīng)全為相同德長(zhǎng)度引線。

4.2 終端電阻

終端電阻可臨近放置于或放置于距離最長(zhǎng)的而兩個(gè)在線ＥＣＵ內(nèi)。非終端ＥＣＵ可選連接。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，給ＣＡＮ總線上提供的終端電阻是６０Ω,故整車ＣＡＮ總線上最遠(yuǎn)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)必須各有一個(gè)120Ω終端電阻（要求在ＣＡＮ＿Ｈ和ＣＡＮ＿Ｌ之間）。

終端電阻的大小分為要求為：110Ω-130Ω。典型值為：120Ω。

5 CAN線故障常見容錯(cuò)性能

實(shí)際的ＣＡＮ檢測(cè)電路更復(fù)雜，首先要定好需要檢測(cè)的故障類型，然后根據(jù)故障類型設(shè)計(jì)檢測(cè)電路；故障類型如表２所示。

6 結(jié)束語

綜上所述，根據(jù)插電式混合動(dòng)力汽車的整車系統(tǒng)特點(diǎn)和功能要求，設(shè)計(jì)了混合動(dòng)力汽車的整車ＣＡＮ通訊系統(tǒng)，并以此為基礎(chǔ)確定了其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布局，依據(jù)通訊節(jié)點(diǎn)類型，設(shè)計(jì)了汽車有效地網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，有效地滿足汽車對(duì)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，對(duì)插電式混合動(dòng)力汽車的進(jìn)一步發(fā)展具有十分重要的意義。