鐘文浩

（惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 惠州 516057）

電動(dòng)汽車CAN報(bào)文的解析及應(yīng)用

鐘文浩

（惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 惠州 516057）

為了更準(zhǔn)確地確定電動(dòng)汽車有關(guān)充電部分的故障范圍，熟練掌握電動(dòng)汽車CAN報(bào)文非常重要。本文論述CAN報(bào)文定義、接收CAN報(bào)文的方法以及CAN報(bào)文的組成與幀結(jié)構(gòu)；通過實(shí)例解析電動(dòng)汽車整車控制與電池管理系統(tǒng)之間CAN通信報(bào)文的含義，并分析如何應(yīng)用CAN報(bào)文的解析來診斷有關(guān)電動(dòng)汽車的故障。

電動(dòng)汽車；CAN報(bào)文；解析；應(yīng)用

1 CAN報(bào)文的定義

CAN報(bào)文是指發(fā)送單元向接受單元傳送數(shù)據(jù)的幀。我們通常所說的CAN報(bào)文是指在CAN線（內(nèi)部CAN、整車CAN、充電CAN）上利用ECU和CAN卡接收到的十六進(jìn)制報(bào)文。

2 如何接收CAN報(bào)文

1）所需的工具和軟件：①手提電腦；②周立功CAN卡；③安裝ZLGCANTest軟件。

2）接收CAN報(bào)文的方法：①找到需要的CAN線（如果接收整車報(bào)文則要接整車CAN），連接CAN線和CAN卡，確認(rèn)CANH與CANL未接反；②連接CAN卡和電腦，確認(rèn)USB接頭與CAN卡連接可靠；③打開ZLGCANTest軟件，點(diǎn)擊打開設(shè)備設(shè)置波特率（常用的波特率一般為250 kbit/s和500 kbit/s2種）；④點(diǎn)擊啟動(dòng)CAN接收?qǐng)?bào)文；⑤如需保存報(bào)文分析，則點(diǎn)擊保存。

3 CAN報(bào)文的組成

通常接收到的CAN報(bào)文由很多部分組成（圖1），解析報(bào)文時(shí)用到的主要是幀ID和數(shù)據(jù)兩部分。

3.1 幀ID的組成

接收到的十六進(jìn)制的ID實(shí)際上是由29位標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)換而來，目前大多數(shù)的通信協(xié)議中都直接給出了相應(yīng)的幀ID，不需要換算。如表1所示。

表1 幀ID的組成

表1中，P為優(yōu)先級(jí)，有3位，可以有8個(gè)優(yōu)先級(jí)（0～7）；R為保留位，有1位，固定為0；DP為數(shù)據(jù)頁，有1位，固定為0；PF為報(bào)文的代碼，有8位；PS為報(bào)文的目標(biāo)地址（也就是報(bào)文的接收方），有8位；SA為報(bào)文的源地址（也就是報(bào)文的接收方），有8位。

圖1 CAN報(bào)文的組成

根據(jù)通信協(xié)議換算一個(gè)幀ID。如表2所示。

表2中，P為優(yōu)先級(jí)，6轉(zhuǎn)為二進(jìn)制110；R、DP固定為0；PF為8位的報(bào)文代碼，24轉(zhuǎn)為二進(jìn)制00011000；PS為8位的目標(biāo)地址，即整車控制器的地址，在協(xié)議中它的地址定義為208，轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制11010000；SA為8位的源地址，即BMS的地址，在協(xié)議中它的地址為243，轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制11110011。

這些代碼合起來為11000000110001101000011110011，轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制為1818D0F3。以上就是29位標(biāo)識(shí)符（ID）的由來。其中，29位標(biāo)識(shí)符，如表3所示。

表2 BMS與VCU之間的報(bào)文

表3 BMS與VCU之間29位標(biāo)識(shí)符

3.2 數(shù)據(jù)段的組成

數(shù)據(jù)段一般由1～8個(gè)字節(jié)（Byte）組成，來代表通信協(xié)議中相應(yīng)的含義。每個(gè)字節(jié)有2個(gè)字符，分為高4位和低4位。有的數(shù)據(jù)需要相鄰的2個(gè)字節(jié)組合才能表示，則需要分為高字節(jié)和低字節(jié)。

例如，收到表2所示通信協(xié)議中需要的報(bào)文（ID：1818D0F3）：1818D0F3 ce 0d 00 7d 00 6d 11 00。第1個(gè)字節(jié)ce中的c為高4位，e為低4位。第1、2字節(jié)表示總電壓，而且注明Byte1為低字節(jié)，Byte2為高字節(jié)，那么解析時(shí)就應(yīng)該為：0dce。

4 CAN報(bào)文的解析

根據(jù)需要收到CAN報(bào)文之后，需要根據(jù)具體的通信協(xié)議解析，然后分析解析出的數(shù)據(jù)是否正確。下面進(jìn)行報(bào)文實(shí)例解析。數(shù)據(jù)類型定義如表4所示。

表4 數(shù)據(jù)類型定義

報(bào)文內(nèi)容如表2所示。收到的報(bào)文為：1818D0F3 ce 0d 00 7d 00 6d 11 00。

1）協(xié)議中規(guī)定報(bào)文的第一、二字節(jié)表示總電壓，高字節(jié)在前，低字節(jié)在后。又總電壓的單位為0.1 V。所以在上面的數(shù)據(jù)中0dce代表總電壓，轉(zhuǎn)為十進(jìn)制為3 534，乘以0.1 V的單位，則得到總電壓值為353.4 V。

2）協(xié)議中規(guī)定報(bào)文的第三、四字節(jié)表示總電流，又總電流的單位為0.1 A，偏移量為32 000。所以在上面的數(shù)據(jù)中7d00代表總電流，轉(zhuǎn)為十進(jìn)制為32 000，乘以0.1再減去3 200的偏移量等于0，則說明此時(shí)電池組沒有被充電或放電，電流為0。

3）協(xié)議中規(guī)定報(bào)文的第六、七字節(jié)表示最高電池電壓及位置。單體電池電壓單位為0.01 V。最高4位代表箱號(hào)。所以在上面的數(shù)據(jù)中116d 代表最高電池電壓及位置，其中1代表箱號(hào)，即最高電池電壓在第1箱。116d代表最高電池電壓，轉(zhuǎn)為十進(jìn)制為365，乘以0.01 A的單位，則得到最高電池電壓為3.65 V。

5 解析CAN報(bào)文在處理電動(dòng)汽車故障時(shí)的應(yīng)用

5.1 案例1：江淮3代車儀表無SOC和電池總壓

1）首先找到相應(yīng)的通信協(xié)議，如表5所示。

2）然后通過整車CAN收到相應(yīng)報(bào)文，如表6所示。

表5 江淮3代電動(dòng)汽車BMS通信協(xié)議

3）接著找到ID：180460F4的報(bào)文（180460F4 數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展幀 0x08 60 5f 00 07 0c 76 07 d0）進(jìn)行解析。①當(dāng)前SOC= 95（5f轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制）×1 %（分辨率）+0（偏移量）=95 %。②電池組電壓=3190（0c76轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制）×0.1（分辨率）+0（偏移量）=319。

最后得出結(jié)論：BMS已經(jīng)正常發(fā)送SOC和電池總壓至整車CAN，儀表未顯示可能是儀表本身問題或者儀表連接整車CAN線路出了問題。

5.2 案例2：江淮4代車無法進(jìn)行慢充

1）首先插上充電槍后確認(rèn)充電回路已形成（充電機(jī)直流輸出端能測(cè)到電池電壓）。

2）再找到通信協(xié)議中BMS的慢充部分，如表7所示。

3）然后通過整車CAN接收到報(bào)文，如表8所示。

4）接著找到ID：403（0x00000403 數(shù)據(jù)幀 標(biāo)準(zhǔn)幀 0x08 03 00 3c 0d 8e 00 00 00）進(jìn)行解析。①控制指令：03轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制為11—充電器開啟，說明BMS允許充電。②充電電流需求=60（003c轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制）×0.1（分辨率）+0（偏移量）=6 A。③充電電壓需求=3470（0d8e轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制）×0.1（分辨率）+0（偏移量）=347 V。

最后可以得出結(jié)論：在充電回路形成、BMS允許充電、充電需求正常的情況下，充電機(jī)仍然無輸出，肯定是充電機(jī)本身有問題。

表7 江淮4代電動(dòng)汽車BMS慢充部分通信協(xié)議

表8 通過VCU收到的CAN報(bào)文

［1］劉永木，劉望生，李洪澤.SAE J1939標(biāo)準(zhǔn)下的汽車CAN通信報(bào)文/幀格式［J］.長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003（1）：53-55.

［2］合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司.正宇純電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)與整車系統(tǒng)CAN通信協(xié)議（GX-ZY-CAN-V1.00）［Z］.

（編輯 凌 波）

Analysis and Application of Electric Vehicle CAN Message

ZHONG Wen-hao
（Huizhou Economics and Polytechnic College， Huizhou 516057， China）

To accurately determine the fault area in electric vehicle charging part， familiarity with electric car CAN message is essential. This article introduces the definition of the electric car CAN message， its receiving method，composition and frame structure; analyzes the meaning of CAN message between electric vehicle controller and battery management system based on real cases， and discusses how to apply CAN message analysis to conduct fault diagnosis.

electric vehicle; CAN message; analysis; application

U463.6

B

1003-8639（2017）06-0013-04

2017-02-23

鐘文浩（1971-），男，廣東五華人，高級(jí)講師，碩士，主要從事新能源汽車技術(shù)專業(yè)的教學(xué)與研究。