行业观察 | 探析CAN总线在传统油车和新能源车中的应用

CAN总线是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，为汽车行业而开发，以此取代昂贵而笨重的配电线束。

自出现以来，CAN总线在车辆的各个领域有着广泛的应用，包括货车、客车、火车、缆车、叉车和许多其他车辆。因为其实现了复杂的故障限制机制和控制算法，CAN协议如今是车辆内部网络通信的技术标准，而CAN总线是能够实现整车各电子控制装置之间的通讯数据转发的智能电控设备，也是所有车辆类型中汽车控制网络的灵活性强且性价比较高的解决方案。

CAN总线分布式控制系统

 传统油车 

主要使用CAN进行连接的电子控制模块包括引擎管理、悬置装置、巡航控制、传输、点火、HVAC、远距离信息技术和后照明等。汽车方面的应用包括两个类别：车身控制（针对乘客舒适度）和动力传动（与引擎和传动控制相关）。这两种类别分别对应于低速和高速物理层需求。车身电子网络通常会发生更不定时、更不可预测的报文传输，而引擎/传动类型报文通常更快速但更容易预测。

 

新能源电动汽车 

近几年发展迅速的新能源车，由于车辆电子设备的增加，使用CAN总线进行连接的电子模块也逐渐增多，其中包括电池管理、电机控制、智能钥匙、中控屏等等。特别在新能源车的测试中，CAN总线数据可以帮助工程师更准确地了解在不同工况下车内各个部件的运行情况，极大节省了工程师的时间。

需要指出的是，CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层，要将CAN总线应用于实际的工程项目和产品开发中必须制定高层应用协议，一般它规定了：

◉启动行为

◉如何在系统内不同的节点中分发报文标识符

◉如何编译数据帧的内容

◉系统内的状态报告

例如EnergyBus是用于基于直流电的LEV（轻型电动车）电子组件、SAE J1939由美国汽车工程师协会（SAE）开发，多用于汽车中各个节点与ECU的通信等。SAE协会目前正在研究CAN与以太网（局域网的主要技术）的互联。

满足当前和未来电动汽车市场的需求

1983年，CAN总线协议由德国Bosch公司设计推出。1985年，Kvaser就开始专注于CAN技术的研发，深耕行业领域40年，至今已经累计推出100多款CAN产品，所有CAN接口都为汽车和商用车辆的应用设计。Kvaser CAN接口和数据记录器，支持稳定且可靠地连接到高速和低速CAN以及LIN（本地互连网络，一种常用于汽车中机电节点的平价串行总线）。

随着新能源汽车、无人驾驶技术等汽车电子的蓬勃发展，对于传输速度和带宽方面的需求也正在急速增加，Kvaser已经推出了多款CAN FD产品，并且未来将推出以太网产品，以更好地支持现代汽车的新需求，例如高级驾驶员协助系统、停车助手和盲点检测等。

另外，作为领先的CAN产品开发公司，除了在产品方面的精益求精，Kvaser在世界各地也拥有众多软件合作伙伴，他们都是嵌入式系统设计领域的专业公司并提供本土语言服务以及相关技术服务。因此用户只需要购买满足自身需求的设备，而不用担心软硬件适配的问题。其中涉及汽车特定应用的CAN软件有：

◉ATI的标定软件（客户包含美国福特系及其在华合资公司等）

◉Softing和RA的诊断软件（客户包含大众、奔驰、宝马等）

◉IPETRONIK测量软件（常应用于高寒、高热极端测试环境）

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下面推荐几款适用于汽车应用的Kvaser CAN适配器：

1，路试和售后纠错 

Memorator记录仪系列适用于路试和售后纠错。图示为 Kvaser Memorator Pro 2xHS v2，这是一款兼容CAN FD的专业级双通道CAN总线分析仪和独立数据记录仪，它提供先进的功能，如报文过滤、触发器、错误检测和生成、静音模式、支持高64GB的SD卡插槽和电隔离。该分析仪支持用户通过Kvaser t编程语言所开发及编译的脚本。

2， 车辆开发与测试 

PCIE板卡系列 适用于新能源和无人驾驶车辆的开发和测试。图示为 Kvaser PCIEcan 2xHS v2，这是一款高度集成，高速控制器区域网络（CAN）板卡，它可为配有PCI Express接口的任意标准计算机板卡增加2个高速（ISO11898-2标准）CAN通道。尺寸为86x69mm，比Kvaser PCIEcan 2xHS封装更小、外形更薄，并配有DS9转2xDS9分路导线。提供静音模式、错误帧检测/生成以及板载缓存，该扩展板卡适用于多种嵌入式数据采集系统并兼容CAN FD。

3，售后调试工具 

Leaf 系列是便捷耐用且高性价比的售后调试工具。图示是 Kvaser Leaf Light R v2，这款产品是畅销产品Leaf Light v2分析仪的三防版本。作为一款单通道CAN总线分析仪，它轻便耐用，IP65等级外壳，防水防尘可靠性强，可抗震动，抗冲击和抗摔落。工作温度范围为-40°C至+70°C。该设备采用标准USB2.0连接和高速CAN通道，配有9针D-SUB CAN接口，可处理标准和扩展CAN报文的传送和接收，时间戳精度为100微秒。功能包括错误帧检测和用于电源和CAN通道状态的LED指示灯。

4，高性能无线连接器

BlackBird v2 是为高速局域网总线服务的高性能无线（WLAN）通讯连接器，能作用影响现存无线系统的能力使它成为取代笨重线缆的理想选择，从而涵盖较难触及到的局域网，或者检测一个正在运行的局域网总线，同时也能支持汽车进行无线调试。