本文介绍一款12 m CAN总线欧Ⅳ城市客车电气系统设计, 主要从输入条件分析、 电平衡计算、 蓄电池容量确定、 CAN总线设计、 电气原理图设计、 电线束设计以及整车调试等几个方面进行详细阐述。 同时, 对电线束搭铁设计如何考虑电磁兼容性等内容进行了简单介绍。
Abstract: The author introduces design of electrical system on 12m EuroⅣ city bus based on CAN, includinganalysis of input conditions, balance calculation, battery capacity determination, CAN bus design, electrical schematicdesign, wiring harness design and vehicle debugging; Also introduces briefly how to consider EMC in the design ofharness ground.
近几年,我国城市发展迅速,车辆排放对大气影响日益严重,据统计,由汽车排放造成的城市空气污染约占60%以上。 为了改变这种状况, 各国政府都对交通污染源的限制提出了严格要求。这样一来, 12 m欧Ⅳ排放的城市客车已经成为主流产品,适应大中城市的交通及环保要求。下面就一款12 mCAN总线欧Ⅳ城市客车电气系统设计进行介绍。
1 客车CAN总线系统应用的必要性
近年来,汽车电子电气功能大量增加,信息交换量骤增, 可靠性要求日益提升, 原来的常规设计已经不能满足要求,因此有必要采用一种实现多路传输方式的车载网络系统。这种网络系统采用串行总线结构,通过总线达到信息共享,减少线束的数量,通信速率最大可达到1Mb/s。
本文介绍的12 m客车采用CAN总线系统, 具体分为2路: 一路是负责各车身模块通信内部控制的CAN总线, 称车身CAN, 它执行CAN2.0B技术规范,总线驱动与控制器通过光电耦合器隔离,驱动器选用Philips 82C250, 总线通信速率为250 kb/s; 另一路是对实时性和通信速率要求高的动力CAN, 如发动机ECU控制 、 ABS、 ASR等 , 都需要实时传输和处理, 该总线通信速率为500 kb/s。
2 输入条件分析
本车配置为大柴BF6M1013-26E4 FEUP电控发动机, SCR系统, 6档变速器, 4档电涡流缓速器,独立空调,暖风电加热器, ABS, CAN总线模块,CAN总线仪表, 带GPS功能的行车记录仪, 驾驶员助手等。
根据整车配置及汽车行业相关法规要求,对车辆所有用电设备进行统计,列出电气清单,明确各用电设备的数量、电气参数、工作条件及工作状况等。
3 电气系统技术设计方案根据上述电气配置功能, 需要对车辆所需各个模块进行逻辑功能定义、 通信报文规范定义等。 本车使用4个CAN控制模块 , 分别是CAN仪表模块 、前控制模块、 顶控制模块、 后控制模块, 满足车身用电设备的控制要求, 使线束最优化设计, 达到最短, 减小成本以及不必要的电压降。 对总线上的模块定义控制逻辑, 来实现对整车的控制。 通过CAN通信与整车其它控制模块通信, 各模块在整车上布置如图1所示。
各CAN模块详细功能如下。
1) 仪表模块 唤醒端口在此模块, 负责唤醒整个系统的其它模块,负责整车信息的实时显示,给驾驶员提供实时车辆状态信息。由于要采集组合开关、功能开关等信号输入,模块带有20路开关信号输入端口, 9路高低功率输出端口,有电流和故障检测等功能。仪表模块提供车速里程传感器12 V直流电源,车速里程传感器的模拟量信号通过仪表模块处理后,在仪表上显示车速和里程信息。