混合电动汽车能量流仿真的系统

1 CAN总线通信

CAN总线是专为解决现代汽车中各种控制器、执行机构、监测仪器和传感器之间的数据通信而开发的总线式串行通信技术。但CAN只包括了物理层和数据链路层，在汽车工程师协会SAE推荐的标准SAE J1939进一步规范了汽车内部网络的标准。

J1939采用CAN2.0B的扩展帧格式。进一步定义了CAN数据帧仲裁域中的标识位。29位ID的格式如表1所示。

一个协议数据单元（PDU）包括7个预定的域。它们是优先级、保留位、数据页、PDU格式、PDU细节、源地址和数据域。CAN数据帧中的SOF、SRR、IDE和RTR部分控制域，CRC、ACK和EOF没有包括在PDU。

数据域为0～8字节的数据。当需要使用9～1785字节来表达某个参数组时，数据通信将由多个CAN数据帧完成。

2 RS-232C通信

RS-232C用来与监控计算机进行数据与控制命令通信，根据监控计算机的控制指令来执行相应的动作，同时将系统的状态参数传递到监控计算机系统。

监控计算机使用查询方式与仿真系统通信。数据格式分为数据头、数据体及校验码三部分。数据头用于判断该条信息的类别，以便接收到数据信息后做出对应的处理；数据体存放真正要传输的数据信息；校验码采用奇偶检验码来对整条数据进行校验。在系统中统一采用“@”作为传输数据的开始，“：”作为传输数据的结束，如表2所示。

对于命令信息只有信息头和校验码，对于数据信息则还包括了数据体部分。在上下位机通信期间，数据发送方会在相同的时间间隔内重复发送相同的数据，直到收到对方的应答信息；若在一定时间间隔内仍未收到应答信息，则表示出现通信故障，数据发送失败。接收方收到数据后，会根据数据头、数据尾及校验码判断数据是否完整、正确。若是则回复表示成功接收的应答信息，否则等待发送方继续发送。

如果一条数据分成多次发送的时候，采用的是发送—应答模式，即每当收到应答信息后才发送下一条数据。

系统性能指标

混合电动汽车能量流仿真系统为研究混合电动汽车提供了一个硬件平台，适用于铅酸、镍氢、锂离子等大功率动力电池系统。系统实时显示电池的充、放电状态，发动机工作状态、能量流动状态等重要参数。

系统的性能参数如表3所示。

结论

本系统最大限度地降低了混合电动汽车的前期研发投入，较好的解决了通常软件仿真中建模复杂、准确性低、难以实用的问题。根据仿真系统的工作状态，可以验证控制效果，来调整混合电动汽车的控制策略与控制参数，从而为混合动力汽车的设计、性能预测和分析提供了一种有效的手段。