一 新能源汽車通信網絡背景
隨著新能源汽車的快速發展，車輛的智能化、自動化程度不斷提高，這使得車內電子控制單元（ECU）之間的通信變得愈發關鍵。通信網絡如同新能源汽車的“神經系統” ，負責傳遞各種控制指令和數據信息，確保車輛各個系統的協同工作。
新能源汽車中，電池管理系統（BMS）需要與電機控制器（MCU）、整車控制器（VCU）等進行實時通信，以實現對電池狀態的精確監控和對電機的高效控制，從而保障車輛的續航里程和動力性能。
二 CAN與CAN FD簡介
CAN即控制器區域網絡（Controller Area Network） ，是國際上應用廣泛的現場總線之一，最初由德國博世公司（Bosch）為汽車電子控制系統開發。從發布至今，CAN憑借其高可靠性、實時性和抗干擾能力強等特點，逐漸成為汽車計算機控制系統和嵌入式工業控制局域網的標準總線。在早期的汽車中，CAN總線主要用于連接一些基本的電子控制模塊，如發動機控制單元、變速器控制單元等，實現這些模塊之間的數據交互和協同工作。
CAN FD（CAN with Flexible Data - Rate）意為可變速率的CAN，是CAN總線的增強版本。它在2011年開始協議開發，2015年被納入ISO11898 - 1標準。CAN FD在保留CAN基本特性的基礎上，對數據傳輸速率和數據幀格式進行了優化和擴展。隨著汽車智能化和網聯化的發展，對車內通信網絡的要求越來越高，CAN FD應運而生，以滿足高級駕駛輔助系統（ADAS）、車聯網（V2X）等新興應用對高速、大數據量傳輸的需求。
三 CAN協議優勢
1.實時性強 非破壞性仲裁技術：當多個節點同時向總線發送數據時，優先級高的節點優先發送，確保高優先級控制幀能夠及時傳輸，具有很強的實時性。
2.高可靠性、多主節點： CAN具備強大的錯誤檢測和恢復機制，包括CRC校驗、幀校驗、響應校驗等。在數據傳輸過程中，一旦檢測到錯誤，節點會自動重發數據，保證通信的可靠性。網絡中的每個節點都可以主動發送和接收數據，具有很高的靈活性
CAN FD協議優勢
1.大幀負載 單幀數據負載從CAN的8字節擴展到64字節，這意味著在傳遞相同數據量的情況下，CAN FD所需的幀數量大幅減少，從而降低了總線負載，提高了通信效率
2.更高數據速率 CAN FD的速率可變，仲裁比特率最高可達1Mbps（與CAN相同），數據比特率最高可達8Mbps ,與標準CAN完全兼容，在同一網絡中可以同時存在標準CAN節點和CAN FD節點
CAN協議不足
1.數據速率限制 最大數據速率被限制在1Mbps，在面對一些對數據傳輸速率要求極高的應用場景時，如高清攝像頭圖像數據傳輸、自動駕駛中的大量傳感器數據實時處理等，傳輸速率可能無法滿足需求，導致數據傳輸延遲，影響系統性能。
2.幀負載受限 每幀數據有效載荷最多只有8字節，當需要傳輸大數據量時，就需要頻繁地進行幀傳輸。在新能源汽車的多媒體系統中，若要傳輸一首高品質的音樂文件，由于CAN幀負載受限，需要分割成大量的小幀進行傳輸，這不僅增加了傳輸時間，還可能導致數據傳輸過程中的丟包和錯誤。
CAN FD 協議不足
1.復雜性，需要更新硬件支持，傳輸速率越高，對物理層的要求也就越高。例如，為了實現高速數據傳輸，需要采用更高速的收發器、更優質的傳輸線纜以及更復雜的信號處理電路，這增加了硬件設計和實現的難度與成本
2.網絡負載管理復雜 在高數據速率下，總線負載管理和錯誤處理更為復雜。由于數據傳輸速度快，一旦出現錯誤，可能會導致大量數據丟失或錯誤，需要更復雜
四 應用場景
新能源汽車的底盤和動力系統中
工業自動化領域
高級駕駛輔助系統（ADAS）
人工智能
在制動系統中
車聯網（V2X）
電機控制器
高帶寬和高數據量的通信需求
五 選擇建議
在選擇CAN還是CAN FD時，需要綜合考慮具體的應用需求和系統約束
- 對于一些對成本敏感、數據傳輸要求不高的傳統汽車電子系統，CAN仍然是一個經濟實用的選擇
- 對于新興的、對數據傳輸速率和數據量要求苛刻的智能汽車應用，CAN FD則更能滿足其發展需求
- 可以根據不同的功能模塊和通信需求，在同一車輛中同時采用CAN和CAN FD，構建一個高效、靈活的通信網絡
六 CAN接口常見硬件問題
總線短路 ：CAN_H 和 CAN_L 兩條線之間出現不正常連接，導致信號失真或丟失。可能是線路磨損、絕緣損壞等使線路相互接觸或外部物體擠壓、穿刺線路造成
終端電阻問題：CAN 總線兩端需安裝 120 歐姆終端電阻以保證信號完整性，電阻損壞、未安裝或安裝不當
連接器故障：連接器接觸不良、腐蝕或損壞，會致使信號傳輸不穩定或中斷。長期使用后的磨損、振動導致的松動、潮濕環境引起的腐蝕等都是常見原因
接地問題：接地不良會引入電磁干擾，影響信號傳輸質量，使數據出現錯誤或丟失
電源問題：電源不穩定、電壓不足或電壓波動過大，影響 CAN 總線設備的正常工作
CAN接口常見通信與協議問題
信號衰減：總線長度過長超出標準（通常 40 米），或線路質量不佳、有過多分支，會使信號衰減，導致數據傳輸錯誤或不穩定
數據沖突：總線上節點過多，多個節點同時發送數據時易產生沖突，導致數據傳輸失敗或錯誤
通信波特率不同：不同節點使用不同的通信波特率，會導致無法通信或數據傳輸錯誤
協議錯誤：節點發送的數據不符合 CAN 協議規范，如幀格式錯誤、數據長度錯誤等，會使數據包被丟棄或錯誤解釋
CAN接口常見環境相關問題
電磁干擾：外部電磁場，如附近的電機、變壓器、無線電設備等產生的干擾，可能導致信號傳輸不穩定、數據錯誤或丟失
溫度影響：過高或過低的溫度會使電子元件性能下降、參數發生變化，導致設備工作不穩定，影響 CAN 總線通信
濕度和振動：濕度過高可能導致設備腐蝕、短路；振動可能使連接器松動、線路斷裂，進而引發通信故障
共模電感 CMZ4532-501T 或 CMZ4532-501TA
熱門新聞
Global
