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文:電馳科研(137電車工坊)技術總監/羅玉林

Model S車型具有7個控制器局域網(CAN)匯流排。除兩條匯流排外,所有匯流排均連接到特斯拉閘道( gateway,GTW )。各個控制器使用這些匯流排在不同系統之間傳輸資料。

CAN 匯流排是底盤、車身、車身-容錯系統、動力總成、車載診斷系統(OBDⅡ)、快速充電(未連接至GTW)、穩定性控制(未連接至GTW)。所有CAN 匯流排均由雙絞線組成,這種結構減少了電磁幹擾。特定CAN 上的每個控制器都與其他控制器交換資訊,但是如果資料需要傳遞到其他CAN 上的控制器,則資料將通過GTW 傳遞。CAN 匯流排與車輛線束集成在一起,可以識別為相應控制器連接器中相鄰端子中的暗綠色和暗綠色/白色線對。OBDⅡ CAN 匯流排-500Kb是OBD CAN 上唯一的元件,它直接連接到GTW。TPMS工具通過OBDⅡ埠連接。

底盤CAN 匯流排-500Kb連接車身控制模組(BCM)、胎壓監測系統(TPMS)、ABS/ESP、空氣懸架、特斯拉輔助約束系統(TSRS)、乘員分類系統(OCS)、轉向柱控制模組(SCCM)、電動助力轉向系統(EPS)、電動駐車制動器(EPB)、組合儀錶、停車輔助控制器。將來的選項包括盲點檢測、前向攝像頭和前向雷達。這些功能也將連接到底盤CAN ,如圖1所示。

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圖1 Model 3 CAN 匯流排控制器連接網路

上電後,底盤上的所有控制器都可以立即喚醒,並且不需要從GTW 接收喚醒消息即可啟動它們。空氣懸架、EPS和ABS控制器內的不同功能通過不同的電源供電。TPMS控制器電源由車身控制器供電。空氣懸架ECU 還具有來自GTW 的啟用線。接通驅動導軌後,此啟用信號將喚醒ECU。只要在車速表下方顯示P、R、N 或D,驅動導軌就會打開。當驅動導軌關閉時,啟用信號將丟失。ECU進入運行後模式,然後進入睡眠模式,最後系統關閉。

底盤匯流排有2個終端節點,每個增加120Ω的CAN 匯流排。終端節點位於每條匯流排的末端,以説明反射信號。完全端接的CAN 匯流排的讀數為60Ω,這是並聯的兩個120Ω終端電阻的等效電阻。

車身CAN匯流排-125Kb可連接車身控制模組、電動尾門、天窗、左右門模組、音響單元。車身控制模組、車門和後車門模組由來自GTW 的CAN消息啟動。音訊調諧器和天窗控制模組已連接至附件電源導軌,必須先打開電源,然後才能回應CAN消息。

車身CAN 匯流排-容錯-125Kb連接遠端氣候控制模組(RCCM)、PTC 加熱器、記憶座椅。PTC加熱器和RCCM 在從HVAC導軌接收電源後立即喚醒。但是為記憶體座模組提供了未切換的12V 電源,只要收到CAN 喚醒消息,它就可以啟動。

車身容錯CAN 在每個節點上都有一個「T」。這是因為電壓彼此不同。在這種架構中,每個節點都增加了匯流排阻抗,這與其他標準CAN 匯流排不同,在其他標準CAN 匯流排中,只有2個終端電阻為匯流排增加了阻抗。如果任何一條CAN 線斷路或接地短路,每個節點的CAN 控制器都會識別出故障,並在其餘線上轉換為單線CAN。這提供了容錯能力。

以Model X車型為例,動力總成CAN 匯流排-500Kb可連接電池管理系統(BMS)、主充電器、從充電器(如果配備)、充電口、DC-DC轉換器、特斯拉溫度控制器(THC)、主驅動變頻器、從驅動變頻器(四輪驅動車輛) ,如圖2所示。

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圖2 Model X全車車身控制器連接網路

DC-DC轉換器和驅動逆變器在從驅動導軌接收到電源後立即喚醒。但是,BMS、主充電器、從充電器和充電埠都提供有未切換的12V 電源,並且只要它們收到CAN 喚醒消息(例如打開充電埠門)便可以啟動。無論請求是來自觸控式螢幕按鈕還是充電連接器上的無線功能,都將發送CAN 消息以喚醒所有模組以進行充電。

快速充電CAN 匯流排-125Kb可連接電池管理系統(BMS)、主充電器。BMS和主充電器提供了未切換的12V 電源,只要收到CAN 喚醒消息,便可以啟動。
穩定性控制CAN 上唯一的組件是橫擺率感測器。它已連接到ABS ECU,並且在驅動器電源打開後立即喚醒,該CAN 匯流排上沒有安裝終端電阻。

以Model 3車型為例,通信網路系統電路如圖3所示,CAN 匯流排網路電路如圖4-6所示。

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圖3 Model 3通信網路系統電路
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圖4 Model 3 CAN 匯流排網路電路(a)
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圖5 Model 3 CAN 匯流排網路電路(b)
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圖6 Model 3 CAN 匯流排網路電路(c)

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