CN102915012A - 一种电动汽车车载装置 - Google Patents

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储毅
李锦帆
黄旭阳
孙广明
王刚
牛荣义
张卫国
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四川电力汽车修理厂
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Abstract

本发明提供一种电动汽车车载装置,所述装置包括主控制模块、CAN总线通信模块、3G无线通信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块;所述CAN总线通信模块通过SPI总线与所述主控制模块双向连接,所述3G无线通信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块均通过串口与所述主控制模块双向连接。本发明具备实时监控车辆和电池运行信息、车辆定位导航和多媒体服务等功能,适用于电动汽车行业智能化的监控与管理、电动汽车和电网互动、车辆远程诊断与应急救援,数据采集和处理速度较快,软件平台开发和运行效率较高,人机界面友好,可保障电动汽车安全可靠运行。

Description

一种电动汽车车载装置技术领域
[0001 ] 本发明属于电动汽车技术领域,具体涉及一种电动汽车车载装置。
背景技术
[0002] 随着社会的飞速发展和汽车电子技术的不断创新,人们在交通领域取得了巨大的突破,为现代社会提供了不可估量的财富,这些都大大改善了人们的生活质量。但同时也带来了负面影响,全球性的石油危机和日益恶化的环境污染逐渐变成了 21世纪人类面临的重要问题,而这一问题在我国显得更加重要。
[0003] 面对传统燃油汽车尾气排放造成的污染及其对石油资源的过度消耗所引发的环境与能源问题,电动汽车以其良好的环保、节能特性,成为当今汽车发展的潮流和热点。目前世界上许多发达国家的政府、著名汽车厂商以及相关行业科研机构都在致力于电动汽车技术的研究开发与应用推广。我国也正在出台相关积极政策推进电动汽车相关产业的大规模发展和商业化运行。
[0004] 尽管电动汽车作为绿色运输工具具有非常好的应用前景,但要想真正将电动汽车实现社会化并不容易。电动汽车作为一种以清洁能源为动力的汽车,其性能到底怎样,动力性和经济性能否满足社会的需求,会不会出现故障,出现故障有什么快速有效的检测手段,如何较快而且方便地解决这些故障,是用户最关心的问题。另外,如何保障充电服务网络安全运行,提供智能、高效的充换电服务,实现电动汽车快捷、有序的充电以及可控、合理的调度,也是需要重点解决的问题。
发明内容
[0005] 为了克服上述现有技术的不足,本发明提供一种电动汽车车载装置,具备实时监控车辆和电池运行信息、车辆定位导航和多媒体服务等功能,适用于电动汽车行业智能化的监控与管理、电动汽车和电网互动、车辆远程诊断与应急救援,数据采集和处理速度较快,平台开发和运行效率较高,人机界面友好,可保障电动汽车安全可靠运行。
[0006] 为了实现上述发明目的,本发明采取如下技术方案:
[0007] 一种电动汽车车载装置,所述装置包括主控制模块、CAN总线通信模块、3G无线通 信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块;所述CAN总线通信模块通过SPI总线与所述主控制模块双向连接,所述3G无线通信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块均通过串口与所述主控制模块双向连接。
[0008] 所述主控制模块包括主控制器和嵌入式操作系统;所述嵌入式操作系统提供访问框架应用程序接口的权限,并提供驱动模块和TCP/IP协议栈;所述主控制器包括通过引脚连接主控制板的微处理器、ROM时钟、RAM时钟和复位电路。
[0009] 所述CAN总线通信模块包括CAN总线物理接口、数据处理和存储单元、CAN总线收发器、CAN总线控制器以及外部晶体;所述CAN总线物理接口挂接在电动汽车CAN总线上,所述CAN总线收发器通过CAN_H和CAN — L与CAN总线控制器连接,所述CAN总线控制器通过SPI接口与所述主控制板连接;所述数据处理和存储单元对测量值进行处理,并对所述装置采集的包括测量值、状态量和报警事件的实时数据和历史数据的集中存储。
[0010] 所述CAN总线物理接口实时采集电动汽车的运行状态和电池信息,所述运行状态包括运行速度和运行里程,所述电池信息包括整车充/放电电压、整车充/放电电流、电池S0C、电池模块温度、单体 电池最高电压、单体电池最低电压。
[0011 ] 所述3G无线通信模块包括3G通信芯片、实时数据交互模块和实时数据对时模块;所述3G通信芯片通过引脚与所述主控制板连接,所述实时数据交互模块向监控中心转发电动汽车的运行状态及电池信息,并接收监控中心下发包括充/换电站站点信息、电价信息和新闻的服务信息;所述对时单元接收监控中心下发的同步时钟对时指令,以保证区域内装置时间的一致性。
[0012] 所述GPS数据接收处理模块提供导航服务并监控运营网络;所述导航服务包括目的地检索、路线查看、模拟导航和真实导航;通过地图实时显示运营区域内充/换电站、分散充电桩分布位置及电动汽车运行状态监控运营网络,并显示包括电动汽车地理位置、电动汽车速度和剩余电量的状态信息。
[0013] 所述用户交互模块包括信息交互单元、权限管理单元、多媒体服务单元和通讯调试单元;所述信息交互单元通过车载界面或远程方式获取用户需求,同时将实时信息实时反馈给用户;所述权限管理单元提供权限分级,对不同的用户设定不同的操作权限;所述多媒体服务单元提供包括音乐、图片、视频、和上网的娱乐服务;所述通讯调试单元为用户提供实时数据显示和报文监视的通讯调试页面。
[0014] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0015] I.本发明具有高效的数据采集和处理硬件平台。所选用的硬件平台处理器具有体积小、成本低、性能高等特点,同时具有媒体处理能力和低功耗的特点,适合网络处理应用,具有高数据吞吐量和高性能,在实时性能和浮点处理能力等方面要均能满足汽车电子应用的需求。
[0016] 2.选用具有通用框架和与设备无关的应用程序开发平台——Android操作系统,便于升级维护,同时具有可移植和高效等优点,使系统具备较高的开发效率和运行效率。
[0017] 3.本发明具备完善的功能设计;通过GPS定位模块实现导航功能,通过语音提示实现路径引导;具有3G无线通信功能,实时与监控中心服务器通讯,实现电动汽车与监控中心信息的双向交互,实现控制中心对车辆的实时监控与调度;具有丰富的地理信息和查询功能,通过电子地图并配合android操作系统的API接口,按照用户需求进行各种信息查询,真正实现人机界面友好的嵌入式操作系统平台。
[0018] 4.本发明具有稳定的数据通讯。结合CAN总线的技术特点和电动汽车的应用需求,在研究CAN2. O通信标准并比较分析各种CAN总线高层协议的基础上,自主设计电动汽车CAN应用层通信协议;从传统汽车的CAN网络设计出发,综合考虑电动汽车的特性,采用总线型拓扑结构,将整个CAN网络划分为几个模块;交互终端作为监听设备挂接在总线上,总线上某一节点设备出现故障不影响整个总线的正常通信。
附图说明
[0019] 图I是电动汽车车载装置结构示意图;[0020] 图2是主控制模块结构示意图;
[0021] 图3是CAN总线通信模块示意图。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0023] 如图1,本发明提供一种电动汽车车载装置,所述装置包括主控制模块、CAN总线通信模块、3G无线通信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块;所述CAN总线通信模块通过SPI总线与所述主控制模块双向连接,所述3G无线通信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块均通过串口与所述主控制模块双向连接。
[0024] 如图2,所述主控制模块包括主控制器和Android嵌入式操作系统;所述液晶屏通过液晶插口连接主控制板,用于人机交互显示;所述嵌入式操作系统提供访问框架应用程序接口的权限,并提供驱动模块和TCP/IP协议栈;所述主控制器包括通过引脚连接主控制板的ARMCortex-A8系列的32位微处理器、ROM时钟、RAM时钟和复位电路。
[0025] 如图3,所述CAN总线通信模块包括CAN总线物理接口、数据处理和存储单元、CAN总线收发器、CAN总线控制器以及外部晶体;所述CAN总线物理接口挂接在电动汽车CAN总线上,所述CAN总线收发器通过CAN_H和CAN_L与CAN总线控制器连接,所述CAN总线控制器通过SPI接口与所述主控制板连接;所述数据处理和存储单元对测量值进行处理,并对所述装置采集的包括测量值、状态量和报警事件的实时数据和历史数据的集中存储。
[0026] 所述CAN总线物理接口实时采集电动汽车的运行状态和电池信息,所述运行状态包括运行速度和运行里程,所述电池信息包括整车充/放电电压、整车充/放电电流、电池S0C、电池模块温度、单体电池最高电压、单体电池最低电压。
[0027] 所述3G无线通信模块包括3G通信芯片、实时数据交互模块和实时数据对时模块;所述3G通信芯片通过引脚与所述主控制板连接,所述实时数据交互模块向监控中心转发电动汽车的运行状态及电池信息,并接收监控中心下发包括充/换电站站点信息、电价信息和新闻的服务信息;所述对时单元接收监控中心下发的同步时钟对时指令,以保证区域内装置时间的一致性。
[0028] 所述GPS数据接收处理模块提供导航服务并监控运营网络;所述导航服务包括目的地检索、路线查看、模拟导航和真实导航;通过地图实时显示运营区域内充/换电站、分散充电桩分布位置及电动汽车运行状态监控运营网络,并显示包括电动汽车地理位置、电动汽车速度和剩余电量的状态信息。
[0029] 所述用户交互模块包括信息交互单元、权限管理单元、多媒体服务单元和通讯调试单元;所述信息交互单元通过车载界面或远程方式获取用户需求,同时将实时信息实时反馈给用户;所述权限管理单元提供权限分级,对不同的用户设定不同的操作权限;所述多媒体服务单元提供包括音乐、图片、视频、和上网的娱乐服务;所述通讯调试单元为用户提供实时数据显示和报文监视的通讯调试页面。
[0030] 最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1. 一种电动汽车车载装置,其特征在于:所述装置包括主控制模块、CAN总线通信模块、3G无线通信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块;所述CAN总线通信模块通过SPI总线与所述主控制模块双向连接,所述3G无线通信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块均通过串口与所述主控制模块双向连接。
2.根据权利要求I所述的电动汽车车载装置,其特征在于:所述主控制模块包括主控制器嵌入式操作系统;所述嵌入式操作系统提供访问框架应用程序接口的权限,并提供驱动模块和TCP/IP协议栈;所述主控制器包括通过引脚连接主控制板的微处理器、ROM时钟、RAM时钟和复位电路。
3.根据权利要求I所述的电动汽车车载装置,其特征在于:所述CAN总线通信模块包括CAN总线物理接口、数据处理和存储单元、CAN总线收发器、CAN总线控制器以及外部晶体;所述CAN总线物理接口挂接在电动汽车CAN总线上,所述CAN总线收发器通过CAN — H和CAN_L与CAN总线控制器连接,所述CAN总线控制器通过SPI接口与所述主控制板连接;所述数据处理和存储单元对测量值进行处理,并对所述装置采集的包括测量值、状态量和报警事件的实时数据和历史数据的集中存储。
4.根据权利要求3所述的电动汽车车载装置,其特征在于:所述CAN总线物理接口实时采集电动汽车的运行状态和电池信息,所述运行状态包括运行速度和运行里程,所述电池信息包括整车充/放电电压、整车充/放电电流、电池S0C、电池模块温度、单体电池最高电压、单体电池最低电压。
5.根据权利要求I所述的电动汽车车载装置,其特征在于:所述3G无线通信模块包括3G通信芯片、实时数据交互模块和实时数据对时模块;所述3G通信芯片通过引脚与所述主控制板连接,所述实时数据交互模块向监控中心转发电动汽车的运行状态及电池信息,并接收监控中心下发包括充/换电站站点信息、电价信息和新闻的服务信息;所述对时单元接收监控中心下发的同步时钟对时指令,以保证区域内装置时间的一致性。
6.根据权利要求I所述的电动汽车车载装置,其特征在于:所述GPS数据接收处理模块提供导航服务并监控运营网络;所述导航服务包括目的地检索、路线查看、模拟导航和真实导航;通过地图实时显示运营区域内充/换电站、分散充电桩分布位置及电动汽车运行状态监控运营网络,并显示包括电动汽车地理位置、电动汽车速度和剩余电量的状态信息。
7.根据权利要求I所述的电动汽车车载装置,其特征在于:所述用户交互模块包括信息交互单元、权限管理单元、多媒体服务单元和通讯调试单元;所述信息交互单元通过车载界面或远程方式获取用户需求,同时将实时信息实时反馈给用户;所述权限管理单元提供权限分级,对不同的用户设定不同的操作权限;所述多媒体服务单元提供包括音乐、图片、视频、和上网的娱乐服务;所述通讯调试单元为用户提供实时数据显示和报文监视的通讯调试页面。
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