CN103010127A

CN103010127A - 电动汽车网络化控制系统

Info

Publication number: CN103010127A
Application number: CN2012105723493A
Authority: CN
Inventors: 王震坡; 孙逢春; 刘鹏; 王丽娜; 董政
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology New Source Information Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: CN103010127B

Abstract

本发明提供一种电动汽车网络化控制系统，包括电动汽车控制装置和远程监控中心，其特征在于电动汽车控制装置包括整车控制模块和远程交互模块，其中整车控制模块包括整车控制器和多个电子控制单元ECU，整车控制器和各个ECU之间通过CAN总线连接，整车控制模块中的整车控制器通过CAN总线实时获取各个ECU发送的状态信息，远程交互模块通过无线通信网络将整车控制模块获取的状态信息发送给远程监控中心。

Description

电动汽车网络化控制系统

技术领域

本发明的方案涉及一种利用电动汽车控制装置将车辆状态信息通过无线通信网络发送给远程监控中心的电动汽车网络化控制系统。

背景技术

随着对车辆控制要求的不断提高，汽车电子化是大势所趋。电控系统在大大改善汽车性能的同时，也增加了信号采集和数据交换的复杂程度。过去汽车电控系统通常采用点对点的通信方式，将电子控制单元和传感器、执行器连接起来。如果每一个电控系统都独立配置一整套相应的传感器和执行器，那么将有大量的线束和接插件密布于汽车的各个部位，使得整车布线十分复杂，一根线束包裹着几十根导线的现象很普遍，这样不仅会增添汽车生产组装的困难以及汽车重量，而且也会增加售后维修人员对故障诊断、维修的难度，同时复杂的电路也降低了汽车的可靠性。另外，为了提高汽车综合控制的准确性，综合控制系统也迫切需要输入、输出信号/数据共享。为了解决汽车上众多电控单元之间交换数据的问题，采用基于串行总线传输的网络结构，实现多路传输，组成汽车电子网络是一种必然选择。

电动汽车是一个高度集成的电气化系统，包括驱动电机控制系统A、电池管理系统B、车载充电系统C、电动辅助系统D、低压电气系统E等各子系统，必须通过一个整车控制系统来进行各子系统的协调控制，从而实现整车的最佳性能。整车控制系统主要包括整车控制器、电机控制器、电池管理系统、混合动力驱动系统中的多能源管理系统、车身控制管理系统、信息显示系统和通信系统等。整车控制器是整车控制系统的核心，承担了数据交换与管理、故障诊断、安全监控、驾驶员意图解释等功能。各系统之间的信息传递通过网络通信系统实现，目前常用的通信协议是CAN协议，具有较好的可靠性、实用性和灵活性。信息显示系统可以实现整车工作状态的实时显示，如车速、电池状态（电压、电流、SOC等）、电机状态、故障显示等，方便驾驶员了解车辆的实时状态。

发明内容

本发明的实施例提供了一种电动汽车网络化控制装置，其特征在于包括整车控制模块和远程交互模块，其中整车控制模块包括整车控制器和多个电子控制单元ECU，整车控制器和各个ECU之间通过CAN总线连接，整车控制模块中的整车控制器通过CAN总线实时获取ECU发送的状态信息，远程交互模块通过无线通信网络将整车控制模块获取的状态信息发送给远程监控中心。

在根据本发明的电动汽车网络化控制装置中，电子控制单元ECU选自以下装置中的一个或多个：汽车制动防抱死装置ABS、自动机械式变速器AMT控制器、电机控制器、充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统以及车身中央控制系统。

在根据本发明的电动汽车网络化控制装置中，电子控制单元ECU能够作为以下一个或多个汽车部件的控制器：后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯。

在根据本发明的电动汽车网络化控制装置中，整车控制器和各个ECU之间的CAN总线分为第一CAN总线，第二CAN总线和第三CAN总线，其中第一CAN总线和第二CAN总线为高速CAN总线，第三CAN总线为低速CAN总线。

在根据本发明的电动汽车网络化控制装置中，ABS、AMT控制器、电机控制器通过第一CAN总线与整车控制器连接；充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统和车身中央控制系统通过第二CAN总线与整车控制器连接；后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯的ECU控制器通过第三CAN总线与整车控制器连接。

在根据本发明的电动汽车网络化控制装置中，电池管理系统获取电池组中每个单体电池的状态信息，并通过CAN总线发送给整车控制器。

在根据本发明的电动汽车网络化控制装置中，无线通信网络包括以下网络之一：GPRS、3G、LTE、WIMAX、WIFI网络。

在另一个实施例中，提供一种电动汽车网络化控制方法。应用于包括整车控制模块和远程交互模块的电动汽车网络化控制装置，其特征在于整车控制模块中包括的整车控制器和多个电子控制单元ECU，整车控制器通过CAN总线实时获取多个ECU发送的状态信息，远程交互模块通过无线通信网络将整车控制模块获取的状态信息发送给远程监控中心。

在根据本发明的电动汽车网络化控制方法中，电子控制单元ECU选自以下装置中的一个或多个：汽车制动防抱死装置ABS、自动机械式变速器AMT控制器、电机控制器、充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统以及车身中央控制系统。

在根据本发明的电动汽车网络化控制方法中，电子控制单元ECU能够作为以下一个或多个汽车部件的控制器：后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯。

在根据本发明的电动汽车网络化控制方法中，整车控制器和各个ECU之间的CAN总线分为第一CAN总线，第二CAN总线和第三CAN总线，其中第一CAN总线和第二CAN总线为高速CAN总线，第三CAN总线为低速CAN总线。

在根据本发明的电动汽车网络化控制方法中，ABS、AMT控制器、电机控制器通过第一CAN总线与整车控制器连接；充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统和车身中央控制系统通过第二CAN总线与整车控制器连接；后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯的ECU控制器通过第三CAN总线与整车控制器连接。

在根据本发明的电动汽车网络化控制方法中，电池管理系统获取电池组中每个单体电池的状态信息，并通过CAN总线发送给整车控制器。

在根据本发明的电动汽车网络化控制方法中，无线通信网络包括以下网络之一：GPRS、3G、LTE、WIMAX、WIFI网络。

在又一个实施例中提供一种电动汽车网络化控制系统，包括电动汽车控制装置和远程监控中心，其特征在于电动汽车控制装置包括整车控制模块和远程交互模块，其中整车控制模块包括整车控制器和多个电子控制单元ECU，整车控制器和各个ECU之间通过CAN总线连接，整车控制模块中的整车控制器通过CAN总线实时获取各个ECU发送的状态信息，远程交互模块通过无线通信网络将整车控制模块获取的状态信息发送给远程监控中心。

再根据本发明的电动汽车网络化控制系统中，电子控制单元ECU选自以下装置中的一个或多个：汽车制动防抱死装置ABS、自动机械式变速器AMT控制器、电机控制器、充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统以及车身中央控制系统。

再根据本发明的电动汽车网络化控制系统中，电子控制单元ECU还能够作为以下一个或多个汽车部件的控制器：后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯。

再根据本发明的电动汽车网络化控制系统中，整车控制器和各个ECU之间的CAN总线分为第一CAN总线，第二CAN总线和第三CAN总线，其中第一CAN总线和第二CAN总线为高速CAN总线，第三CAN总线为低速CAN总线。

再根据本发明的电动汽车网络化控制系统中，ABS、AMT控制器、电机控制器通过第一CAN总线与整车控制器连接；充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统和车身中央控制系统通过第二CAN总线与整车控制器连接；后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯的ECU控制器通过第三CAN总线与整车控制器连接。

再根据本发明的电动汽车网络化控制系统中，电池管理系统获取电池组中每个单体电池的状态信息，并通过CAN总线发送给整车控制器。

再根据本发明的电动汽车网络化控制系统中，无线通信网络包括以下网络之一：GPRS、3G、LTE、WIMAX、WIFI网络。

附图说明

图1是电动汽车网络化控制系统架构图。

具体实施方式

现在将在下文中详细参考本发明的各种实施例，其实例在附图中示出并在下面描述。虽然将结合示例性实施例来描述本发明，但应理解的是，本发明并非旨在将本发明限于那些示例性实施例。相反，旨在不仅涵盖这些示例性实施例，而且涵盖可包括在所附权利要求所限定的精神和范围内的各种替代形式、改型、等效形式和其他实施例。

图1是电动汽车网络化控制系统架构图。

图1所示的系统，包括电动汽车控制装置和远程监控中心，其特征在于电动汽车控制装置包括整车控制模块和远程交互模块，其中整车控制模块包括整车控制器和多个电子控制单元ECU，整车控制器和各个ECU之间通过CAN总线连接，整车控制模块中的整车控制器通过CAN总线实时获取各个ECU发送的状态信息，远程交互模块通过无线通信网络将整车控制模块获取的状态信息发送给远程监控中心。

其中电子控制单元ECU选自以下装置中的一个或多个：汽车制动防抱死装置ABS、自动机械式变速器AMT控制器、电机控制器、充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统以及车身中央控制系统。

其中电子控制单元ECU还能够作为以下一个或多个汽车部件的控制器：后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯。

其中整车控制器和各个ECU之间的CAN总线分为第一CAN总线，第二CAN总线和第三CAN总线，其中第一CAN总线和第二CAN总线为高速CAN总线，第三CAN总线为低速CAN总线。

其中ABS、AMT控制器、电机控制器通过第一CAN总线与整车控制器连接；充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统和车身中央控制系统通过第二CAN总线与整车控制器连接；后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯的ECU控制器通过第三CAN总线与整车控制器连接。

其中电池管理系统获取电池组中每个单体电池的状态信息，并通过CAN总线发送给整车控制器。

电动汽车是由多个子系统构成的复杂系统，控制系统的数量也比同类型的燃油汽车多，其整体性能的发挥和安全可靠性均取决于各个子系统的协同工作。因此电动汽车更需要采用车载网络系统进行整车信息的通信和数据共享。

车载网络系统是基于数据总线技术实现的。数据总线是控制模块间运行数据的通道，即所谓的信息高速公路。数据总线可以实现在一条数据线上传递的信号能被多个系统（控制单元）共享，从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。这样就能将过去一线一用的专线制改为一线多用制，大大减少汽车上电线的数目，缩小线束的直径。通信协议是指通信双方控制信息交换规则的标准、约定的集合，即指数据在总线上的传输规则。在汽车上要实现各ECU之间的通信，必须制定规则，即通信的方法、通信的时间、通信的内容，保证通信双方能相互配合，使通信双方能共同遵守、可接受的一组规则和规定。

电动汽车远程监控系统中信息的来源与整车网络化控制系统是密不可分的。电池管理系统负责完成电池状态的实时监控和故障诊断，通过总线方式将实时的电池状态告知整车控制器（VMS），整车控制器通过总线方式将电池状态传给车载终端，车载终端通过无线传输方式将信息最终传给监控中心。于此同时，电池管理系统（BMS）通过总线方式将电池组信息告知车载监控系统，完成电池状态数据的显示和故障报警等功能。

其中所述无线网络包括以下网络之一：GPRS、3G、LTE、WIMAX、WIFI网络。其中3G网络包括TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000，而LTE网络则包括3.5G和4G网络。

相关技术术语的缩写对应的全称解释如下：

Claims

1.一种电动汽车网络化控制装置，其特征在于包括整车控制模块和远程交互模块，其中整车控制模块包括整车控制器和多个电子控制单元ECU，整车控制器和各个ECU之间通过CAN总线连接，整车控制模块中的整车控制器通过CAN总线实时获取ECU发送的状态信息，远程交互模块通过无线通信网络将整车控制模块获取的状态信息发送给远程监控中心。

2.如权利要求书1所述的电动汽车网络化控制装置，其中电子控制单元ECU选自以下装置中的一个或多个：汽车制动防抱死装置ABS、自动机械式变速器AMT控制器、电机控制器、充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统以及车身中央控制系统。

3.如权利要求书1所述的电动汽车网络化控制装置，其中电子控制单元ECU能够作为以下一个或多个汽车部件的控制器：后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯。

4.如权利要求书2所述的电动汽车网络化控制装置，其中整车控制器和各个ECU之间的CAN总线分为第一CAN总线，第二CAN总线和第三CAN总线，其中第一CAN总线和第二CAN总线为高速CAN总线，第三CAN总线为低速CAN总线。

5.如权利要求书4所述的电动汽车网络化控制装置，其中ABS、AMT控制器、电机控制器通过第一CAN总线与整车控制器连接；充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统和车身中央控制系统通过第二CAN总线与整车控制器连接；后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯的ECU控制器通过第三CAN总线与整车控制器连接。

6.如权利要求书4所述的电动汽车网络控制装置，其中电池管理系统获取电池组中每个单体电池的状态信息，并通过CAN总线发送给整车控制器。

7.如权利要求书1所述的电动汽车网络控制装置，其中无线通信网络包括以下网络之一：GPRS、3G、LTE、WIMAX、WIFI网络。

8.一种电动汽车网络化控制方法，应用于包括整车控制模块和远程交互模块的电动汽车网络化控制装置，其特征在于整车控制模块中包括的整车控制器和多个电子控制单元ECU，整车控制器通过CAN总线实时获取多个ECU发送的状态信息，远程交互模块通过无线通信网络将整车控制模块获取的状态信息发送给远程监控中心。

9.如权利要求书8所述的电动汽车网络化控制方法，其中电子控制单元ECU选自以下装置中的一个或多个：汽车制动防抱死装置ABS、自动机械式变速器AMT控制器、电机控制器、充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统以及车身中央控制系统。

10.如权利要求书8所述的电动汽车网络化控制方法，其中电子控制单元ECU能够作为以下一个或多个汽车部件的控制器：后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯。

11.如权利要求书9所述的电动汽车网络化控制方法，其中整车控制器和各个ECU之间的CAN总线分为第一CAN总线，第二CAN总线和第三CAN总线，其中第一CAN总线和第二CAN总线为高速CAN总线，第三CAN总线为低速CAN总线。

12.如权利要求书11所述的电动汽车网络化控制方法，其中ABS、AMT控制器、电机控制器通过第一CAN总线与整车控制器连接；充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统和车身中央控制系统通过第二CAN总线与整车控制器连接；后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯的ECU控制器通过第三CAN总线与整车控制器连接。

13.如权利要求书11所述的电动汽车网络控制方法，其中电池管理系统获取电池组中每个单体电池的状态信息，并通过CAN总线发送给整车控制器。

14.如权利要求书8所述的电动汽车网络控制方法，其中无线通信网络包括以下网络之一：GPRS、3G、LTE、WIMAX、WIFI网络。

15.一种电动汽车网络化控制系统，包括电动汽车控制装置和远程监控中心，其特征在于电动汽车控制装置包括整车控制模块和远程交互模块，其中整车控制模块包括整车控制器和多个电子控制单元ECU，整车控制器和各个ECU之间通过CAN总线连接，整车控制模块中的整车控制器通过CAN总线实时获取各个ECU发送的状态信息，远程交互模块通过无线通信网络将整车控制模块获取的状态信息发送给远程监控中心。

16.如权利要求书15所述的电动汽车网络化控制系统，其中电子控制单元ECU选自以下装置中的一个或多个：汽车制动防抱死装置ABS、自动机械式变速器AMT控制器、电机控制器、充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统以及车身中央控制系统。

17.如权利要求书15所述的电动汽车网络化控制系统，其中电子控制单元ECU还能够作为以下一个或多个汽车部件的控制器：后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯。

18.如权利要求书16所述的电动汽车网络化控制系统，其中整车控制器和各个ECU之间的CAN总线分为第一CAN总线，第二CAN总线和第三CAN总线，其中第一CAN总线和第二CAN总线为高速CAN总线，第三CAN总线为低速CAN总线。

19.如权利要求书18所述的电动汽车网络化控制系统，其中ABS、AMT控制器、电机控制器通过第一CAN总线与整车控制器连接；充电机控制系统、电池管理系统、GPS模块系统和车身中央控制系统通过第二CAN总线与整车控制器连接；后灯、后门、后顶、前门、右前灯和左前灯的ECU控制器通过第三CAN总线与整车控制器连接。

20.如权利要求书18所述的电动汽车网络控制系统，其中电池管理系统获取电池组中每个单体电池的状态信息，并通过CAN总线发送给整车控制器。

21.如权利要求书15所述的电动汽车网络控制系统，其中无线通信网络包括以下网络之一：GPRS、3G、LTE、WIMAX、WIFI网络。