CN107561981B - 一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器，电动汽车领域与电子技术领域，包括双电源模块、驱动模块、采样模块、通信模块、保护模块，双电源模块含主电源、二级电源、变压器及开关稳压电路；采样模块包括母线电压、相电流、母线电流、温度采样电路，保护模块起到过压保护、过流保护及过热保护的作用，通信模块主要有TTL转RS232模块与GPRS装置；在主电源欠压时控制器由二级电源供电，在主电源与二级电源无法工作时，由超级电容进行供电，使通信模块与DSP芯片能持续工作，从而使DSP能够完成数据的传输处理，也能与远程控制端进行通信，保证了系统的可靠性与安全性。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车领域与电子技术领域，具体为涉及一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器。
背景技术
电动汽车因其具有零排放、高效率的特点受到广泛重视，其前景被广泛看好。但电动汽车传统的电源系统均为单电源系统，单电源系统主要包括蓄电池、开关电源、变压器，蓄电池为逆变器进行供电，逆变器将该直流电信号转换成合适的交流电为驱动系统提供动力，在电源出现异常时，控制电路、驱动电路与通信电路均无法工作，电动汽车无法正常运行，易对整车与人身容易造成危险。
目前，针对单电源的缺陷所提出的改进型专利中，主要方案有如下两种：一、使用蓄电池组和柴油发电机组作为双电源供电系统，从而实现主电源欠压时，电源系统仍然能够提供稳定电压给电动汽车控制器，但该方案在实现过程中成本较高；二、在用电模块两侧并联超级电容，该方案较为简洁方便且成本较低，但效率较低。本发明针对现有单电源控制系统以及双电源方案系统的不足，提供一种设计更为合理、能够实现在主电源出现欠压情况时，电动汽车控制器的数据传输与处理、通信模块能够继续工作的装置。
发明内容
本发明针对现有单电源控制系统的不足，提供一种设计更为合理、能够实现在主电源出现欠压情况时，电动汽车控制器的数据传输与处理、通信模块能够继续工作的装置。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的：
一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器，包括控制器和远程控制端，所述控制器包括双电源模块、采样模块、驱动模块、保护模块和通信模块，所述双电源模块包括主电源、二级电源、变压器与开关稳压电路，其中二级电源是由主电源经过电阻一与电阻二分压后所得；所述主电源与开关稳压电路相连，在主电源电压未发生欠压时，单刀双掷开关接至触点1侧，开关稳压电路产生的交流电压信号经过变压器后产生12V电压，对控制器的驱动模块进行供电，12V电压经过稳压电路一进行电压变换后产生5V电压，对控制器的通信模块进行供电，5V电压经过稳压电路二进行电压变换后产生3.3V电压，对控制器的DSP芯片、采样模块与保护模块进行供电；当主电源电压跌至欠压点一(约为主电源额定电压的83％)时，将单刀双掷开关接至触点2侧，此时由二级电源产生的5V电压对通信模块进行供电，5V电压经过稳压电压路二进行电压变换后产生3.3V电压对控制器的DSP芯片进行供电，进而能够继续完成控制器的数据传输处理以及与远程控制端的通信；当主电源电压跌至欠压点二(约为主电源额定电压的80％)时，二级电源由于二极管的截止作用无法给控制器进行供电，电路由超级电容供电，进而实现在主电源无法提供电能的情况下，DSP芯片与通信模块能继续工作一段时间，进而能够继续完成控制器的数据传输处理以及与远程控制端的通信。
上述方案中，通信模块中包含GPRS装置，所述GPRS装置的远程控制端为手机，所述GPRS装置与通信模块中的RS232接口两端相连，从而实现远程控制端与控制器的通信。
上述方案中，采样模块可以实时测得母线电压、母线电流、电机相电流、电机温度与控制器温度，控制器通过通信模块可以实时反馈所测值至远程控制端，当采样模块所测值超过设定的保护点时，控制器将发送报警信息至远程控制端，并且执行关闭PWM的命令；当主电源电压跌至欠压点一时，发送警告信息至远程控制端，当主电源电压跌至欠压点二时，发送严重警告信息至远程控制端，从而达到实时监控与保护控制器的目的。
本发明具有以下有益效果：与现有技术相比，本发明不仅能在主电源发生异常时，DSP芯片与通信能够继续工作，还能在二级电源无法产生5V电压时由超级电容来供电，从而能在此时完成数据的传输与处理，并在电源无法正常工作时，通过通信模块及时发送警告信息至远程控制端，达到保护控制器的作用；本发明应用前景良好，可带来较高的经济收益与安全效用。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明双电源模块的具体结构图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利限制。
图1是本发明的总体结构图，可以看出控制器在整个工作过程中，控制器可由主电源1、二级电源、超级电容12进行供电。当主电源1未出现欠压时，控制器由主电源1进行供电；若主电源1出现欠压，则由二级电源进行供电，若主电源1与二级电源均无法给控制器进行供电，则由超级电容12给控制器进行供电。
参照图2，一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器的具体结构示意图，包括主电源1、电阻一2、电阻二3、开关稳压电路4、变压器5、稳压电路一6、通信模块7、稳压电路二9、DSP芯片10、采样模块11、保护模块8、超级电容12、单刀双掷开关13和二极管一14以及二极管二15，其中主电源1为72V直流电源，DSP芯片10为TMS320F28035，电阻一2的阻值为1KΩ，电阻二3的阻值为11KΩ；其中双电源模块、采样模块11、驱动模块、保护模块8(保护模块8起到过压保护、过流保护及过热保护的作用)和通信模块7组成控制器，主电源1、二级电源、变压器5与开关稳压电路4组成双电源模块，控制器和双电源模块构成双电源供电的远程通信电动汽车控制器。
电阻一2与电阻二3串联后与主电源1进行并联，开关稳压电路4和变压器5的一次线圈端、主电源1进行串联，变压器5的二次线圈产生的12V电压经过稳压电路一6后产生5V电压，5V电压给通信模块7进行供电，5V电压经过稳压电路二9后产生3.3V电压为DSP芯片10、采样模块11与保护模块8进行供电，从而构成整个供电回路，二级电源与超级电容12分别与二极管14一和二极管二15串联后再并联接至单刀双掷开关13的触点2侧(图2中的②)。
双电源模块由主电源1与二级电源组成，其中二级电源由电阻一2与电阻二3对主电源1分压而成，在主电源1电压未发生欠压时，单刀双掷开关13接至触点1侧(图2中的①)，主电源1经过开关稳压电路4(开关稳压电路4的核心芯片为UC2844)，产生的交流电压信号经过变压器5后产生12V电压，随后经过稳压电路一6(稳压电路一6的核心芯片为L7805)的作用，生成5V的电压信号给通信模块7进行供电，5V电压信号经过稳压电路二9(稳压电路二9的核心芯片为AMS1117)的作用，生成3.3V的电压信号给DSP芯片10、采样模块11与保护模块8进行供电；当主电源1的电压跌至欠压点一60V(约为主电源1额定电压的83％)时，将单刀双掷开关13接至触点2，此时由二级电源分压产生5V电压对通信模块7进行供电，5V电压经过稳压电压路二9进行电压变换后产生3.3V电压对控制器的DSP芯片10进行供电，为了节省电量，二级电源仅仅对通信模块7与DSP芯片10进行供电，使控制器能完成相关数据的传输处理，也能保证控制器与远程控制端的通信可靠；当主电源1的电压跌至欠压点二57V(约为主电源1额定电压的80％)时，由于二极管一14的截止作用，二级电源也无法为控制器进行供电，此时由超级电容12供电，为了节省超级电容12的存储容量，超级电容12仅对通信模块7和DSP芯片10进行供电，使控制器能完成控制器的数据传输处理，也能保证控制器与远程端的通信可靠。
参照图1，一种可双电源远程电动汽车控制器还包括远程控制端16，此处远程控制端16为手机，通信模块7中的GPRS装置并联在控制器通信模块7的RS232发送端和接收端，利用通信模块7将采样模块11采样所得的母线电压、母线电流、电机相电流、电机温度与控制器温度实时发送至远程端16进行监测，当所测母线电压、母线电流、电机相电流、电机温度与控制器温度超出设定保护值时，DSP芯片10会发出报警信息至远程控制端16，并且执行关闭PWM的命令；当主电源1电压跌至欠压点一时，DSP芯片10会持续发出警告信息至远程控制端16；当主电源1电压跌至欠压点二时，DSP芯片10会发出严重警告信息至远程控制端16，从而达到实时监控与保护控制器的目的。
本发明的双电源供电的远程通信电动汽车控制器，各元器件、模块及控制系统如无特别说明，均可使用现有技术中公开的可适用于本发明的元器件、模块及控制系统。
以上所述对本发明进行了简单说明，并不受上述工作范围限值，只要采取本发明思路和工作方法进行简单修改运用到其他设备，或在不改变本发明主要构思原理下做出改进和润饰的等行为，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器，其特征在于，包括控制器和远程控制端，所述控制器包括双电源模块、采样模块(11)、驱动模块、保护模块(8)和通信模块(7)，所述双电源模块包括主电源(1)、二级电源、变压器(5)与开关稳压电路(4)，其中二级电源是由主电源(1)经过电阻一(2)与电阻二(3)分压后所得；
所述主电源(1)与开关稳压电路(4)相连，在主电源(1)电压未发生欠压时，单刀双掷开关(13)接至触点1侧，开关稳压电路(4)产生的交流电压信号经过变压器(5)后产生12V电压，对控制器的驱动模块进行供电，12V电压经过稳压电路一(6)进行电压变换后产生5V电压，对控制器的通信模块(7)进行供电，5V电压经过稳压电路二(9)进行电压变换后产生3.3V电压，对控制器的DSP芯片(10)、采样模块(11)与保护模块(8)进行供电；当主电源(1)电压跌至欠压点一时，将单刀双掷开关(13)接至触点2侧，此时由二级电源产生的5V电压对通信模块(7)进行供电，5V电压经过稳压电路二(9)进行电压变换后产生3.3V电压对控制器的DSP芯片(10)进行供电，进而能够继续完成控制器的数据传输处理以及与远程控制端(16)的通信；当主电源(1)电压跌至欠压点二时，二级电源由于二极管(14)的截止作用无法给控制器进行供电，电路由超级电容(12)供电，进而实现在主电源无法提供电能的情况下，DSP芯片(10)与通信模块(7)能继续工作一段时间，进而能够继续完成控制器的数据传输处理以及与远程控制端的通信。
2.根据权利要求1所述的一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器，其特征在于，所述欠压点一为主电源(1)额定电压的83％。
3.根据权利要求1所述的一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器，其特征在于，所述欠压点二为主电源(1)额定电压的80％。
4.根据权利要求1所述的一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器，其特征在于，所述通信模块(7)中包含TTL转RS232模块和GPRS装置，所述GPRS装置与TTL转RS232模块发送端与接收端并联，从而实现远程控制端(16)与控制器的通信。
5.根据权利要求1所述的一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器，其特征在于，所述远程控制端(16)为手机。
6.根据权利要求1所述的一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器，其特征在于，所述采样模块(11)包括母线电压采样电路、母线电流采样电路、电机相电流采样电路以及电机温度与控制器温度采样电路。
7.根据权利要求6所述的一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器，其特征在于，所述采样模块(11)可以实时测得母线电压、母线电流、电机相电流、电机温度与控制器温度，控制器通过通信模块(7)可以实时反馈所测值至远程控制端(16)。
8.根据权利要求7所述的一种双电源供电的远程通信电动汽车控制器，其特征在于，当采样模块(11)所测值超过设定的保护值时，控制器将发送报警信息至远程控制端(16)，并且执行关闭PWM的命令；当主电源电压跌至欠压点一时，DSP芯片(10)发送警告信息至远程控制端(16)，当主电源电压跌至欠压点二时，DSP芯片(10)发送严重警告信息至远程控制端(16)，从而达到实时监控与保护控制器的目的。
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