CN108132665A - 用于电动汽车的车载通信系统及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电动汽车的车载通信系统及电动汽车，所述车载通信系统包括电动汽车整车控制模块、中央网关模块及光耦隔离模块；电动汽车整车控制模块与中央网关模块通过第一CAN总线通信连接，光耦隔离模块串联于电动汽车整车控制模块与中央网关模块之间的第一CAN总线上，光耦隔离模块隔离电动汽车整车控制模块与中央网关模块之间的电连接。本发明提供的电动汽车低压系统不受电动汽车高压系统的干扰，保证了CAN总线通信的正常工作。

Description

用于电动汽车的车载通信系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及车载通信领域，尤其涉及一种用于电动汽车的车载通信系统及电动汽车。
背景技术
随着对环境和能源问题的关注，传统燃油汽车已经越来越多的被新能源汽车取代。新能源汽车中主要是以纯电动汽车和混合动力汽车为主。电动汽车上通常使用300V到800V的高压电池作为整车的动力来源。但是电动汽车高压系统的瞬间大电流、短路等故障会对车载CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线通信造成干扰，尤其对于电动汽车低压系统的控制器，电动汽车高压系统干扰可能会将CAN收发器击穿，并不能保证CAN总线通信的正常工作。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电动汽车高压系统的故障对电动汽车低压系统造成干扰，导致无法保证CAN总线通信的正常工作的缺陷，提供一种用于电动汽车的车载通信系统及电动汽车。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种用于电动汽车的车载通信系统，其特点在于，所述车载通信系统包括电动汽车整车控制模块(VCU)、中央网关模块(CGW)及光耦隔离模块；
所述电动汽车整车控制模块与所述中央网关模块通过第一CAN总线通信连接，所述光耦隔离模块串联于所述电动汽车整车控制模块与所述中央网关模块之间的第一CAN总线上，所述光耦隔离模块用于隔离所述电动汽车整车控制模块与所述中央网关模块之间的电连接。
可选地，所述车载通信系统包括电动汽车高压系统及电动汽车低压系统；
所述电动汽车高压系统为使用300V～800V的供电电压的电器系统，所述电动汽车整车控制模块为所述电动汽车高压系统的控制器；
所述电动汽车低压系统为使用11V～13V的供电电压的电器系统，所述中央网关模块为所述电动汽车低压系统的控制器。
可选地，所述电动汽车高压系统包括电源管理模块(BMS)、电源转换模块(DC/DC)及交流/直流转换模块(AC/DC)，所述电源管理模块、所述电源转换模块及所述交流/直流转换模块分别与所述电动汽车整车控制模块通过第二CAN总线通信连接。
可选地，所述电动汽车高压系统包括电源分配模块(PDM)及右车载逆变器模块(INV R)，所述电源分配模块及所述右车载逆变器模块分别与所述电动汽车整车控制模块通过第三CAN总线通信连接。
可选地，所述电动汽车高压系统包括左车载逆变器模块(INV L)，所述左车载逆变器模块与所述电动汽车整车控制模块通过第四CAN总线通信连接。
可选地，所述电动汽车低压系统包括车身控制模块(BCM)、遥控钥匙模块(RKE)、安全气囊模块(SRS)及接线盒模块(JB)，所述车身控制模块、所述遥控钥匙模块、所述安全气囊模块及所述接线盒模块分别与所述中央网关模块通过第五CAN总线通信连接。
可选地，所述电动汽车低压系统还包括车身电子稳定模块(ESP)，所述车身控制模块、所述车身电子稳定模块、所述接线盒模块与所述中央网关模块之间分别通过第六CAN总线通信连接。
可选地，所述电动汽车低压系统还包括方向盘模块(SWM)，所述方向盘模块与所述车身电子稳定模块通过第七CAN总线通信连接。
可选地，所述电动汽车低压系统包括主机模块(HU)，所述主机模块与所述中央网关模块之间通过第八CAN总线通信连接。
可选地，所述电动汽车低压系统还包括仪表模块(IC)，所述仪表模块与所述主机模块通过第九CAN总线通信连接。
可选地，所述电动汽车低压系统包括电动助力转向模块(EPS)及换挡开关模块(GS)，所述电动助力转向模块及所述换挡开关模块分别与所述中央网关模块之间通过第十CAN总线通信连接。
可选地，所述第一CAN总线采用双绞线进行通信，且双绞线包括第一CANH(CAN高)线及第一CANL(CAN低)线，所述光耦隔离模块分别为第一光耦隔离模块、第二光耦隔离模块、第三光耦隔离模块及第四光耦隔离模块；
所述第一光耦隔离模块与所述第二光耦隔离模块分别设置于所述第一CANH线上，且所述第一光耦隔离模块与所述第二光耦隔离模块之间进行并联；
所述第三光耦隔离模块与所述第四光耦隔离模块分别设置于所述第一CANL线上，且所述第三光耦隔离模块与所述第四光耦隔离模块之间进行并联。
可选地，所述光耦隔离模块包括反馈比较电路及光耦隔离电路，所述反馈比较电路与所述光耦隔离电路电连接，所述光耦隔离电路用于根据所述反馈比较电路的比较结果导通或断开传输的电信号。
可选地，所述光耦隔离电路包括发光二极管及光敏三极管。
一种电动汽车，其特点在于，所述电动汽车包括如上述的车载通信系统。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明在电动汽车高压系统的控制器与电动汽车低压系统的控制器之间的CAN总线上加设光耦隔离模块，对通信不造成影响的前提下，有效地隔离了电动汽车高压系统与电动汽车低压系统之间的电连接，即使电动汽车高压系统发生故障，也不会对电动汽车低压系统造成干扰，电动汽车低压系统仍然能够保持通信，保证CAN总线通信的正常工作，从而保证了电动汽车低压系统功能的正常实现。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1为本发明较佳实施例的用于电动汽车的车载通信系统的结构示意图。
图2为本发明较佳实施例的第一CANH线与光耦隔离模块的电路示意图。
图3为本发明较佳实施例的CANH与CANL的电压值曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
本实施例提供一种用于电动汽车的车载通信系统，如图1所示，所述车载通信系统包括电动汽车高压系统1、电动汽车低压系统2及光耦隔离模块3，在本实施例中，将电动汽车高压系统1及电动汽车低压系统2分布在不同的CAN总线上(图1中并未具体区分示出各个不同的CAN总线，均参考下述文字部分记载的内容)，在电动汽车高压系统1的控制器与电动汽车低压系统2的控制器之间的第一CAN总线上串联光耦隔离模块3，光耦隔离模块3是一种可以将电信号转换成光信号，再将光信号转换成电信号的电路模块，从而实现光耦隔离模块3两侧的电信号互不干扰。
具体地，如图1所示，电动汽车高压系统1包括电动汽车整车控制模块101、电源管理模块102、电源转换模块103、交流/直流转换模块104、电源分配模块105、右车载逆变器模块106及左车载逆变器模块107，电动汽车高压系统1为使用300V～800V的供电电压的电器系统，电动汽车整车控制模块101为电动汽车高压系统1的控制器。
电源管理模块102、电源转换模块103及交流/直流转换模块104分别与电动汽车整车控制模块101通过第二CAN总线通信连接，电源分配模块105及右车载逆变器模块105分别与电动汽车整车控制模块101通过第三CAN总线通信连接，左车载逆变器模块107与电动汽车整车控制模块101通过第四CAN总线通信连接。
电动汽车低压系统2包括中央网关模块201、车身控制模块202、遥控钥匙模块203、安全气囊模块204、接线盒模块205、车身电子稳定模块206、方向盘模块207、主机模块208、仪表模块209、电动助力转向模块210及换挡开关模块211，电动汽车低压系统2为使用11V～13V的供电电压的电器系统，在本实施例中，电动汽车低压系统2为12V低压系统，中央网关模块201为电动汽车低压系统2的控制器。
电动汽车整车控制模块101与中央网关模块201通过第一CAN总线通信连接，光耦隔离模块3串联于电动汽车整车控制模块101与中央网关模块201之间的第一CAN总线上，光耦隔离模块3用于隔离电动汽车整车控制模块101与中央网关模块201之间的电连接。
车身控制模块202、遥控钥匙模块203、安全气囊模块204及接线盒模块205分别与中央网关模块201通过第五CAN总线通信连接，车身控制模块202、车身电子稳定模块206、接线盒模块205与中央网关模块201之间分别通过第六CAN总线通信连接，方向盘模块207与车身电子稳定模块206通过第七CAN总线通信连接，主机模块208与中央网关模块201之间通过第八CAN总线通信连接，仪表模块209与主机模块208通过第九CAN总线通信连接，电动助力转向模块210及换挡开关模块211分别与中央网关模块201之间通过第十CAN总线通信连接。
在本实施例中，所述第一CAN总线采用双绞线进行通信，且双绞线包括第一CANH线及第一CANL线，光耦隔离模块3的数量为4个，且分别为第一光耦隔离模块、第二光耦隔离模块、第三光耦隔离模块及第四光耦隔离模块。
所述第一光耦隔离模块与所述第二光耦隔离模块分别设置于所述第一CANH线上，且所述第一光耦隔离模块与所述第二光耦隔离模块之间进行并联，所述第三光耦隔离模块与所述第四光耦隔离模块分别设置于所述第一CANL线上，且所述第三光耦隔离模块与所述第四光耦隔离模块之间进行并联。
具体地，如图2所示，所述第一光耦隔离模块包括第一反馈比较电路31及第一光耦隔离电路32，第一反馈比较电路31与第一光耦隔离电路32电连接，第一光耦隔离电路32用于根据第一反馈比较电路31的比较结果导通或断开传输的电信号，所述第二光耦隔离模块包括第二反馈比较电路33及第二光耦隔离电路34，第二反馈比较电路33与第二光耦隔离电路34电连接，第二光耦隔离电路34用于根据第二反馈比较电路33的比较结果导通或断开传输的电信号。
结合图2及图3示出的内容，下面具体说明光耦隔离模块在第一CAN总线上的工作原理。
根据ISO11898(国际标准)中的定义，CAN总线是一种采用双绞线传输的通信协议。CAN总线数值为两种互补逻辑数值，分别为“显性”和“隐性”，用差分电压表示(即CANH和CANL的电压差)。显性表示逻辑“0”，隐性表示逻辑“1”。CAN总线通信时只有一个节点可以发送数值并且显性值0具有优先级，每次仅建立从一个节点到另一个节点的传输。CANH和CANL的电压值如图3所示：显性电平即逻辑0时，CANH电压为3.5V，CANL电压为1.5V；隐性电平即逻辑1时，CANH电压和CANL电压均为2.5V。
由于CANH和CANL在逻辑0和逻辑1时的电平值不同，所以将CANH和CANL采用两套电路进行隔离。具体如图2所示，MOS管T1、T2、T3及电阻R1、R2、R3构成第一反馈比较电路31，发光二极管LED1及光敏三极管T4构成第一光耦隔离电路32，MOS管T5、T6、T7及电阻R4、R5、R6构成第二反馈比较电路33，发光二极管LED2及光敏三极管T8构成第二光耦隔离电路34。第一反馈比较电路31用于将CANH_1上发送的数据值和CANH_2反馈的数据值进行比较，若CANH_1上的电平为显性电平，CANH_2上的电平为隐性电平，则经过比较后输出端为隐性电平的一端，此时，发光二极管LED1不发光，光敏三极管T4不导通，输出端电平为高电平；若CANH_1上的电平为隐性电平，CANH_2上的电平为显性电平，则发光二极管LED2不发光，光敏三极管T8不导通。由于CANL的电平逻辑和CANH的逻辑正好相反，故不再一一赘述。
本实施例还提供一种电动汽车，所述电动汽车包括如上述的用于电动汽车的车载通信系统。
本实施例提供的用于电动汽车的车载通信系统及电动汽车在电动汽车高压系统的控制器与电动汽车低压系统的控制器之间的CAN总线上加设光耦隔离模块，对通信不造成影响的前提下，有效地隔离了电动汽车高压系统与电动汽车低压系统之间的电连接，即使电动汽车高压系统发生故障，也不会对电动汽车低压系统造成干扰，电动汽车低压系统仍然能够保持通信，保证CAN总线通信的正常工作，从而保证了电动汽车低压系统功能的正常实现。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (15)

1.一种用于电动汽车的车载通信系统，其特征在于，所述车载通信系统包括电动汽车整车控制模块、中央网关模块及光耦隔离模块；
所述电动汽车整车控制模块与所述中央网关模块通过第一CAN总线通信连接，所述光耦隔离模块串联于所述电动汽车整车控制模块与所述中央网关模块之间的第一CAN总线上，所述光耦隔离模块用于隔离所述电动汽车整车控制模块与所述中央网关模块之间的电连接。
2.如权利要求1所述的车载通信系统，其特征在于，所述车载通信系统包括电动汽车高压系统及电动汽车低压系统；
所述电动汽车高压系统为使用300V～800V的供电电压的电器系统，所述电动汽车整车控制模块为所述电动汽车高压系统的控制器；
所述电动汽车低压系统为使用11V～13V的供电电压的电器系统，所述中央网关模块为所述电动汽车低压系统的控制器。
3.如权利要求2所述的车载通信系统，其特征在于，所述电动汽车高压系统包括电源管理模块、电源转换模块及交流/直流转换模块，所述电源管理模块、所述电源转换模块及所述交流/直流转换模块分别与所述电动汽车整车控制模块通过第二CAN总线通信连接。
4.如权利要求2所述的车载通信系统，其特征在于，所述电动汽车高压系统包括电源分配模块及右车载逆变器模块，所述电源分配模块及所述右车载逆变器模块分别与所述电动汽车整车控制模块通过第三CAN总线通信连接。
5.如权利要求2所述的车载通信系统，其特征在于，所述电动汽车高压系统包括左车载逆变器模块，所述左车载逆变器模块与所述电动汽车整车控制模块通过第四CAN总线通信连接。
6.如权利要求2所述的车载通信系统，其特征在于，所述电动汽车低压系统包括车身控制模块、遥控钥匙模块、安全气囊模块及接线盒模块，所述车身控制模块、所述遥控钥匙模块、所述安全气囊模块及所述接线盒模块分别与所述中央网关模块通过第五CAN总线通信连接。
7.如权利要求6所述的车载通信系统，其特征在于，所述电动汽车低压系统还包括车身电子稳定模块，所述车身控制模块、所述车身电子稳定模块、所述接线盒模块与所述中央网关模块之间分别通过第六CAN总线通信连接。
8.如权利要求7所述的车载通信系统，其特征在于，所述电动汽车低压系统还包括方向盘模块，所述方向盘模块与所述车身电子稳定模块通过第七CAN总线通信连接。
9.如权利要求2所述的车载通信系统，其特征在于，所述电动汽车低压系统包括主机模块，所述主机模块与所述中央网关模块之间通过第八CAN总线通信连接。
10.如权利要求9所述的车载通信系统，其特征在于，所述电动汽车低压系统还包括仪表模块，所述仪表模块与所述主机模块通过第九CAN总线通信连接。
11.如权利要求2所述的车载通信系统，其特征在于，所述电动汽车低压系统包括电动助力转向模块及换挡开关模块，所述电动助力转向模块及所述换挡开关模块分别与所述中央网关模块之间通过第十CAN总线通信连接。
12.如权利要求1～11中任意一项所述的车载通信系统，其特征在于，所述第一CAN总线采用双绞线进行通信，且双绞线包括第一CANH线及第一CANL线，所述光耦隔离模块分别为第一光耦隔离模块、第二光耦隔离模块、第三光耦隔离模块及第四光耦隔离模块；
所述第一光耦隔离模块与所述第二光耦隔离模块分别设置于所述第一CANH线上，且所述第一光耦隔离模块与所述第二光耦隔离模块之间进行并联；
所述第三光耦隔离模块与所述第四光耦隔离模块分别设置于所述第一CANL线上，且所述第三光耦隔离模块与所述第四光耦隔离模块之间进行并联。
13.如权利要求12所述的车载通信系统，其特征在于，所述光耦隔离模块包括反馈比较电路及光耦隔离电路，所述反馈比较电路与所述光耦隔离电路电连接，所述光耦隔离电路用于根据所述反馈比较电路的比较结果导通或断开传输的电信号。
14.如权利要求13所述的车载通信系统，其特征在于，所述光耦隔离电路包括发光二极管及光敏三极管。
15.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求1～14中任意一项所述的车载通信系统。
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