CN108536045B - 电动汽车的整车控制器、车辆及方法 - Google Patents

电动汽车的整车控制器、车辆及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的整车控制器、车辆及方法，其中，整车控制器包括：采集模块，用于获取车辆的整车信息；获取模块，用于获取所述车辆的车辆信息；控制器，用于根据所述整车信息控制所述车辆运行，和/或根据所述车辆信息管理所述动力电池供电。该整车控制器通过集成多个控制器的功能，从而可以降低硬件成本，有效提高整车控制器的经济性，有效提高信息交互的有效性和便捷性，进而提高车辆的可靠性，提升用户的使用体验。

Description

电动汽车的整车控制器、车辆及方法
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动汽车的整车控制器、车辆及方法。
背景技术
相关技术中，车辆通过VCU(vehicle control unit，车辆控制单元)控制器、BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)控制器、空调控制器、低速行人提醒控制器分别进行整车控制、电池管理、空调控制和低速行人提醒，从而实现车辆整车控制、电池管理、空调控制和低速行人提醒的功能。
然而，车辆实现不同的功能需要不同的控制器，控制器数量多所需要的线束多，增加线束成本，从而增加电子硬件成本、增加软件的研发成本，成本高，经济性差；同时，控制器之间通讯网络负载重，存在通讯延时以及信息丢失的风险，信息交互的有效性差、捷性差，车辆的可靠性差，大大降低用户的使用体验。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车的整车控制器，该整车控制器可以降低硬件成本，有效提高整车控制器的经济性，有效提高信息交互的有效性和便捷性，进而提高车辆的可靠性，提升用户的使用体验。
本发明的另一个目的在于提出一种车辆。
本发明的再一个目的在于提出一种电动汽车的整车控制方法。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电动汽车的整车控制器，包括：采集模块，用于获取车辆的整车信息；获取模块，用于获取所述车辆的车辆信息；控制器，用于根据所述整车信息控制所述车辆运行，和/或根据所述车辆信息管理所述动力电池供电。
本发明实施例的电动汽车的整车控制器，通过集成多个控制器的功能，从而减少了控制器的数量，有效降低硬件成本，有效提高整车控制器的经济性，且可以有效整合各路信息，优化控制，有效提高信息交互的有效性和便捷性，进而提高车辆的可靠性，提升用户的使用体验。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的整车控制器还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制器包括：整车控制单元，用于根据所述整车信息获取所述车辆的控制信号，以根据所述控制信号控制所述车辆运行；电池管理单元，用于根据车辆信息获取所述动力电池的状态信号，以根据所述状态信号得到所述动力电池的当前状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：锁步核，用于根据所述整车信息和所述车辆信息对所述控制信号和所述状态信号进行锁步校验。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述整车控制单元还用于根据所述整车信息获取车载空调的控制信号和低速行人提醒装置的提醒信号，以根据所述车载空调的控制信号控制所述车载空调工作，和/或根据所述低速行人提醒装置的提醒信号控制所述提醒装置提醒。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：系统基础芯片SBC(South BridgeChip，基础芯片)芯片，用于将供电电源降压后，为所述锁步核芯片供电，并且采集故障信息，以通过串行外设接口SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)将根据所述故障信息得到的故障诊断信息发送至所述第一处理芯片。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述整车信息包括车内乘客分布信息、车辆制动信息、路况信息。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种电动车辆，包括上述的电动汽车的整车控制器。该电动车辆通过集成多个控制器的功能，从而减少了控制器的数量，有效降低硬件成本，有效提高整车控制器的经济性，且可以有效整合各路信息，优化控制，有效提高信息交互的有效性和便捷性，进而提高车辆的可靠性，提升用户的使用体验。
为达到上述目的，本发明再一方面实施例提出了一种电动汽车的整车控制方法，采用上述的整车控制器，其中，方法包括以下步骤：获取车辆的整车信息；获取所述车辆的车辆信息；根据所述整车信息控制所述车辆运行，和/或根据所述车辆信息管理所述动力电池供电。
本发明实施例的电动汽车的整车控制方法，通过集成多个控制器的功能，从而减少了控制器的数量，有效降低硬件成本，有效提高整车控制器的经济性，且可以有效整合各路信息，优化控制，有效提高信息交互的有效性和便捷性，进而提高车辆的可靠性，提升用户的使用体验。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的整车控制方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述整车信息控制所述车辆运行，和/或根据所述车辆信息管理所述动力电池供电，进一步包括：根据所述整车信息获取所述车辆的控制信号，以根据所述控制信号控制所述车辆运行；根据车辆信息获取所述动力电池的状态信号，以根据所述状态信号得到所述动力电池的当前状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：根据所述整车信息和所述车辆信息对所述控制信号和所述状态信号进行锁步校验。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的电动汽车的整车控制器的结构示意图；
图2为根据本发明一个实施例的电动汽车的整车控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在介绍电动汽车的整车控制器、具有其的车辆及方法之前，先简单介绍一下相关技术的用于车辆控制管理的控制器。
目前，整车控制器与电池管理系统分属不同的两个系统，有两个独立的控制器，空调也是整车中一个独立的分系统，为了进行这些系统的管理与控制，相关技术通常采用的方案包括：
(1)VCU控制器，BMS控制器，空调控制器,低速行人提醒控制器四个独立控制器方案，不带功能安全；
(2)VCU控制器，BMS控制器，空调控制器,低速行人提醒控制器四个独立控制器方案，VCU与BMS分别带功能安全；
(3)车身控制器实现空调控制功能。
然而，方案(1)包含四个独立的控制器，电子硬件成本，线束成本都较高，通讯网络负载重，存在通讯延时以及信息丢失的风险。方案(2)也包含四个独立的控制器，电子硬件成本，线束成本都较高，通讯网络负载重，存在通讯延时以及信息丢失的风险，并且由于VCU与BMS都分别带有功能安全，故硬件成本会更高，同时软件研发成本也会增加。而对于方案(3)而言，目前车身控制器一般都是已经成熟的量产产品，很难为纯电动车空调系统订制方案，国内新能源整车厂没有推行车身控制器对空调的控制。
另外，空调控制功能集成到车身控制器，但目前新能源整车厂只有整车控制器研发团队，没有车身控制器研发，只能向车身控制器供应商进行方案订制。但目前新能源汽车市场有限，实现此方案需要的成本较大，供应商配合度不高。并且即使供应商配合研发，也只是作为一个零部件供应商的角度出发，很难从整车架构上考虑解决问题，对于节能与智能化的问题涉及不到。并且，整车控制器与BMS分别达到功能安全时，成本高。
正是基于上述原因，本发明实施例提出了一种电动汽车的整车控制器、具有其的车辆及方法
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电动汽车的整车控制器、具有其的车辆及方法，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的电动汽车的整车控制器。
图1是本发明一个实施例的电动汽车的整车控制器的结构示意图。
如图1所示，该电动汽车的整车控制器10包括：采集模块100、获取模块200和控制器300。
其中，采集模块100用于获取车辆的整车信息。获取模块200用于获取车辆的车辆信息；控制器300用于根据整车信息控制车辆运行，和/或根据车辆信息管理动力电池供电。本发明实施例的整车控制器10通过集成多个控制器的功能，从而可以降低了硬件成本，有效提高整车控制器的经济性，有效提高信息交互的有效性和便捷性，进而提高车辆的可靠性，提升用户的使用体验。
可以理解的是，本发明实施例的整车控制器10包含两个处理器芯片，一个做功能安全，一个做功能应用，从硬件，软件，系统架构方面实现功能安全。采集模块100通过硬线获取整车信息，同时获取模块200通过CAN(Controller Area Network，CAN总线)通讯获取车辆信息，功能应用芯片在获取信息后通过控制算法输出控制信号。其中，功能应用芯片即为控制器300。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，控制器300包括：整车控制单元310和电池管理单元320。
其中，整车控制单元310用于根据整车信息获取车辆的控制信号，以根据控制信号控制车辆运行。电池管理单元320用于根据车辆信息获取动力电池的状态信号，以根据状态信号得到动力电池的当前状态。
可以理解的是，功能应用芯片具备两个处理器核，一个用于处理整车控制及空调控制/低速行人提醒控制，一个用于处理电池管理系统，从而有效节约硬件成本，提高了整车控制器的经济性。整车控制功能与BMS控制器在一个芯片中，可以避免外部通讯，使得信息更为迅速与准确，系统能量管理效率提高，剩余里程的计算更精准。
进一步地，在本发明的一个实施例中，整车控制单元310还用于根据整车信息获取车载空调的控制信号和低速行人提醒装置的提醒信号，以根据车载空调的控制信号控制车载空调工作，和/或根据低速行人提醒装置的提醒信号控制提醒装置提醒。
可以理解的是，空调作为电动车高压附件，整车控制器10控制空调，便于对高压附件的集中管理，优化能力均衡分配。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，本发明实施例的整车控制器10还包括：锁步核400。锁步核400用于根据整车信息和车辆信息对控制信号和状态信号进行锁步校验。其中，锁步核400也称为功能安全芯片。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，本发明实施例的整车控制器10还包括：系统基础芯片SBC芯片500。其中，系统基础芯片SBC芯片500用于将供电电源降压后，为锁步核芯片供电，并且采集故障信息，以通过串行外设接口SPI(Serial PeripheralInterface，串行外设接口)将根据故障信息得到的故障诊断信息发送至第一处理芯片。
可以理解的是，供电电源经过SBC芯片降压供给锁步核芯片，供电芯片满足功能安全要求，具备过流，过温，过压，欠压等故障诊断功能，诊断信息通过SPI发送给功能安全芯片，同时通过硬线输入功能安全芯片，提高安全等级，实现了供电电源的功能安全。
进一步地，在本发明的一个实施例中，整车信息包括车内乘客分布信息、车辆制动信息、路况信息。
可以理解的是吗，整车控制器10拥有车辆的最高控制权，可以获取最全的车辆信息，直接控制的空调系统，可以有效利用能源。通过座椅传感器，可知道车内人员分布，从而实现自动分温区控制；通过获取车辆制动信息，可以将能量回收用于空调输出；通过坡道传感器，可以控制在上坡时减小空调输出，在下坡时增大空调输出。
综上，本发明实施例的整车控制器10为应用于纯电动车的集成整车控制，电池管理(BMS主从结构中的主控)，空调控制,低速行人提醒，同时兼顾功能安全的控制系统。并且具有一下有益效果：
(1)本发明实施例省略了空调控制器与BMS控制器，节约了硬件成本；
(2)减少供应商管理环节，减少两个电子控制单元，降低网络负载；
(3)空调作为电动车高压附件，整车控制器控制空调，便于对高压附件的集中管理，优化能力均衡分配；
(4)整车控制器整合各路信息，优化空调控制，使空调系统更加节能与智能；
(5)BMS控制器与整车控制器在同一个处理器芯片内，信息交互更快捷有效，提高电池管理效率，对于能量管理，剩余里程计算等都有益处；
(6)架构中功能应用芯片有两个独立的处理器核，可以分别运行整车控制与电池管理系统，两个系统相互不影响，都可以实现高效精确的控制。同时独立的功能安全芯片，使得功能安全等级提高，硬件与软件都可以实现功能安全。本发明实施例的成本小于两个功能安全处理器；
(7)对比VCU与BMS独立做功能安全的系统，本发明实施例节约了软件开发的成本。
根据本发明实施例提出的电动汽车的整车控制器，通过集成多个控制器的功能，从而减少了控制器的数量，有效降低硬件成本，有效提高整车控制器的经济性，且可以有效整合各路信息，优化控制，有效提高信息交互的有效性和便捷性，进而提高车辆的可靠性，提升用户的使用体验。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的电动汽车的整车控制方法。
图2是本发明一个实施例的电动汽车的整车控制方法的流程图。
如图2所示，该电动汽车的整车控制方法，采用本发明实施例的整车控制器，其中方法包括以下步骤：
在步骤S201中，获取车辆的整车信息。
在步骤S202中，获取车辆的车辆信息。
在步骤S203中，根据整车信息控制车辆运行，和/或根据车辆信息管理动力电池供电。
进一步地，在本发明的一个实施例中，根据整车信息控制车辆运行，和/或根据车辆信息管理动力电池供电，进一步包括：根据整车信息获取车辆的控制信号，以根据控制信号控制车辆运行；根据车辆信息获取动力电池的状态信号，以根据状态信号得到动力电池的当前状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的方法还包括：根据整车信息和车辆信息对控制信号和状态信号进行锁步校验。
需要说明的是，前述对电动汽车的整车控制器实施例的解释说明也适用于该实施例的电动汽车的整车控制方法，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的电动汽车的整车控制方法，通过集成多个控制器的功能，从而减少控制器的数量，有效降低了硬件成本，有效提高整车控制器的经济性，且可以有效整合各路信息，优化控制，有效提高信息交互的有效性和便捷性，进而提高车辆的可靠性，提升用户的使用体验。
此外，本发明实施例还提出了一种电动车辆，包括上述的电动汽车的整车控制器。该电动车辆通过集成多个控制器的功能，从而减少控制器的数量，有效降低了硬件成本，有效提高整车控制器的经济性，且可以有效整合各路信息，优化控制，有效提高信息交互的有效性和便捷性，进而提高车辆的可靠性，提升用户的使用体验。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种电动汽车的整车控制器，其特征在于，所述整车控制器为应用于纯电动车的集成整车控制、电池管理、空调控制、低速行人提醒，同时兼顾功能安全的控制系统，包括：
采集模块，用于获取车辆的整车信息；
获取模块，用于获取所述车辆的车辆信息；以及
控制器，用于根据所述整车信息控制所述车辆运行，和/或根据所述车辆信息管理动力电池供电，其中，所述整车信息包括车内乘客分布信息、车辆制动信息、路况信息，以根据所述车内乘客分布信息直接控制空调系统，实现自动分温区控制，并根据所述车辆制动信息将能量回收用于空调输出，且根据路况信息增大或减小空调输出；
所述控制器包括：整车控制单元和电池管理单元，其中，整车控制单元，用于根据所述整车信息获取所述车辆的控制信号，以根据所述控制信号控制所述车辆运行，其中，所述整车控制单元还用于根据所述整车信息获取车载空调的控制信号和低速行人提醒装置的提醒信号，以根据所述车载空调的控制信号控制所述车载空调工作，和/或根据所述低速行人提醒装置的提醒信号控制所述提醒装置提醒；电池管理单元，用于根据车辆信息获取所述动力电池的状态信号，以根据所述状态信号得到所述动力电池的当前状态；
锁步核，用于根据所述整车信息和所述车辆信息对所述控制信号和所述状态信号进行锁步校验；
系统基础芯片SBC芯片，用于将供电电源降压后，为所述锁步核供电，并且采集包括过流、过温、过压、欠压的故障信息，以通过串行外设接口SPI将根据所述故障信息得到的故障诊断信息发送至第一处理芯片，同时通过硬线输入功能安全芯片。
2.一种电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求1所述的电动汽车的整车控制器。
3.一种电动汽车的整车控制方法，其特征在于，采用根据权利要求1所述的整车控制器，其中，方法包括：
获取车辆的整车信息；
获取所述车辆的车辆信息；以及
根据所述整车信息控制所述车辆运行，和/或根据所述车辆信息管理动力电池供电，其中，所述整车信息包括车内乘客分布信息、车辆制动信息、路况信息，以根据所述车内乘客分布信息直接控制空调系统，实现自动分温区控制，并根据所述车辆制动信息将能量回收用于空调输出，且根据路况信息增大或减小空调输出；
所述根据所述整车信息控制所述车辆运行，和/或根据所述车辆信息管理所述动力电池供电，进一步包括：根据所述整车信息获取所述车辆的控制信号，以根据所述控制信号控制所述车辆运行，其中，根据所述整车信息获取车载空调的控制信号和低速行人提醒装置的提醒信号，以根据所述车载空调的控制信号控制所述车载空调工作，和/或根据所述低速行人提醒装置的提醒信号控制所述提醒装置提醒；根据车辆信息获取所述动力电池的状态信号，以根据所述状态信号得到所述动力电池的当前状态；
根据所述整车信息和所述车辆信息对所述控制信号和所述状态信号进行锁步校验。
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