CN109828212A - 一种基于can总线的电动汽车电源监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，包括：用于一组电池进行数据采集和控制数据采集的检测子模块、接收主控电路的指令并且传输检测子模块的采集数据的通信子模块。通过上述方式，本发明基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，通过采用可靠性高、抗干扰能力强且线路连接简单的总线构建蓄电池组的计算机在线监测系统，在每两个电池上安装一个监测模块，可在线监测单体电池电压、总电压、电流、单体电池温度，所有监测模块通过CAN总线与主控机交换数据，使得安装工程变得十分简单，对安装工艺要求不高，加强了组建系统的灵活性和扩充性，增加了系统的可靠性，具有较高的检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种基于CAN总线的电动汽车电源监测系统。
背景技术
电池管理系统是电动汽车的重要组成部分,国外电动汽车发展较早，研究者在车载电池管理上做了大量的实践和理论工作，取得了丰硕的成果；电池管理系统主要功能包括防止电池过充放电、电池模块加平衡器实现均衡充电、电池组热管理、基于模糊专家系统的剩余电量估计、用神经元网络辨识电池老化信息、电池故障诊断、及时调整模糊专家系统参数、数据记录和存储为了电池诊断和维护工作保存一定的历史数据，收集电池信息从而确定如何恰当使用和更换电池，最大限度地提高电池的能量使用效率。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于CAN总线的电动汽车电源监测系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
提供一种基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，包括：用于一组电池进行数据采集和控制数据采集的检测子模块、接收主控电路的指令并且传输检测子模块的采集数据的通信子模块，通信子模块与主控电路之间采用CAN总线连接，所述检测子模块包括用于实时监测电池工作温度的温度传感器、用于控制数据采集的微控制单元、A/D转换器、用于隔离电池与主控电路的桥式电路。
在本发明一个较佳实施例中，所述桥式电路包括两个串联的开关通过电容与另两个串联的开关并联。
在本发明一个较佳实施例中，所述一组电池包括2个或者4个串联的电池。
在本发明一个较佳实施例中，所述微控制单元包括CAN总线控制器、存储器、总线串行I/O口。
在本发明一个较佳实施例中，每个所述电池的温度采集时间约为700毫秒。
在本发明一个较佳实施例中，所述温度传感器为热电偶、热敏电阻、热敏晶体管或者集成温度传感器。
在本发明一个较佳实施例中，所述温度传感器采集的数据进行放大、滤波、线性化处理。
在本发明一个较佳实施例中，所述温度传感器包括传感器、报警触发器和寄存器。
在本发明一个较佳实施例中，所述通信子模块包括控制电路、CAN总线驱动器和光电耦合器。
在本发明一个较佳实施例中，所述通信子模块通过电阻与CAN总线连接。
本发明的有益效果是：提供一种基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，通过采用可靠性高、抗干扰能力强且线路连接简单的总线构建蓄电池组的计算机在线监测系统，在每两个电池上安装一个监测模块，可在线监测单体电池电压、总电压、电流、单体电池温度，所有监测模块通过CAN总线与主控机交换数据，使得安装工程变得十分简单，对安装工艺要求不高，加强了组建系统的灵活性和扩充性，增加了系统的可靠性，具有较高的检测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的基于CAN总线的电动汽车电源监测系统一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，包括数据采集模块，数据采集模块包括用于一组电池进行数据采集和控制数据采集的检测子模块、接收主控电路的指令并且传输检测子模块的采集数据的通信子模块，通信子模块与主控电路之间采用CAN总线连接。
电动汽车电机工作电压较高，一般300伏左右，而动力型铅酸电池的电压多为6伏和12伏，锂离子电池、镍氢电池等电压更小，所以，电池组的电池个数比较多，比如选用12伏铅酸电池提供288伏驱动电压，则需24块电池，如果为每块电池配一个检测模块，除了增加成本外，系统的可靠性也会下降。
为此，将全部电池分成若干个小组，每个小组用一个检测子模块进行检测，整个系统由若干个检测子模块通过总线连接而成。
在电动汽车中为了安全通常把动力电池组强电系统与车电系统弱电系统相互隔离，而电池端电压的检测必须与这两个系统发生关系，强电系统的参数电池端电压采集出来并传给管理系统弱电系统，同时又不破坏两个系统之间的绝缘是检测方法必须满足的首要条件。
为了克服检测模块从被检测电池上持续取电的问题，将所有模块统一供电，由一个总开关控制，桥式电路的工作原理是这样的首先将双刀单掷开关合上，则电池对电容充电，由于时常数很小，电容端电压很快达到电池端电压然后断开合上，从刀上就可采集到的端电压，也就是电池的端电压最后断开，从而完成一次采集任务。
另外，当模块不加电时，两组开关是断开的，模块不会从电池取电，可见,电容在此的作用相当于一个存储器，利用其可以储存电能的特性，从电池上取得电压值再转送给转换器，完成电压样值的隔离采集任务，这种方式不但解决了参考点问题，而且完全隔离了电池与检测电路。
每块电池的温度采集时间约为700毫秒由温度传感器所决定，为了保证一定的实时性，我们设定采集温度和电压的时间不能超过1秒，因此，我们将电压数据采集时间定在40毫秒之内，考虑到A/D转换时间、数据处理和CAN总线的传输时间以及总控机的处理时间，电容的取样与转移时间定为不大于50毫秒。
前端采集模块的主要任务是和主控机通信，接收主控机采集命令后采集温度、电压或电流，采集稳定后组装成CAN的数据帧格式发送给主控机。
主控机采用嵌入式计算机，该计算机的CAN口用于驱动系统的数据通信及控制。
主控机主要任务是电动汽车运行时，对数据采集模块发送采集命令，接收数据采集模块发送的数据；电池充电时，接收到充电主控机的采集命令后，采集数据并发送到充电主控机；对采集数据进行计算和处理，并通过显示屏显示，包括电池电压、电路电流、电池温度；对采集的数据进行判断，达到报警值进行报警；对电池的异常信息存储，方便做电池的性能分析，提示电池状态。
本发明基于CAN总线的电动汽车电源监测系统的有益效果是：提供一种基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，通过采用可靠性高、抗干扰能力强且线路连接简单的总线构建蓄电池组的计算机在线监测系统，在每两个电池上安装一个监测模块，可在线监测单体电池电压、总电压、电流、单体电池温度，所有监测模块通过CAN总线与主控机交换数据，使得安装工程变得十分简单，对安装工艺要求不高，加强了组建系统的灵活性和扩充性，增加了系统的可靠性，具有较高的检测精度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，其特征在于，包括：用于一组电池进行数据采集和控制数据采集的检测子模块、接收主控电路的指令并且传输检测子模块的采集数据的通信子模块，通信子模块与主控电路之间采用CAN总线连接，所述检测子模块包括用于实时监测电池工作温度的温度传感器、用于控制数据采集的微控制单元、A/D转换器、用于隔离电池与主控电路的桥式电路。
2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，其特征在于，所述桥式电路包括两个串联的开关通过电容与另两个串联的开关并联。
3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，其特征在于，所述一组电池包括2个或者4个串联的电池。
4.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，其特征在于，所述微控制单元包括CAN总线控制器、存储器、总线串行I/O口。
5.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，其特征在于，每个所述电池的温度采集时间约为700毫秒。
6.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，其特征在于，所述温度传感器为热电偶、热敏电阻、热敏晶体管或者集成温度传感器。
7.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，其特征在于，所述温度传感器采集的数据进行放大、滤波、线性化处理。
8.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，其特征在于，所述温度传感器包括传感器、报警触发器和寄存器。
9.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，其特征在于，所述通信子模块包括控制电路、CAN总线驱动器和光电耦合器。
10.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动汽车电源监测系统，其特征在于，所述通信子模块通过电阻与CAN总线连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113263956A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-17 | 云南汇龙科技集团有限公司 | 一种电动车电池检测pcb电路板装置 |
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