CN109850056B - 一种用于局域网总线控制的电源管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于局域网总线控制的电源管理系统，包括车身CAN总线、电源管理模块，电源管理模块与车身CAN总线连接，还包括常电模块组、可控电模块组，常电模块组、可控电模块组分别与车身CAN总线连接，电源管理模块的电源输出端包括常电输出端、可控电输出端，电源管理模块通过常电输出端与常电模块组连接，电源管理模块通过可控电输出端与可控电模块组连接。本发明有效的降低了整个局域网总线控制的电源管理系统的功耗，使电动车辆在静止状态时能够将可控电信号关闭实现低功耗管理模式，大大的降低了车身CAN总线上可控电模块组带来的功耗，有效的延长了电动车辆带电存放的总时长，符合现代社会节能环保的需要。

Description

一种用于局域网总线控制的电源管理系统

技术领域

本发明涉及电动车电源管理技术领域，尤其涉及一种用于局域网总线控制的电源管理系统。

背景技术

随着电动车行业的快速发展，电动车上所使用的电气设备越来越多，从整车操控到电机控制，从仪表显示、行驶、转向、制动、充电到安全防盗，电动车已经形成了一个复杂的大系统，它对电动车的综合布线和信息交互都提出了更高的要求。传统的控制方式是通过线束进行布线，线束成本较高，安装也比较复杂，接头多了很容易形成接触不良，故障难以排查，在扩展性和稳定性方面都比较差。

因此，有些厂家通过采用局域网总线的控制方式以实现电源管理控制与车辆操控，这一改进对电动车行业的发展具有重要意义。局域网总线控制系统对电源管理要求非常高，所有电气部件都需要通过局域网实现通讯与控制，然而现有局域网总线控制系统存在安全风险，所有电气部件都是独立供电的电源，当一个电气部件的CAN被高压击穿损坏时，其它所有电气部件都会被击穿损坏。所以局域网总线的电源必须统一管理，确保输出不会引发故障，哪怕有单个部件损坏，也不会影响其它部件损坏。另外现有电动车标称电压越来越高，而CAN模块耐压值不能超过40V，且所有电气部件都需要保持在线状态才能接收指令，无法做到静止状态时的低功耗管理模式，大大增加了电动车的整车功耗值，不符合现代社会节能环保的需要。

发明内容

本发明针对现有局域网总线控制系统中的电源未作统一管理，所有电气部件都是独立供电的电源，当一个电气部件的CAN被高压击穿损坏时，其它所有电气部件都会被击穿损坏，且所有电气部件都需要保持在线状态才能接收指令，无法做到静止状态时的低功耗管理模式，大大增加了电动车的整车功耗值，不符合现代社会节能环保的需要等缺陷，提供了一种新的用于局域网总线控制的电源管理系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于局域网总线控制的电源管理系统，包括车身CAN总线、电源管理模块，所述电源管理模块与所述车身CAN总线连接，还包括常电模块组、可控电模块组，所述常电模块组、可控电模块组分别与所述车身CAN总线连接，电源管理模块的电源输出端包括常电输出端、可控电输出端，所述电源管理模块通过常电输出端与所述常电模块组连接，所述电源管理模块通过可控电输出端与所述可控电模块组连接。

设置有车身CAN总线是为了与电源管理模块、常电模块组、可控电模块组相连，不仅有效地提高电动车辆整车的电器布局，降低了线束成本，提高了安装效率，而且在控制方式的扩展性、稳定性方面有显著效果。将电源管理模块的电源输出端分设为常电输出端、可控电输出端是为了分别与常电模块组、可控电模块组相连，一方面能够实现局域网总线上的所有电气部件全部由电源管理模块统一供电，稳定带隔离，即便有单个电气部件通讯异常损坏，也不会对其它电气部件造成损坏，安全性能极强；另一方面电源管理模块通过双路输出，一路常电，一路可控电，有效的降低了整个局域网总线控制的电源管理系统的功耗，使电动车辆在静止状态时能够将可控电信号关闭实现低功耗管理模式，大大的降低了车身CAN总线上可控电模块组带来的功耗，有效的延长了电动车辆带电存放的总时长，符合现代社会节能环保的需要。

作为优选，上述所述的一种用于局域网总线控制的电源管理系统，所述常电模块组包括VMS驻车模块、通讯模块以及BMS锂电保护模块，所述VMS驻车模块、通讯模块、BMS锂电保护模块分别与所述电源管理模块常电输出端连接。

设置有BMS锂电保护模块是为了与车身CAN总线相配合，检测车身CAN总线的阻抗变化，提高电池利用率，防止电池过度充、放电的情况发生。设置有通讯模块是为了与VMS驻车模块相配合，主要是为了将启动信号传递给VMS驻车模块。VMS驻车模块作为电动车辆系统的控制中心，通过车身CAN总线采集和判断行车人员的控制输入信号，并与其他各系统模块进行信息交互，同时还起到了传输各种状态信号的作用。

作为优选，上述所述的一种用于局域网总线控制的电源管理系统，所述可控电模块组包括显示模块、数字开关模块、前灯组模块、充电模块、控制驱动模块以及后灯组模块，所述显示模块、数字开关模块、前灯组模块、充电模块、控制驱动模块、后灯组模块分别与所述电源管理模块可控电输出端连接。

设置有显示模块、数字开关模块、前灯组模块、充电模块、控制驱动模块、后灯组模块是为了与电源管理模块相配合，在可控电输出电压开启时才开始工作。显示模块能够显示电耗情况、实时速度等一些基本参数，确保行车人员能够安全正常的行驶。数字开关模块控制前灯组模块、后灯组模块的正常运行和关闭。充电模块与外部充电设备配合，通过对接、握手实现快速充电功能。

作为优选，上述所述的一种用于局域网总线控制的电源管理系统，所述电源管理模块常电输出端的输出电压为12V，所述电源管理模块可控电输出端的输出电压为12V。

将电源管理模块常电输出端的输出电压、可控电输出端的输出电压均设置为12V，是因为市面上大部分用电器件都是采用12V，这样就可以避免通过电压转换器来适配，降低了生产成本，同时也能够有效的降低能耗。

作为优选，上述所述的一种用于局域网总线控制的电源管理系统，所述后灯组模块包括后左转向灯、刹车灯、后右转向灯、后夜行灯以及后灯组控制模块，所述后左转向灯、刹车灯、后右转向灯、后夜行灯分别与所述后灯组控制模块连接，所述后灯组控制模块与所述电源管理模块可控电输出端连接。

设置有后左转向灯、刹车灯、后右转向灯、后夜行灯是为了与后灯组控制模块相配合，通过后灯组控制模块能够迅速、准确的控制后左转向灯、刹车灯、后右转向灯、后夜行灯的开启、关闭，确保电动车辆能够安全正常的行驶。

作为优选，上述所述的一种用于局域网总线控制的电源管理系统，所述前灯组模块包括前左转向灯、USB电源、喇叭、前右转向灯、前夜行灯、前大灯以及前灯组控制模块，所述前左转向灯、USB电源、喇叭、前右转向灯、前夜行灯、前大灯分别与所述前灯组控制模块连接，所述前灯组控制模块与所述电源管理模块可控电输出端连接。

设置有前左转向灯、USB电源、喇叭、前右转向灯、前夜行灯、前大灯是为了与前灯组控制模块相配合，通过前灯组控制模块能够迅速、准确的控制前左转向灯、USB电源、喇叭、前右转向灯、前夜行灯、前大灯的开启、关闭，确保电动车辆能够安全正常的行驶。

作为优选，上述所述的一种用于局域网总线控制的电源管理系统，所述前灯组模块还包括龙头锁，所述龙头锁与所述前灯组控制模块连接。

设置有龙头锁是为了与前灯组控制模块相配合，当可控电关闭使电动车辆处于静止状态时，用户可以通过启动龙头锁实现自动锁止防盗功能，龙头锁的结构具有不易被撬坏的特点，从而大大增强了防盗效果，有效的解决了旧有防盗锁易被破坏，无法阻止盗窃的难题，且结构简单，成本低，操作方便，易于工业化生产。

作为优选，上述所述的一种用于局域网总线控制的电源管理系统，还包括中支撑锁、鞍座锁，所述中支撑锁、鞍座锁与所述VMS驻车模块连接。

设置有中支撑锁、鞍座锁是为了与VMS驻车模块相配合，当可控电关闭使车辆处于静止状态时，用户可以通过启动中支撑锁、鞍座锁实现自动锁止防盗功能，有效的解决了现有电动车辆易被盗窃的难题，且使用方便、操作简单、安全可靠。

作为优选，上述所述的一种用于局域网总线控制的电源管理系统，所述车身CAN总线的传输速率为250Kbit/s。

将车身CAN总线的传输速率设置为250Kbit/s是为了满足美国汽车工程师协会（SAE）的推荐标准，通过采用该速率能够较好的满足电源管理系统的运行要求，确保电动车辆运行过程的安全、稳定。

作为优选，上述所述的一种用于局域网总线控制的电源管理系统，所述常电输出端、可控电输出端均为带隔离的电源输出端。

将常电输出端、可控电输出端均设置为带隔离的电源输出端是为了进一步防止系统中单个用电器件意外击穿损坏有高压输出，避免对其他用电部件造成损坏，大大的提高了系统的使用寿命，降低维护成本。

附图说明

图1为本发明一种用于局域网总线控制的电源管理系统的拓扑图；

图2为本发明一种用于局域网总线控制的电路连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-2和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但它们不是对本发明的限制：

实施例1

一种用于局域网总线控制的电源管理系统，包括车身CAN总线1、电源管理模块2，所述电源管理模块2与所述车身CAN总线1连接，还包括常电模块组、可控电模块组，所述常电模块组、可控电模块组分别与所述车身CAN总线1连接，电源管理模块2的电源输出端包括常电输出端、可控电输出端，所述电源管理模块2通过常电输出端与所述常电模块组连接，所述电源管理模块2通过可控电输出端与所述可控电模块组连接。

使用时，如图1-2所示，电源管理模块2的VCC-L端用于输出可控电，电源管理模块2的VCC-P端用于输出常电，当电动车辆处于静止状态时，电源管理模块2的可控电输出端无可控电输出，只有常电输出端单独输出供电，此状态下只有常电模块组单独与车身CAN总线1相配合。

当电动车辆需要从静止状态进入骑行状态时，电源管理模块2的可控电输出端开始输出供电，此时可控电模块组开始正常工作，此时常电模块组、可控电模块组共同与车身CAN总线1相配合，实现电动车辆的正常运行。电源管理模块2通过双路输出，一路常电，一路可控电，有效的降低了整个局域网总线控制的电源管理系统的功耗，大大的降低了车身CAN总线1上可控电模块组带来的功耗，有效的延长了电动车辆带电存放的总时长，符合现代社会节能环保的需要。

作为优选，所述常电模块组包括VMS驻车模块5、通讯模块10以及BMS锂电保护模块4，所述VMS驻车模块5、通讯模块10、BMS锂电保护模块4分别与所述电源管理模块2常电输出端连接。

作为优选，所述可控电模块组包括显示模块11、数字开关模块9、前灯组模块8、充电模块6、控制驱动模块3以及后灯组模块7，所述显示模块11、数字开关模块9、前灯组模块8、充电模块6、控制驱动模块3、后灯组模块7分别与所述电源管理模块2可控电输出端连接。

作为优选，所述电源管理模块2常电输出端的输出电压为12V，所述电源管理模块2可控电输出端的输出电压为12V。

作为优选，所述后灯组模块7包括后左转向灯72、刹车灯73、后右转向灯74、后夜行灯75以及后灯组控制模块71，所述后左转向灯72、刹车灯73、后右转向灯74、后夜行灯75分别与所述后灯组控制模块71连接，所述后灯组控制模块71与所述电源管理模块2可控电输出端连接。

作为优选，所述前灯组模块8包括前左转向灯81、USB电源82、喇叭83、前右转向灯85、前夜行灯86、前大灯84以及前灯组控制模块88，所述前左转向灯81、USB电源82、喇叭83、前右转向灯85、前夜行灯86、前大灯84分别与所述前灯组控制模块88连接，所述前灯组控制模块88与所述电源管理模块2可控电输出端连接。

作为优选，所述前灯组模块8还包括龙头锁87，所述龙头锁87与所述前灯组控制模块88连接。

作为优选，还包括中支撑锁76、鞍座锁77，所述中支撑锁76、鞍座锁77与所述VMS驻车模块5连接。

作为优选，所述车身CAN总线1的传输速率为250Kbit/s。

作为优选，所述常电输出端、可控电输出端均为带隔离的电源输出端。

使用时，如图1-2所示，当电动车辆处于静止状态时，电源管理模块2的可控电输出端无可控电输出，只有常电输出端单独输出供电，此状态下只有VMS驻车模块5、通讯模块10以及BMS锂电保护模块4与车身CAN总线1相配合工作，此时驾驶者可以通过中支撑锁76、鞍座锁77对电动车辆进行锁止操作，提高电动车辆的防盗效果。

当电动车辆需要从静止状态进入骑行状态时，首先通过手机等外部通讯设备通过通讯模块10发送信号到VMS驻车模块5，VMS驻车模块5向车身CAN总线1发送开启12V可控电的信号给电源管理模块2，电源管理模块2输出12V可控电并向车身CAN总线1将反馈信号传递到VMS驻车模块5，VMS驻车模块5向车身CAN总线1发送开龙头锁87的指令给前灯组模块8，前灯组模块8收回龙头锁87并向车身CAN总线1反馈开锁成功的信号给数字开关模块9，数字开关模块9一键启动，接着数字开关模块9向车身CAN总线1发送解除静止状态的信号到控制驱动模块3与显示模块11，此时显示模块11仪表灯点亮，控制驱动模块3解除静止状态，最终使电动车辆进入骑行状态并向车身CAN总线1发送解除静止状态成功的信号给数字开关模块9，接着数字开关模块9转把信号开始有效，用户转动转把，数字开关模块9向车身CAN总线1发送数字量信号给控制驱动模块3，控制驱动模块3驱动电机使电动车辆进入骑行状态。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种用于局域网总线控制的电源管理系统，包括车身CAN总线（1）、电源管理模块（2），所述电源管理模块（2）与所述车身CAN总线（1）连接，其特征在于：还包括常电模块组、可控电模块组，所述常电模块组、可控电模块组分别与所述车身CAN总线（1）连接，电源管理模块（2）的电源输出端包括常电输出端、可控电输出端，所述电源管理模块（2）通过常电输出端与所述常电模块组连接，所述电源管理模块（2）通过可控电输出端与所述可控电模块组连接；

所述常电模块组包括VMS驻车模块（5）、通讯模块（10）以及BMS锂电保护模块（4），所述VMS驻车模块（5）、通讯模块（10）、BMS锂电保护模块（4）分别与所述电源管理模块（2）常电输出端连接；

所述常电输出端、可控电输出端均为带隔离的电源输出端；

所述可控电模块组包括显示模块（11）、数字开关模块（9）、前灯组模块（8）、充电模块（6）、控制驱动模块（3）以及后灯组模块（7），所述显示模块（11）、数字开关模块（9）、前灯组模块（8）、充电模块（6）、控制驱动模块（3）、后灯组模块（7）分别与所述电源管理模块（2）可控电输出端连接；

所述电源管理模块（2）常电输出端的输出电压为12V，所述电源管理模块（2）可控电输出端的输出电压为12V；

所述后灯组模块（7）包括后左转向灯（72）、刹车灯（73）、后右转向灯（74）、后夜行灯（75）以及后灯组控制模块（71），所述后左转向灯（72）、刹车灯（73）、后右转向灯（74）、后夜行灯（75）分别与所述后灯组控制模块（71）连接，所述后灯组控制模块（71）与所述电源管理模块（2）可控电输出端连接；

所述前灯组模块（8）包括前左转向灯（81）、USB电源（82）、喇叭（83）、前右转向灯（85）、前夜行灯（86）、前大灯（84）以及前灯组控制模块（88），所述前左转向灯（81）、USB电源（82）、喇叭（83）、前右转向灯（85）、前夜行灯（86）、前大灯（84）分别与所述前灯组控制模块（88）连接，所述前灯组控制模块（88）与所述电源管理模块（2）可控电输出端连接；

所述前灯组模块（8）还包括龙头锁（87），所述龙头锁（87）与所述前灯组控制模块（88）连接；

还包括中支撑锁（76）、鞍座锁（77），所述中支撑锁（76）、鞍座锁（77）与所述VMS驻车模块（5）连接；

所述车身CAN总线（1）的传输速率为250Kbit/s。