CN111775727A - 电动车电气系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电动车电气系统，包括通过总线进行通信的智能控制域、动力驱动域和能源管理域。智能控制域包括智能控制模块，智能控制模块为将实现整车控制、车辆定位、数据通讯、远程操作和信息显示的功能模块进行集成后生成；动力驱动域包括电机控制器和电机，电机控制器用于基于智能控制域输出的驱动总线信号控制电机为整车提供动力输出；能源管理域包括充电机和电池包，用于为整车提供电源。本申请可有效提升整车的安全性，实现零部件的标准化，具备良好的扩展性和兼容性。

Description

电动车电气系统

技术领域

本发明涉及电气系统设计技术领域，特别是涉及一种电动车电气系统。

背景技术

随着环保概念深入，新能源迅速发展，电动汽车、电动摩托车等电动车辆逐渐取代传统燃油车作为代步工具。

现有的电动车电气系统均是基于传统电气原理设计，整车电气系统一般包括电机控制器、电池管理系统、中控系统、仪表、报警器和车身附件，车身附件例如可为灯光开关、刹车开关、加速开关、前后大灯、座桶锁等。现有的这种电气系统设计分散、功能散乱，整车安全性不高，且零部件无法实现标准化，使得电动车不具备良好的扩展性和兼容性。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种电动车电气系统，有效提升整车的安全性，实现零部件的标准化，具备良好的扩展性和兼容性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例提供了一种电动车电气系统，包括通过总线进行通信的智能控制域、动力驱动域和能源管理域；

所述智能控制域包括智能控制模块，所述智能控制模块为将实现整车控制、车辆定位、数据通讯、远程操作和信息显示的功能模块进行集成后生成；

所述动力驱动域包括电机控制器和电机，所述电机控制器用于基于所述智能控制域输出的驱动总线信号控制所述电机为整车提供动力输出；

所述能源管理域包括充电机和电池包，用于为整车提供电源。

可选的，所述电池包包括高压电源供电模块和低压电源供电模块；

所述高压电源供电模块用于为所述动力驱动域和所述充电机提供高压电源；所述低电电源供电模块用于为所述智能控制域提供低压电源。

可选的，所述电池包包括电芯模组和电源转化模块；

所述电芯模组为多个锂电池串联构成的高压电源，用于输出高压电信号；

所述电源转化模块用于将所述电芯模组输出的高压电信号按照预设电压转化条件转换为低压电信号并进行输出。

可选的，所述电芯模组用于输出48V或60V或72V的电压信号；所述电源转化模块用于输出12V的电压信号。

可选的，所述智能控制域、所述动力驱动域和所述能源管理域通过485总线通信或通过控制器局域网络通信。

可选的，所述智能控制模块为将仪表、报警器、车身附件集成至中控系统后生成，所述车身附件为以下任意一项或任意组合：

灯光开关、刹车开关、加速开关、前后大灯、座桶锁。

可选的，所述中控系统还集成双模蓝牙，以同时支持classic BT传统蓝牙和BLE低功耗蓝牙；

其中，所述classic BT用于通过免提电话协议实现来电提醒，所述BLE作为用户智能终端和车载终端之间数据通信方式。

可选的，所述智能控制域还包括图像采集设备，所述智能控制模块还集成用于实现人脸识别的功能模块；

所述智能控制模块用于若检测到驾驶位的人脸图像不为授权用户，则向所述动力驱动域发送强制锁死信号以无法成功启动所述电机，并进行报警。

可选的，所述智能控制模块还集成用于实现手势识别的功能模块，用于通过识别所述图像采集设备发送的图像数据中的手势生成相应的控制信号，并发送给执行所述控制信号对应操作的器件。

可选的，所述图像采集设备包括红外摄像头和可见光摄像头。

本申请提供的技术方案的优点在于，基于标准化电气架构开发设计思路，将电动车电气系统按照功能域划分为多个模块，整车电气系统包括智能控制、动力驱动和能源管理三个功能域，集成化智能控制域，仅仅使用一个器件便可同时实现整车控制、车辆定位、蓝牙连接、数据上传、远程操控、信息显示等所需功能，有效提升整车的安全性；通过各系统功能的分配，实现零部件的标准化，具备良好的扩展性和兼容性。作为一种可选的实施方式，本申请通过双电源供电可有效的避免车内部件因高压供电问题导致的损坏或故障，不仅可延长零部件寿命，还可进一步提升车辆安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的电动车电气系统在一种具体实施方式的结构框图；

图2为本发明实施例提供的电池包在一种具体实施方式的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种具体实施方式下电动车电气系统的结构框图。

电动车电气系统可包括智能控制域、动力驱动域和能源管理域，智能控制域、动力驱动域和能源管理域通过总线进行通信，总线通信方式可采用485通信，也可采用CAN通信，这均不影响本申请的实现，即智能控制域、动力驱动域和能源管理域可通过485总线通信或通过控制器局域网络通信，也就是说，智能控制域1、动力驱动域2和能源管理域3中的各器件均为具备总线通信的网络节点，如图1所示，虚线为通信线。

在本申请中，智能控制域可包括智能控制模块1，智能控制模块1将实现整车控制、车辆定位、数据通讯、远程操作和信息显示的功能模块集成为一个器件。其中，整车控制例如可将车身附件如灯光开关11，包括如远近光开关、转向开关等，加速转把开关12、刹车开关13等均集成在智能控制模块1中并通过智能控制模块1统一集中控制这些车身附件，并通过硬线驱动灯光、喇叭等负载，通过总线输出加速信号、制动信号给动力驱动域的电机控制器21，驱动电机22对车辆进行加速或制动。车辆定位例如可将GPS定位器集成至智能控制模块1以实现车辆定位功能，数据通讯例如可将wifi、蓝牙、NFC等实现数据传输通讯的器件集成至智能控制模块1中，以使用户和车载终端进行数据通讯和数据传输，此外，可将车辆仪表和显示器同时集成至智能控制模块1中，以实现信息显示和远程操作等功能，信息显示例如可显示车辆状态、车速、电量等信息。

本申请的动力驱动域包括电机控制器21和电机22，电机控制器21可用于基于智能控制域输出的驱动总线信号控制电机22为整车提供动力输出。电机控制器21为整车系统提供动力输出，通过总线与能源管理域3的电池包32、智能控制模块1进行通信，实车车辆驱动控制管理及车速、里程等实时数据显示及传输。

在本发明实施例中，能源管理域3包括充电机31和电池包32，用于为整车提供电源。其中，充电机31为整车系统提供充电电源，通过总线与电池包32、智能控制模块1进行通信，实现车辆充电控制、充电过程监控、充电保护控制等功能。

在本发明实施例提供的技术方案中，基于标准化电气架构开发设计思路，将电动车电气系统按照功能域划分为多个模块，整车电气系统包括智能控制、动力驱动和能源管理三个功能域，集成化智能控制域，仅仅使用一个器件便可同时实现整车控制、车辆定位、蓝牙连接、数据上传、远程操控、信息显示等所需功能，有效提升整车的安全性；通过各系统功能的分配，实现零部件的标准化，具备良好的扩展性和兼容性。

相关技术中，电动车的电池向仪表、中控、报警器等部件均采提供高压电源进行供电，通过钥匙开关或一键启动开关或APP唤醒工作，整车通过网络信号交互数据。而作为仪表、中控、报警器等部件，本身工作需求电压较低，且网络通信芯片工作电压范围要求较低，如485收发芯片TP8485E，工作电压范围为0.3V-7V，AB线输出电压范围-9V-14V；CAN收发芯片TCAN 1042工作电压范围4.5V-5.5V，过高的供电电压，一则容易导致部件高压损害，二则容易导致通信电路故障。鉴于此，本申请对电池包进行了优化，请参阅图2，图2中点画线表示高压电源供电线路，实线为低压电源供电线路，由电池包为整车提供两路供电电源，一路高压电用于电机控制器21及电机22的驱动，一路低压电源用于智能控制模块1等低压控制器进行供电，可包括下述内容：

电池包32可包括高压电源供电模块和低压电源供电模块；高压电源供电模块用于为动力驱动域和充电机提供高压电源；低电电源供电模块用于为智能控制域提供低压电源。

其中，电池包32可包括电芯模组321和电源转化模块322。电芯模组321为多个锂电池串联构成的高压电源，用于输出高压电信号；例如可为23个锂电池串联起来作为高压电源。电源转化模块322用于将电芯模组321输出的高压电信号按照预设电压转化条件转换为低压电信号并进行输出。预设电压转化条件可根据高压电信号和所需求的低压电信号进行确定，电源转化模块322可采用任何一种可实现将高压电信号转化为所需求的低压电信号的电子器件，本申请对此不作任何限定。电芯模组321可用于输出48V或60V或72V的电压信号，高压电源如图2中的高压+和高压-；电源转化模块322通过电芯模组321的高压电源进行转换并输出12V的电压信号，低压电源如图2中的12V+和12V-。电池包31为整车系统提供两路供电电源，通过总线与智能控制模块1、充电机32、电机控制器21通信；通过与充电机32信号交互，实现充电控制和保护，保证车辆充电安全；通过与智能控制模块1信号交互，实现电量信息显示、电池数据上传企业后台，实现电池实时监控与控制；通过与电机控制器21信号交互，实现车辆放电及能量回收的能量管理，保证车辆放电安全。

由上可知，本发明实施例通过双电源供电可有效的避免车内部件因高压供电问题导致的损坏或故障，不仅可延长零部件寿命，还可进一步提升车辆安全性。

作为一种可选的实施方式，为了更加方便、简易地实施本发明技术方案，本申请针对智能控制域功能，可将目前业内常用的中控+仪表+报警器集成设计，实现整车控制、车辆定位、蓝牙连接、数据上传、远程操控、信息显示等智能控制域所需功能；也就是说，智能控制模块1可为将仪表、报警器、车身附件集成至中控系统后生成，车身附件为以下任意一项或任意组合：

灯光开关、刹车开关、加速开关、前后大灯、座桶锁。

在本发明实施例中的其他一些实施方式，中控系统还可集成双模蓝牙，以同时支持classic BT传统蓝牙如Bluetooth 3.0和BLE低功耗蓝牙如Bluetooth 4.0；classic BT用于通过免提电话协议实现来电提醒，BLE作为用户智能终端和车载终端之间数据通信方式。

在本实施例中，中控采集整车开关信号、加速信号、刹车信号，驱动灯光、喇叭、桶锁等电气附件工作；集成仪表显示、移动通信模块等功能，通过总线通信与车辆其他控制单元通信，通过2G移动无线网络与企业管理平台通信，通过液晶屏显示车辆信息；实现GPS定位、车辆实时状态上报、远程程序升级、参数查询、本地数据存储、低功耗蓝牙解锁及近距离控车、手机APP互联、车辆电气附件控制等功能。

作为另外一种可选的实施方式，为了提高车辆安全性，保障车辆不被窃取，智能控制域还可包括图像采集设备，智能控制模块还可集成用于实现人脸识别的功能模块。

图像采集设备用于采集驾驶位的人脸图像，图像采集设备可包括红外摄像头和可见光摄像头，红外摄像头和可见光摄像头均可360度旋转。可预先在驾驶位设置压力传感器，当驾驶位有人时，压力传感器会发送一个压力信号以触发图像采集设备对驾驶位的人进行图像采集，并将采集的图像发送至智能控制模块1中，智能控制模块1还用于若检测到驾驶位的人脸图像不为授权用户，则向动力驱动域发送强制锁死信号以无法成功启动电机，并进行报警。其中，人脸识别技术可采用任何一种人脸识别方法，人脸图像的识别过程可采用相关技术中记载的人脸识别实现方式，此处，便不再赘述。

在本发明实施例的另外一些实施方式，为了更加简单、便捷地控制车辆，智能控制模块1还可集成用于实现手势识别的功能模块，用于通过识别图像采集设备发送的图像数据中的手势生成相应的控制信号，并发送给执行控制信号对应操作的器件。

在本实施例中，可预先构建一个手势-控制信号数据库，在该数据库中，每个手势对应唯一的一个控制信号，例如手势为拳头，对应的控制信号为车辆制动信号；手势为向前指向的食指，对应控制信号为开启远光灯信号，手势为手掌，对应控制信号为开启多媒体设备自动播放音乐等等，通过图像识别算法检测手势，然后在手势-控制信号数据库中为其匹配相应的控制信号。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种电动车电气系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动车电气系统，其特征在于，包括通过总线进行通信的智能控制域、动力驱动域和能源管理域；

所述智能控制域包括智能控制模块，所述智能控制模块为将实现整车控制、车辆定位、数据通讯、远程操作和信息显示的功能模块进行集成后生成；

所述动力驱动域包括电机控制器和电机，所述电机控制器用于基于所述智能控制域输出的驱动总线信号控制所述电机为整车提供动力输出；

所述能源管理域包括充电机和电池包，用于为整车提供电源。

2.如权利要求1所述的电动车电气系统，其特征在于，所述电池包包括高压电源供电模块和低压电源供电模块；

所述高压电源供电模块用于为所述动力驱动域和所述充电机提供高压电源；所述低电电源供电模块用于为所述智能控制域提供低压电源。

3.如权利要求2所述的电动车电气系统，其特征在于，所述电池包包括电芯模组和电源转化模块；

所述电芯模组为多个锂电池串联构成的高压电源，用于输出高压电信号；

所述电源转化模块用于将所述电芯模组输出的高压电信号按照预设电压转化条件转换为低压电信号并进行输出。

4.如权利要求3所述的电动车电气系统，其特征在于，所述电芯模组用于输出48V或60V或72V的电压信号；所述电源转化模块用于输出12V的电压信号。

5.如权利要求4所述的电动车电气系统，其特征在于，所述智能控制域、所述动力驱动域和所述能源管理域通过485总线通信或通过控制器局域网络通信。

6.如权利要求1至5任一项所述的电动车电气系统，其特征在于，所述智能控制模块为将仪表、报警器、车身附件集成至中控系统后生成，所述车身附件为以下任意一项或任意组合：

灯光开关、刹车开关、加速开关、前后大灯、座桶锁。

7.如权利要求6所述的电动车电气系统，其特征在于，所述中控系统还集成双模蓝牙，以同时支持classic BT传统蓝牙和BLE低功耗蓝牙；

其中，所述classic BT用于通过免提电话协议实现来电提醒，所述BLE作为用户智能终端和车载终端之间数据通信方式。

8.如权利要求1至5任一项所述的电动车电气系统，其特征在于，所述智能控制域还包括图像采集设备，所述智能控制模块还集成用于实现人脸识别的功能模块；

所述智能控制模块用于若检测到驾驶位的人脸图像不为授权用户，则向所述动力驱动域发送强制锁死信号以无法成功启动所述电机，并进行报警。

9.如权利要求8所述的电动车电气系统，其特征在于，所述智能控制模块还集成用于实现手势识别的功能模块，用于通过识别所述图像采集设备发送的图像数据中的手势生成相应的控制信号，并发送给执行所述控制信号对应操作的器件。

10.如权利要求8所述的电动车电气系统，其特征在于，所述图像采集设备包括红外摄像头和可见光摄像头。

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