CN114179616A - 一种电动车温度采集控制系统及电动车 - Google Patents

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CN114179616A CN202111493455.8A CN202111493455A CN114179616A CN 114179616 A CN114179616 A CN 114179616A CN 202111493455 A CN202111493455 A CN 202111493455A CN 114179616 A CN114179616 A CN 114179616A
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沈长海
刘禹
殷小明
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郎敏
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Abstract

本发明公开了一种电动车温度采集控制系统及电动车，其中系统包括：第一温度采集单元，用于采集电动车待测部件的外部温度数据；第二温度采集单元，用于采集电动车待测部件的内部温度数据；控制与通信单元，用于获取外部温度数据和内部温度数据，并在外部温度数据和内部温度数据中的至少一项超过预设安全限定条件时形成报警提示信息发送至外部终端以进行报警提示，以及调控电动车上温度异常部件以及与温度异常部件相关联部件的工作状态。本发明提供的技术方案丰富了监测的温度数据，提高了对电动车的安全状态监控的准确性，降低了电动车的故障率，保证了电动车的使用寿命。

Description

一种电动车温度采集控制系统及电动车
技术领域
本发明实施例涉及电动车技术领域，尤其涉及一种电动车温度采集控制系统及电动车。
背景技术
随着电动两轮车不断升级换代，智能化程度越来越高，智能化主要表现在安全系统、能源系统、中控系统等方面；实时定位、手机APP、远程操控已成为智能化两轮电动车的标配功能。
目前，电动车上动力电池普遍由电池管理系统监控，虽然在一定程度上对动力电池起到了监控，但还是会有动力电池着火的情况发生，影响电动车的安全使用；并且单纯靠采集BMS的数据来判断电动车的安全，缺乏对整车的温度监控，降低了对电动车的安全状态判断的准确性；另外，单一部件温度过高或者异常时，只对异常部件进行调节和管控，缺乏对其它相关联部件的管控，造成其它部件的损坏，进而导致提高了电动车的故障率，减少了电动车的使用寿命。
发明内容
本发明实施例提供了一种电动车温度采集控制系统及电动车，以实现对电动车整车的温度数据的获取，提高对电动车的安全状态监控的准确性，实现联调和关联器件的管控，降低了电动车的故障率，保证了电动车的使用寿命。
第一方面，本发明实施例提供了一种电动车温度采集控制系统，包括：
第一温度采集单元，所述第一温度采集单元用于采集电动车待测部件的外部温度数据；
第二温度采集单元，所述第二温度采集单元用于采集电动车待测部件的内部温度数据；
控制与通信单元，所述控制与通信单元与所述第一温度采集单元和所述第二温度采集单元连接，所述控制与通信单元用于获取所述外部温度数据和所述内部温度数据，并在所述外部温度数据和所述内部温度数据中的至少一项超过预设安全限定条件时形成报警提示信息发送至外部终端以进行报警提示，以及调控电动车上温度异常部件以及与温度异常部件相关联部件的工作状态。
可选的，所述第一温度采集单元包括多个温度传感器，所述多个温度传感器通过一根数据线与所述控制与通信单元连接；所述温度传感器设置于所述电动车的动力电池的外部、电动车控制器的外部和电动车车身的至少一处；
控制与通信单元用于通过设置于所述动力电池外部的温度传感器获取动力电池外部温度数据，通过设置于所述电动车控制器外部的温度传感器获取电动车控制器外部温度数据，以及通过设置于车身上的温度传感器获取车身外部温度数据。
可选的，所述第二温度采集单元包括：
485通信电路，所述控制与通信单元还用于通过所述485通信电路获取所述动力电池的电芯内部温度数据，和/或通过所述485通信电路获取所述电动车控制器的内部温度数据。
可选的，所述第二温度采集单元还包括：
KLINE通信数据采集电路，所述控制与通信单元通过所述KLINE通信数据采集电路与电动车的动力电池管理系统连接；所述控制与通信单元还用于通过所述KLINE通信数据采集电路获取动力电池管理系统的温度信息，以及用于获取动力电池的电量信息、电流信息和电池状态信息中的至少一种。
可选的，所述第一温度采集单元还包括：
第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一晶体管和第二晶体管；
其中，第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端、所述第一电容的第二端、所述第一晶体管的控制端以及第二晶体管的第二端连接，所述第二电阻的第一端以及所述第一电容的第一端接地，所述第一电阻的第一端输入第一电源信号；所述第二晶体管的第一端与第三电阻的第二端连接后接地，所述第二晶体管的控制端与第三电阻的第一端以及第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与第一二极管的负极、第二二极管的正极连接以及第五电阻的第一端连接，所述第二二极管的负极接入第二电源信号，所述第一二极管的正极接地；所述第五电阻的第二端与第三二极管的负极连接，所述第三二极管的正极与每一所述温度传感器的数据输出端、所述第七电阻的第二端、所述第三电容的第二端、第六电阻的第二端以及所述第一晶体管的第二端连接；所述第七电阻的第一端输入第二电源信号，所述第三电容的第一端与所述第二电容的第二端连接，所述第二电容的第一端接地；所述第一晶体管的第一端与所述第六电阻的第一端和所述控制与通信单元的外部温度接收端连接。
可选的，所述485通信电路包括：
第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、高频磁珠、第一浪涌管、第二浪涌管、第三晶体管、第四晶体管和485收发器；
其中，第八电阻的第一端与所述485收发器的第一信号接收端、所述第十二电阻的第二端以及第十电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端与所述第一浪涌管的第二端以及待测部件的信号输出端连接；第九电阻的第一端与所述485收发器的第二信号发送端、所述第十一电阻的第一端以及第十电阻的第二端连接，所述第九电阻的第二端与所述第二浪涌管的第一端以及待测部件的信号输入端连接；所述第一浪涌管的第一端、第二浪涌管的第二端、第十二电阻的第一端接地；所述第十一电阻的第二端输入485通信电路的工作电压；
第十三电阻的第二端与所述485收发器的第一信号输出端、第十四电阻的第二端连接，第十三电阻的第一端输入所述工作电压；所述第十五电阻的第二端与所述485收发器的驱动端以及第十六电阻的第一端连接，所述第十六电阻的第二端接地；所述第十七电阻的第二端与所述485收发器的第二信号输入端连接；
所述第十七电阻的第一端与第二十电阻的第二端以及第四晶体管的第二端连接；所述第四晶体管的第一端与所述所述控制与通信单元的信号输出端连接；所述第四晶体管的控制端与所述第二十一电阻的第二端以及所述第五电容的第二端连接；所述第二十一电阻的第一端以及所述第五电容的第一端输入第一电源信号；第二十电阻的第一端输入第二电源信号；
所述第十五电阻的第一端与所述第十八电阻的第二端以及所述第三晶体管的第二端连接；所述第三晶体管的第一端与所述所述控制与通信单元的收发控制信号输出端连接；所述第三晶体管的控制端与所述第十九电阻的第二端以及所述第四电容的第二端连接；所述第十九电阻的第一端以及所述第四电容的第一端输入第一电源信号；第十八电阻的第一端输入第二电源信号；
所述第十四电阻的第一端与所述第二十二电阻的第二端连接，所述第二十二电阻的第一端与所述第二十三电阻的第一端以及所述控制与通信单元的信号接收端连接；所述第二十三电阻的第二端接地；
第六电容的第一端与高频磁珠的第一端连接，高频磁珠的第二端与第七电容的第一端以及第八电容的第一端连接，第六电容的第二端、第七电容的第二端以及第八电容的第二端接地，高频磁珠的第二端输入所述第二电源信号，所述高频磁珠的第一端输出所述工作电压。
可选的，所述KLINE通信数据采集电路包括：
第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻、第三十七电阻、第六电容、第三浪涌管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管和第九晶体管；
其中，动力电池管理系统的输入输出信号端与所述第二十四电阻的第二端、所述第三浪涌管的第一端、第六电容的第一端以及所述第二十五电阻的第一端连接；所述第二十五电阻的第二端与所述第四二极管的正极、第六晶体管的第一端以及第六二极管的正极连接；所述第四二极管的负极与所述第二十六电阻的第一端连接，所述第二十六电阻的第二端与所述第五晶体管的控制端连接以及第二十七电阻的第一端连接；所述第五晶体管的第一端与所述第二十八电阻的第一端、第六晶体管的控制端以及第五二极管的负极连接，所述第二十七电阻的第二端、第五晶体管的第二端、第六晶体管的第二端以及第二十八电阻的第二端接地；
所述第五二极管的正极与所述第二十九电阻的第一端连接，所述第二十九电阻的第二端与所述第七晶体管的第一端连接，所述第七晶体管的第二端与所述第三十电阻的第二端输入第二电源信号；所述第七晶体管的控制端与所述第三十电阻的第一端以及第三十一电阻的第一端连接，所述第三十一电阻的第二端与所述控制与通信单元的信号输入端连接；
所述第六二极管的负极与所述第三十二电阻的第一端连接，所述第三十二电阻的第二端与所述第三十三电阻的第一端以及第八晶体管的控制端连接，所述第三十三电阻的第二端以及第八晶体管的第二端接地；所述第八晶体管的第一端与所述第七二极管的负极连接，所述第七二极管的正极与所述第三十四电阻的第一端连接，所述第三十四电阻的第二端与所述第三十五电阻的第二端以及第九晶体管的控制端连接；所述第三十五电阻的第一端与所述第九晶体管的第一端输入第二电源信号，所述第九晶体管的第二端与所述第三十六电阻的第一端以及第三十七电阻的第一端连接，所述第三十六电阻的第二端接地，所述第三十七电阻的第二端与所述控制与通信单元的信号输入端连接。
可选的，电动车温度采集控制系统还包括：
供电单元以及电源切换单元，所述供电单元通过所述电源切换单元与所述控制与通信单元连接；所述供电单元包括电动车动力电池和备用电池；在电动车动力电池正常时，所述电源切换单元切换所述动力电池为所述第一温度采集单元、第二温度采集单元和所述控制与通信单元供电；在所述动力电池异常或充电时，所述电源切换单元切换所述备用电池为所述第一温度采集单元和所述控制与通信单元供电。
可选的，所述控制与通信单元包括：
微控制器和4GIOT定位器，所述第一温度采集单元和所述第二温度采集单元均与所述微控制器连接，所述微控制器还与所述4GIOT定位器连接；所述4GIOT定位器用于通过SD卡本地保存待测部件的外部温度数据和内部温度数据，以及用于通过4G网络向云平台上传待测部件的外部温度数据和内部温度数据。
第二方面，本发明实施例提供了一种电动车，包括第一方面任一所述的电动车温度采集控制系统。
本发明实施例提供了一种电动车温度采集控制系统及电动车，电动车温度采集控制系统包括：第一温度采集单元，用于采集电动车待测部件的外部温度数据；第二温度采集单元，用于采集电动车待测部件的内部温度数据；控制与通信单元，控制与通信单元与第一温度采集单元和第二温度采集单元连接，控制与通信单元用于获取外部温度数据和内部温度数据，并在外部温度数据和内部温度数据中的至少一项超过预设安全限定条件时形成报警提示信息发送至外部终端以进行报警提示，以及调控电动车上温度异常部件以及与温度异常部件相关联部件的工作状态。本发明实施例提供的技术方案通过第一温度采集单元实现对整车核心部件的外部温度数据的采集，通过第二温度采集单元实现对整车核心部件的内部温度数据的采集，以实现对电动车整车的温度数据的获取，丰富监测的温度数据，从而提高对电动车的安全状态监控的准确性；并通过控制与通信单元在外部温度数据和内部温度数据中的至少一项超过预设安全限定条件时形成报警提示信息发送至外部终端以进行报警提示，实现了提醒用户车辆的安全状况；调控电动车上温度异常部件以及与温度异常部件相关联部件的工作状态，降低了电动车的故障率，保证了电动车的使用寿命。
附图说明
图1是发明实施例提供的一种电动车温度采集控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电动车的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种第一温度采集单元的电路图；
图4是本发明实施例提供的一种485通信电路的电路图；
图5是本发明实施例提供的一种KLINE通信数据采集电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供了一种电动车温度采集控制系统，图1是发明实施例提供的一种电动车温度采集控制系统的结构示意图，参考图1，电动车温度采集控制系统包括：
第一温度采集单元10，第一温度采集单元10用于采集电动车待测部件的外部温度数据；
第二温度采集单元20，第二温度采集单元20用于采集电动车待测部件的内部温度数据；
控制与通信单元30，控制与通信单元30与第一温度采集单元10和第二温度采集单元20连接，控制与通信单元30用于获取外部温度数据和内部温度数据，并在外部温度数据和内部温度数据中的至少一项超过预设安全限定条件时形成报警提示信息发送至外部终端以进行报警提示，以及调控电动车上温度异常部件以及与温度异常部件相关联部件的工作状态。
具体的，电动车温度采集控制系统包括第一温度采集单元10、第二温度采集单元20和控制与通信单元30。第一温度采集单元10用于采集电动车待测部件的外部温度数据；第二温度采集单元20用于采集电动车待测部件的内部温度数据。其中待测部件可以为电动车的核心部件，例如在骑行/充电时电动车控制器(Body Control Module，BCM)42、动力电池41、电池管理系统(Battery Management System，BMS)44、车身43等部件的温度采集。外部温度数据可以包括动力电池41的外部温度数据、电动车控制器42的外部温度数据、车身43的外部温度数据。内部温度数据可以包括动力电池41内部电芯的温度数据、电动车控制器42的内部温度数据、BMS的内部温度数据。
控制与通信单元30通过采集的数据综合判定待测部件的温度是否异常，在外部温度数据和内部温度数据中的至少一项超过预设安全限定条件时形成报警提示信息发送至外部终端，外部终端可以为手机、平板等设置。并且控制与通信单元30增加了各部件温度异常管控的功能，在单一部件异常时，实现对电动车上温度异常部件以及与温度异常部件相关联部件的工作状态进行调控。利用采集的电池外部、电芯外部、控制器外部、车身外部等温度数据，与通信采集的各部件内部温度数据进行对比，分析整车实际使用的环境温度，对各部件核心温度的影响，结合实际使用路况，进行数据分析，优化部件使用效率及使用寿命。
例如通过控制与通信单元30及时检测动力电池41、电机控制器(图1未画出)、电机(图1未画出)及车身43内部温度和外部温度中的至少一种，当确定电动车处于长时间大功率爬坡骑行状态而导致电气系统过热时，通知用户减速行驶，同时电机控制器降低电机输出功率，避免车况持续恶化发生危险；在情况较严重时，可以控制关联部件与异常部件停止工作。在判断时，还需结合整车实际使用的环境温度，对各部件核心温度的影响。在温度较高的环境中和温度较低的环境中，各部件温度出现异常的温度不同，触发不同关联控制的温度判断点也不同。例如，在冬天中检测到动力电池41的外部温度为70℃，要比在夏天中检测到动力电池41的外部温度为70℃更易发生异常，或发生异常程度更严重。因此，在温度较高的环境中比温度较低的环境中，各部件温度出现异常的温度较低，触发不同关联控制的温度判断点也较低。
另外，通过两种检测方式既可以检测内部温度数据又可以检测外部温度数据，可以做到对动力电池及整车温度的判断的同时，还可以保证在动力电池41无法正常工作时仍可以能够对整车温度的检测。在动力电池41发生短路、高温、自燃等状态时，为避免动力电池在异常的状态下继续工作进一步的造成对电动车的损坏，控制与通信单元30切断动力电池41的供电。动力电池41切断后，电动车的控制器以及BMS等部件无法继续工作，第二温度采集单元20无法继续获取动力电池41内部的电芯、电动车控制器42以及BMS等部件发送的内部温度数据。此时可通过第一温度采集单元10可以通过设置的温度传感器11继续对动力电池41外部温度、电动车控制器42外部温度、车身43外部温度等进行监测。仍可以实现采集关键部件的温度，及时上报异常状态下的温度情况及时做出应对措施。
本发明实施例提供的技术方案通过第一温度采集单元实现对整车核心部件的外部温度数据的采集，通过第二温度采集单元实现对整车核心部件的内部温度数据的采集，以实现对电动车整车的温度数据的获取，丰富监测的温度数据，从而提高对电动车的安全状态监控的准确性；利用采集的电池外部/电芯外部/控制器外部/整车内部的温度数据，与通信采集的各部件内部温度数据进行对比。整车实际使用的环境温度，对各部件核心温度的影响，结合实际使用路况，进行数据分析，优化部件使用效率及使用寿命。并通过控制与通信单元在外部温度数据和内部温度数据中的至少一项超过预设安全限定条件时形成报警提示信息发送至外部终端以进行报警提示，实现了提醒用户车辆的安全状况；以及调控电动车上温度异常部件以及与温度异常部件相关联部件的工作状态，降低了电动车的故障率，保证了电动车的使用寿命。
可选的，电动车温度采集控制系统还包括：
供电单元以及电源切换单元，供电单元通过电源切换单元与控制与通信单元30连接；供电单元包括电动车的动力电池41和备用电池；在电动车的动力电池41正常时，电源切换单元切换动力电池41为所述第一温度采集单元10、第二温度采集单元20和控制与通信单元30供电；在动力电池异常或充电时，电源切换单元切换所述备用电池为所述第一温度采集单元10和控制与通信单元30供电。
具体的，当电动车的动力电池41由于各种因素出现自身过热或整车线路短路起火时，整车电控系统未被启动(临时停车、充电过程中)或者系统因故障已经瘫痪，此时具备独立工作能力的控制与通信单元30检测到此类异常故障后，通过电源切换单元，切断动力电池41的供电，同时启用备用供电系统。即在动力电池异常或充电时，电源切换单元切换备用电池为第一温度采集单元10和控制与通信单元30供电。为第一温度采集单元10继续采集动力电池外部温度、电动车控制器外部温度、车身外部温度等温度数据提供电源。其中电动车的动力电池的电压范围例如为48V-72V，低压备用小电池的电压例如为3.7V。控制与通信单元30可以将突发的报警事件立刻发送到车联网平台并推送报警信息到用户APP，同时车联网平台与119火警系统数据联动，通知有关人员及时应对处理，降低事故影响，减少财产损失。
可选的，参考图1，控制与通信单元30包括：
微控制器(Micro Control Unit，MCU)31和IOT定位器32，第一温度采集单元10和第二温度采集单元20均与微控制器31连接，微控制器31还与IOT定位器32连接；IOT定位器用于通过SD卡(T-Card)本地保存待测部件的外部温度数据和内部温度数据，以及用于通过4G网络向云平台上传待测部件的外部温度数据和内部温度数据。
具体的，IOT定位器32连接与SD卡(T-Card)连接，IOT定位器32用于通过SD卡(T-Card)本地保存待测部件的外部温度数据和内部温度数据。IOT定位器32与SIM卡(SIM-Card)连接，IOT定位器32用于通过网络向云平台上传待测部件的外部温度数据和内部温度数据。IOT定位器32为4G-IOT定位器，通过4G网络向云平台上传待测部件的外部温度数据和内部温度数据，在保证了数据传输速度的同时，可以避免采用更高传输速度造成成本增加的问题。将各部件的温度曲线数据等本地数据本地存储后，通过4G-IOT定位器定时上传云端服务器，积累大数据，为大数据分析提供基础。可以在电动车不使用时间，将存储数据上传云平台，可以避免与4G-IOT定位器的数据收发同时进行，降低了4G-IOT定位器的工作负荷。上传完毕后可以清除当前数据，可以降低对存储卡存储能力的需求。
可选的，图2是本发明实施例提供的一种电动车的结构示意图，参考图1和图2，第一温度采集单元10包括多个温度传感器11，多个温度传感器11通过一根数据线与控制与通信单元30连接；温度传感器11设置于电动车的动力电池41的外部、电动车控制器43的外部和电动车车身42的至少一处；
控制与通信单元30用于通过设置于动力电池41外部的温度传感器11获取动力电池外部温度数据，通过设置于电动车控制器43外部的温度传感器11获取电动车控制器外部温度数据，以及通过设置于车身42上的温度传感器11获取车身外部温度数据。
具体的，电动车电池外部壳体温度采用ONE-WIRE通信协议进行采集；电动车电池电芯外部温度采用ONE-WIRE通信协议进行采集；电动车控制器外部温度采用ONE-WIRE通信协议进行采集；电动车车身的温度采用ONE-WIRE通信协议进行采集。利用ONE-WIRE通信协议，实现一线多点温度检测，即不需要外部供电，简单线束上可根据需求增加温度传感器的个数。每个待测部件上可以设置多个温度传感器11。
可选的，图3是本发明实施例提供的一种第一温度采集单元10的电路图，参考图3，第一温度采集单元10还包括：
第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一晶体管Q1和第二晶体管Q2；
其中，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第二端、第一电容C1的第二端、第一晶体管Q1的控制端以及第二晶体管Q2的第二端连接，第二电阻R2的第一端以及第一电容C1的第一端接地，第一电阻R1的第一端输入第一电源信号；第二晶体管Q2的第一端与第三电阻R3的第二端连接后接地，第二晶体管Q2的控制端与第三电阻R3的第一端以及第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第一二极管D1的负极、第二二极管D2的正极连接以及第五电阻R5的第一端连接，第二二极管D2的负极接入第二电源信号，第一二极管D1的正极接地；第五电阻R5的第二端与第三二极管D3的负极连接，第三二极管D3的正极与每一温度传感器(U3/U4/U5)的数据输出端、第七电阻R7的第二端、第三电容C3的第二端、第六电阻R6的第二端以及第一晶体管Q1的第二端连接；第七电阻R7的第一端输入第二电源信号，第三电容C3的第一端与第二电容C2的第二端连接，第二电容C2的第一端接地；第一晶体管Q1的第一端与第六电阻R6的第一端和控制与通信单元30的外部温度接收端(TEMP-TEST)连接。
具体的，第一温度采集单元10的电路组成包括信号电压转换电路、多路温度采集芯片电路、信号线过压保护电路。其中，信号电压转换电路由第一电阻R1、第二电阻R2、第一电阻R7以及第一晶体管Q1组成，用于将外部传输进来第二电源信号(5V信号)转换为系统电压信号(微控制器MCU的电压信号)。第一晶体管Q1为N型场效应晶体管，第一晶体管Q1控制端输入高电平信号时，第一晶体管Q1导通。其中第一电阻R1第一端输入的第一电源信号(V-EXT)和第七电阻R7的第一端输入的第二电源信号(VDD-5V)均由供电单元经过电源转换后提供。多路温度采集芯片电路由U4、U5、U6等多路并行芯片构成，分布在整车各个温度监控节点，实时传输各个节点检测到的温度信息。
信号线过压保护电路由第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第二晶体管Q2组成；第二晶体管Q2为N型场效应晶体管。外接一线采集数据线接收到高出第二晶体管Q2导通设定阀值电压时，作为开关MOS管的第二晶体管Q2导通，第二晶体管Q2的另一端接地，将第一晶体管Q1的栅极(控制端)电压拉低，从而使得第一晶体管Q1关闭，将高压信号阻挡在系统之外，起到保护系统端口作用。
可选的，参考图1，第二温度采集单元20包括：
485通信电路21，控制与通信单元30还用于通过485通信电路21获取动力电池41的电芯内部温度数据，和/或通过485通信电路21获取电动车控制器42的内部温度数据。
可选的，图4是本发明实施例提供的一种485通信电路的电路图，参考图1和图4，485通信电路包括：
第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C、第八电容C8、高频磁珠FB、第一浪涌管T1、第二浪涌管T2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4和485收发器U1；
其中，第八电阻R8的第一端与485收发器U1的第一信号接收端7、第十二电阻R2的第二端以及第十电阻R10的第一端连接，第八电阻R8的第二端与第一浪涌管T1的第二端以及待测部件的信号输出端连接；第九电阻R9的第一端与485收发器U1的第二信号发送端6、第十一电阻R11的第一端以及第十电阻R10的第二端连接，第九电阻R9的第二端与第二浪涌管T2的第一端以及待测部件的信号输入端连接；第一浪涌管T1的第一端、第二浪涌管T2的第二端、第十二电阻R12的第一端接地；第十一电阻R11的第二端输入485通信电路的工作电压(VDD-485/CAN)；
第十三电阻R13的第二端与485收发器U1的第一信号输出端1、第十四电阻R14的第二端连接，第十三电阻R13的第一端输入工作电压(VDD-485/CAN)；第十五电阻R15的第二端与485收发器U1的驱动端3以及第十六电阻R16的第一端连接，第十六电阻R16的第二端接地；第十七电阻R17的第二端与485收发器的第二信号输入端4连接；
第十七电阻R17的第一端与第二十电阻R20的第二端以及第四晶体管Q4的第二端连接；第四晶体管Q4的第一端与控制与通信单元30的信号输出端(EC25-TX)连接；第四晶体管Q4的控制端与第二十一电阻R21的第二端以及第五电容C5的第二端连接；第二十一电阻R21的第一端以及第五电容C5的第一端输入第一电源信号(V-EXT)；第二十电阻的第一端输入第二电源信号(VDD-5V)；
第十五电阻R15的第一端与第十八电阻R18的第二端以及第三晶体管Q3的第二端连接；第三晶体管Q3的第一端与控制与通信单元30的收发控制信号输出端(EC25-RI)连接；第三晶体管Q3的控制端与第十九电阻R19的第二端以及第四电容C4的第二端连接；第十九电阻R19的第一端以及第四电容C4的第一端输入第一电源信号(V-EXT)；第十八电阻R18的第一端输入第二电源信号(VDD-5V)；
第十四电阻R14的第一端与第二十二电阻R22的第二端连接，第二十二电阻R22的第一端与第二十三电阻R23的第一端以及控制与通信单元30的信号接收端(EC25-RX)连接；第二十三电阻R23的第二端接地；
第六电容C6的第一端与高频磁珠FB的第一端连接，高频磁珠FB的第二端与第七电容C7的第一端以及第八电容C8的第一端连接，第六电容C6的第二端、第七电容C7的第二端以及第八电容C8的第二端接地，高频磁珠FB的第二端输入所述第二电源信号(VDD-5V)，高频磁珠FB的第一端输出工作电压(VDD-485/CAN)。
具体的，第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17和485收发器U1用于组成485通信电路的485收发器电路，实现485数据正常收发工作。第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一浪涌管T1和第二浪涌管T2组成485通信电路的端口保护电路，用于滤除静电、浪涌及其他干扰信号。第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第四电容C4、第五电容C5、第三晶体管Q3和第四晶体管Q4组成485通信电路的电平转换电路，通过利用NPN管Q3，Q4的三极管特性，达到数据电平高低转换的目的。第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、高频磁珠FB组成485通信电路的电源端口滤波电路，对第二电源信号进行高频及其他杂散干扰信号进行滤除后形成485通信电路的工作电压，提供给第十三电阻R13的第一端、第十一电阻R11的第二端以及485收发器U1。485通信电路的工作机制原理为：485A/B双线通讯信号由输出级电平转换电路由电阻R22，R23，R14，R13，R12，R8、485收发器U1进行信号发射(由电动车控制器或动力电池电芯向微控制器MCU方向传输)，485A/B双线通讯信号由输入级电平转换电路由电阻R20,R21,R17,R11,R9、电容C7，NPN管Q4、485收发器U1进行信号接收(由微控制器MCU向电动车控制器或动力电池电芯方向传输)；电阻R19、R16、电容C4、NPN管Q3进行收发控制，以上三部分组成整个485电路，完成数据收发。
可选的，参考图1，第二温度采集单元20还包括：
KLINE通信数据采集电路22，控制与通信单元30通过KLINE通信数据采集电路22与电动车的动力电池管理系统44连接；控制与通信单元30还用于通过KLINE通信数据采集电路22获取动力电池管理系统44的温度信息，以及用于获取动力电池41的电量信息、电流信息和电池状态信息(放电、充电、保护等)中的至少一种。
可选的，图5是本发明实施例提供的一种KLINE通信数据采集电路的电路图，参考图1和图5，KLINE通信数据采集电路包括：
第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第三十七电阻R37、第六电容C6、第三浪涌管T3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第五晶体管Q5、第六晶体管Q6、第七晶体管Q7、第八晶体管Q8和第九晶体管Q9；
其中，动力电池管理系统的输入输出信号端(K-LINE1)与第二十四电阻R24的第二端、第三浪涌管T3的第一端、第六电容C6的第一端以及第二十五电阻R25的第一端连接；第二十五电阻R25的第二端与第四二极管D4的正极、第六晶体管Q6的第一端以及第六二极管D6的正极连接；第四二极管D4的负极与第二十六电阻R26的第一端连接，第二十六电阻R26的第二端与第五晶体管Q5的控制端连接以及第二十七电阻R27的第一端连接；第五晶体管Q5的第一端与第二十八电阻R28的第一端、第六晶体管Q6的控制端以及第五二极管D5的负极连接，第二十七电阻R27的第二端、第五晶体管Q5的第二端、第六晶体管Q6的第二端以及第二十八电阻R28的第二端接地；
第五二极管D5的正极与第二十九电阻R29的第一端连接，第二十九电阻R29的第二端与第七晶体管Q7的第一端连接，第七晶体管Q7的第二端与第三十电阻R30的第二端输入第二电源信号(VDD-5V)；第七晶体管Q7的控制端与第三十电阻R30的第一端以及第三十一电阻R31的第一端连接，第三十一电阻R31的第二端与控制与通信单元30的信号输入端(MCUKLINE1-TX)连接；
第六二极管D6的负极与第三十二电阻R32的第一端连接，第三十二电阻R32的第二端与第三十三电阻R33的第一端以及第八晶体管Q8的控制端连接，第三十三电阻R33的第二端以及第八晶体管Q8的第二端接地；第八晶体管Q8的第一端与第七二极管D7的负极连接，第七二极管D7的正极与第三十四电阻R34的第一端连接，第三十四电阻R34的第二端与第三十五电阻R35的第二端以及第九晶体管Q9的控制端连接；第三十五电阻R35的第一端与第九晶体管Q9的第一端输入第二电源信号(VDD-5V)，第九晶体管Q9的第二端与第三十六电阻R36的第一端以及第三十七电阻R37的第一端连接，第三十六电阻R36的第二端接地，第三十七电阻R37的第二端与控制与通信单元30的信号输入端(MCU KLINE1-RX)连接。
具体的，KLINE通信数据采集电路包括接口保护电路、MCU接收端电路、MCU发送端电路。K_LINE1是BMS系统端口，MCU_KLINE1_RX是MCU信号输入端，MCU_KLINE_TX是MCU信号输出端。为了便于理解，下文解释直接由附图标记表示。
接口保护电路由T3、C6、R25、D4、R26、R27、Q5、D5、D6、R32、R33、Q8、D7组成。其中接口保护电路的工作机制原理如下：
D4为TVS浪涌管、起到浪涌保护作用；C6为滤波电容，用于滤除杂散信号；R25起到保险丝作用，进行过流保护；
D4、R26、R27、Q5、D5组成MCU发送端保护电路，当K_LINE1外部电压高于设计电压阈值时，K_LINE1输入的外部电压经过D4、R26、R27分压使Q5的控制端的电压升高，Q5导通。Q5导通使得Q6的控制端接地，进而使得Q6的控制端的电压拉低，此时Q6不导通，可以防止外部大电压再Q6导通时，产生大电流导致烧毁器件Q6、R25及外围线路；同时二极管D5可以有效隔离部分通过Q6的干扰信号，进一步消弱干扰信号对后级电路Q7及MCU的影响；
D6、R32、R33、Q8、D7组成MCU接收端保护电路，Q8为高压NPN管，利用三极管自身的隔离特性，可以将K_LINE1输入到Q8的控制端的高压脉冲或电平信号绝大部分进行有效隔离。剩余小部分干扰信号再从Q8的第一端输出到达二极管D7进行二次隔离，有效达对干扰信号进行衰减的目的。整体保护电路防止MCU和外部电路进行数据传输时，外部高压脉冲信号对MCU损坏。
MCU接收端电路由R32、R33、Q8、D7、R34、R35、Q9、R36、R37组成。
其中MCU接收端电路的工作机制原理如下：
当K_LINE1为高电平输入时，Q8的的控制端为高电平，使得Q8导通；R35第一端输入的第二电源信号(VDD-5V)经过R35、R34、D7、Q8分压后，将Q9的控制端的电压拉低，Q9为P型场效应晶体管，此时Q9导通后使得第二电源信号(VDD-5V)接通到R36，该高电平信号通过R37传输至MCU的信号接收端(MCU KLINE1-RX)。
当K_LINE1为低电平输入时，Q8的控制端为低电平，Q8此时不导通，同时Q9的控制端经R35被拉高，Q9不导通，Q9的第二端经R36下拉到地为低电平，该低电平信号通过R37传输至MCU信号接收端(MCU KLINE1-RX)。高电平信号通过R37传输至MCU的信号接收端时传输的数据用1表示，低电平信号通过R37传输至MCU信号接收端时传输的数据用0表示。通过1和0组成的字符串形成代表温度的温度信息。
MCU发送端电路由R31、R30、Q7、R29、D5、R24、Q6组成。MCU发送端电路的工作机制原理如下：
当MCU_KLINE_TX输出高电平时，Q7的控制端为高电平，由于Q7为P型场效应晶体管，此时Q7不导通。Q7的第一端为低电平，该低电平经过R29、D5将Q6的控制端维持在低电平，使得此时Q6不导通；而K_LINE1的电压信号通过R24上拉，默认维持在高电平；从而将MCU_KLINE_TX的高电平信息传输至K_LINE1；
MCU_KLINE_TX输出低电平时，第二电源信号(VDD-5V)通过R30后使Q7的控制端的电压拉低，此时Q7导通，同时第二电源信号(VDD-5V)通过Q7、R29、D5、R24分压后，使得Q6的控制端为高电平，进而使得Q6导通，从而将K_LINE1的电压信号拉成低电平。从而将MCU_KLINE_TX的低电平信息传输至K_LINE1。需要说明的是，KLINE通信数据采集电路的MCU接收端电路和MCU发送端电路不同时工作。
参考图2，本发明实施例还提供了一种电动车，包括上述任意实施例所述的电动车温度采集控制系统，具有相同的技术效果，这里不再赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电动车温度采集控制系统，其特征在于，包括：
第一温度采集单元，所述第一温度采集单元用于采集电动车待测部件的外部温度数据；
第二温度采集单元，所述第二温度采集单元用于采集电动车待测部件的内部温度数据；
控制与通信单元，所述控制与通信单元与所述第一温度采集单元和所述第二温度采集单元连接，所述控制与通信单元用于获取所述外部温度数据和所述内部温度数据，并在所述外部温度数据和所述内部温度数据中的至少一项超过预设安全限定条件时形成报警提示信息发送至外部终端以进行报警提示，以及调控电动车上温度异常部件以及与温度异常部件相关联部件的工作状态。
2.根据权利要求1所述的电动车温度采集控制系统，其特征在于，
所述第一温度采集单元包括多个温度传感器，所述多个温度传感器通过一根数据线与所述控制与通信单元连接；所述温度传感器设置于所述电动车的动力电池的外部、电动车控制器的外部和电动车车身的至少一处；
控制与通信单元用于通过设置于所述动力电池外部的温度传感器获取动力电池外部温度数据，通过设置于所述电动车控制器外部的温度传感器获取电动车控制器外部温度数据，以及通过设置于车身上的温度传感器获取车身外部温度数据。
3.根据权利要求2所述的电动车温度采集控制系统，其特征在于，所述第二温度采集单元包括：
485通信电路，所述控制与通信单元还用于通过所述485通信电路获取所述动力电池的电芯内部温度数据，和/或通过所述485通信电路获取所述电动车控制器的内部温度数据。
4.根据权利要求3所述的电动车温度采集控制系统，其特征在于，所述第二温度采集单元还包括：
KLINE通信数据采集电路，所述控制与通信单元通过所述KLINE通信数据采集电路与电动车的动力电池管理系统连接；所述控制与通信单元还用于通过所述KLINE通信数据采集电路获取动力电池管理系统的温度信息，以及用于获取动力电池的电量信息、电流信息和电池状态信息中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的电动车温度采集控制系统，其特征在于，所述第一温度采集单元还包括：
第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一晶体管和第二晶体管；
其中，第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端、所述第一电容的第二端、所述第一晶体管的控制端以及第二晶体管的第二端连接，所述第二电阻的第一端以及所述第一电容的第一端接地，所述第一电阻的第一端输入第一电源信号；所述第二晶体管的第一端与第三电阻的第二端连接后接地，所述第二晶体管的控制端与第三电阻的第一端以及第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与第一二极管的负极、第二二极管的正极连接以及第五电阻的第一端连接，所述第二二极管的负极接入第二电源信号，所述第一二极管的正极接地；所述第五电阻的第二端与第三二极管的负极连接，所述第三二极管的正极与每一所述温度传感器的数据输出端、所述第七电阻的第二端、所述第三电容的第二端、第六电阻的第二端以及所述第一晶体管的第二端连接；所述第七电阻的第一端输入第二电源信号，所述第三电容的第一端与所述第二电容的第二端连接，所述第二电容的第一端接地；所述第一晶体管的第一端与所述第六电阻的第一端和所述控制与通信单元的外部温度接收端连接。
6.根据权利要求3所述的电动车温度采集控制系统，其特征在于，所述485通信电路包括：
第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、高频磁珠、第一浪涌管、第二浪涌管、第三晶体管、第四晶体管和485收发器；
其中，第八电阻的第一端与所述485收发器的第一信号接收端、所述第十二电阻的第二端以及第十电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端与所述第一浪涌管的第二端以及待测部件的信号输出端连接；第九电阻的第一端与所述485收发器的第二信号发送端、所述第十一电阻的第一端以及第十电阻的第二端连接，所述第九电阻的第二端与所述第二浪涌管的第一端以及待测部件的信号输入端连接；所述第一浪涌管的第一端、第二浪涌管的第二端、第十二电阻的第一端接地；所述第十一电阻的第二端输入485通信电路的工作电压；
第十三电阻的第二端与所述485收发器的第一信号输出端、第十四电阻的第二端连接，第十三电阻的第一端输入所述工作电压；所述第十五电阻的第二端与所述485收发器的驱动端以及第十六电阻的第一端连接，所述第十六电阻的第二端接地；所述第十七电阻的第二端与所述485收发器的第二信号输入端连接；
所述第十七电阻的第一端与第二十电阻的第二端以及第四晶体管的第二端连接；所述第四晶体管的第一端与所述所述控制与通信单元的信号输出端连接；所述第四晶体管的控制端与所述第二十一电阻的第二端以及所述第五电容的第二端连接；所述第二十一电阻的第一端以及所述第五电容的第一端输入第一电源信号；第二十电阻的第一端输入第二电源信号；
所述第十五电阻的第一端与所述第十八电阻的第二端以及所述第三晶体管的第二端连接；所述第三晶体管的第一端与所述所述控制与通信单元的收发控制信号输出端连接；所述第三晶体管的控制端与所述第十九电阻的第二端以及所述第四电容的第二端连接；所述第十九电阻的第一端以及所述第四电容的第一端输入第一电源信号；第十八电阻的第一端输入第二电源信号；
所述第十四电阻的第一端与所述第二十二电阻的第二端连接，所述第二十二电阻的第一端与所述第二十三电阻的第一端以及所述控制与通信单元的信号接收端连接；所述第二十三电阻的第二端接地；
第六电容的第一端与高频磁珠的第一端连接，高频磁珠的第二端与第七电容的第一端以及第八电容的第一端连接，第六电容的第二端、第七电容的第二端以及第八电容的第二端接地，高频磁珠的第二端输入所述第二电源信号，所述高频磁珠的第一端输出所述工作电压。
7.根据权利要求4所述的电动车温度采集控制系统，其特征在于，所述KLINE通信数据采集电路包括：
第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻、第三十七电阻、第六电容、第三浪涌管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管和第九晶体管；
其中，动力电池管理系统的输入输出信号端与所述第二十四电阻的第二端、所述第三浪涌管的第一端、第六电容的第一端以及所述第二十五电阻的第一端连接；所述第二十五电阻的第二端与所述第四二极管的正极、第六晶体管的第一端以及第六二极管的正极连接；所述第四二极管的负极与所述第二十六电阻的第一端连接，所述第二十六电阻的第二端与所述第五晶体管的控制端连接以及第二十七电阻的第一端连接；所述第五晶体管的第一端与所述第二十八电阻的第一端、第六晶体管的控制端以及第五二极管的负极连接，所述第二十七电阻的第二端、第五晶体管的第二端、第六晶体管的第二端以及第二十八电阻的第二端接地；
所述第五二极管的正极与所述第二十九电阻的第一端连接，所述第二十九电阻的第二端与所述第七晶体管的第一端连接，所述第七晶体管的第二端与所述第三十电阻的第二端输入第二电源信号；所述第七晶体管的控制端与所述第三十电阻的第一端以及第三十一电阻的第一端连接，所述第三十一电阻的第二端与所述控制与通信单元的信号输入端连接；
所述第六二极管的负极与所述第三十二电阻的第一端连接，所述第三十二电阻的第二端与所述第三十三电阻的第一端以及第八晶体管的控制端连接，所述第三十三电阻的第二端以及第八晶体管的第二端接地；所述第八晶体管的第一端与所述第七二极管的负极连接，所述第七二极管的正极与所述第三十四电阻的第一端连接，所述第三十四电阻的第二端与所述第三十五电阻的第二端以及第九晶体管的控制端连接；所述第三十五电阻的第一端与所述第九晶体管的第一端输入第二电源信号，所述第九晶体管的第二端与所述第三十六电阻的第一端以及第三十七电阻的第一端连接，所述第三十六电阻的第二端接地，所述第三十七电阻的第二端与所述控制与通信单元的信号输入端连接。
8.根据权利要求1所述的电动车温度采集控制系统，其特征在于，还包括：
供电单元以及电源切换单元，所述供电单元通过所述电源切换单元与所述控制与通信单元连接；所述供电单元包括电动车动力电池和备用电池；在电动车动力电池正常时，所述电源切换单元切换所述动力电池为所述第一温度采集单元、第二温度采集单元和所述控制与通信单元供电；在所述动力电池异常或充电时，所述电源切换单元切换所述备用电池为所述第一温度采集单元和所述控制与通信单元供电。
9.根据权利要求1所述的电动车温度采集控制系统，其特征在于，所述控制与通信单元包括：
微控制器和IOT定位器，所述第一温度采集单元和所述第二温度采集单元均与所述微控制器连接，所述微控制器还与所述IOT定位器连接；所述IOT定位器用于通过SD卡本地保存待测部件的外部温度数据和内部温度数据，以及用于通过4G网络向云平台上传待测部件的外部温度数据和内部温度数据。
10.一种电动车，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的电动车温度采集控制系统。
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