CN115384427A - 一种用于移动储充车的通讯系统及控制方法 - Google Patents

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CN115384427A CN202210866415.1A CN202210866415A CN115384427A CN 115384427 A CN115384427 A CN 115384427A CN 202210866415 A CN202210866415 A CN 202210866415A CN 115384427 A CN115384427 A CN 115384427A
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Abstract

本发明公开了一种用于移动储充车的通讯系统及控制方法，包括终端，终端集成于移动式储充车内进行接收与发送控制命令；进行信息的无线传输共享；接受后台的实时监控；进行控制命令的执行；进行控制读取并显示移动储充车终端运行信息运维运营管理；云平台端，接收终端上传信息并对终端进行后台的实时监控，将云平台命令下发到终端。本发明利用五大核心模块通过CAN总线进行数据传输，保证了数据在储充车内部传输的稳定性、可靠性、及时性，保证了储充车内部控制核心模块的有效配合协调；通过无线网络与各子系统相连接，即减少了线束链接的数量和复杂性。

Description

一种用于移动储充车的通讯系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种通讯系统及控制方法，尤其涉及一种用于移动储充车的通讯系统及控制方法。
背景技术
随着新能源电动汽车的普及以及在用户侧削峰填谷、可再生能源消纳等方面储能市场也呈现出爆发时增长态势。目前，实现移动充电供电具有一定的可行性。随着电子技术、通信技术的快速发展，车载无线通讯可以实时、快速的解决各个部件之间的控制命令传送以及信息共享等问题，这在一定程度上为移动储充车的电子系统控制提供了更好的通讯解决方案。
在移动车载电子系统中，控制器、电机、电池管理系统、互联平台通讯需要协调很多的系统部件，而且伴随着电子辅助部件的大量运用，传统的通讯方式对硬件的要求就更加的苛刻，发送接收出错率也会相应的增多。无线通讯的方式为解决这些问题提供了可能性，且避免了线束的重新设计，简化了安装过程，实现了既定功能。
现有技术中，由于没有缺乏通讯联动，导致储充车的充放电以及用户侧储能功能单一，集成化程度较低，其通讯系统及控制方法存在一定的缺陷。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种用于移动储充车的通讯系统及控制方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于移动储充车的通讯系统，包括终端，终端集成于移动式储充车内进行接收与发送控制命令；进行信息的无线传输共享；接受后台的实时监控；进行控制命令的执行；进行控制读取并显示移动储充车终端运行信息运维运营管理；
云平台端，接收终端上传信息并对终端进行后台的实时监控，将云平台命令下发到终端。
进一步地，终端包括：
整车控制单元，用于实现移动储充车各子系统之间的控制命令的接收与发送、信息的共享、后台的实时监控与运维运营管理；
电子控制单元，用于作为电机控制器，接收整车控制单元的控制信息，对电机发出工作命令并与整车控制单元进行实时通讯；
中控屏单元，用于作为显示屏模组，通过整车控制单元控制读取并显示移动储充车各子系统运行信息，并传送云平台端；
电池管理系统单元，用于对电池簇管理单元日常管理和监控；
充放电单元，用于对汽车进行充电或向电池管理系统单元放电。
进一步地，整车控制单元、电子控制单元、中控屏单元、电池管理系统单元以及充放电单元通过CAN总线相互连接。
进一步地，终端包括：无极变速器控制器，用于实现自动变速控制，无极变速器控制器连接并接收电机控制器的工作参数，并发送给电子控制单元控制信号。
进一步地，终端包括：能量管理系统，连接电池管理系统单元对能量调度工作进行有效的监测和控制。
进一步地，终端包括：充电机，接收整车控制单元启动充电或停止充电控制命令，充电机连接充放电单元并发送给充放电单元的信号。
进一步地，终端包括：通讯系统包括防抱死制动系统、主动悬挂系统、电动助力转向系统、全球定位系统、DC/DC变换器、汽车冷却系统。
进一步地，终端中的各子系统内部均集成一个可发送无线信号的无线信号收发装置，各子系统通过无线信号进行信息的无线传输共享。
一种用于移动储充车的通讯系统的控制方法，整车控制单元先通过CAN总线与电子控制单元、中控屏单元、充放电单元、电池管理系统进行数据传输；整车控制单元通过无线网络与无极变速器控制器、防抱死制动系统、主动悬挂系统、电动助力转向系统、充电机、DC/DC变换器、全球定位系统、冷却系统、中控屏单元相连接，并传送控制指令；各个子系统则利用无线网络，上传各个子系统的状态信息与指令执行情况给整车控制单元、充放电单元与云平台监控系统，以便实现实时控制与后台监控。
进一步地，中控屏单元通过读取各子系统的相关信息，并通过无相网络传送给云平台监控系统，实现实时的监控储充车的状态。
本发明提供的一种用于移动储充车的通讯系统及控制方法，五大核心模块通过CAN总线进行数据传输，保证了数据在储充车内部传输的稳定性、可靠性、及时性，保证了储充车内部控制核心模块的有效配合协调；通过Wi-Fi与各子系统相连接，即减少了线束链接的数量和复杂性。通过储充车内的通讯系统及控制方法，运营者、运维人员、车主等用户可以通过手机APP、PC端服务平台以及中控屏对储充车进行智能化控制，同时可以通过本发明提供的通讯系统掌握储充车的工作状态，保证储充车以及电池的安全可靠。
通过在储充车通讯控制系统上设有充放电单元及中控屏单元，能够实现移动储充车的远程充放电控制及电池安全监控，将以前车找桩模式改变为桩找车模式，提升了电动汽车车主用户充电体验感；通过电池管理系统及能量管理系统，能够实现电池储能以及交直流输出，发挥消峰填谷电网能源的作用；通过整车控制单元、电子控制单元及充电机，能够实现整体零部件线束统一集成化，控制储充车安全稳定行驶。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示的移动储充车的通讯系统，包括整车控制单元(VehicleCommunication Unit，简称VCU)，实现移动储充车各部件之间的控制命令的接收与发送、信息的共享、后台的实时监控与运维运营管理；电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)，作为电机控制器，接收整车控制单元的控制信息，对电机发出工作命令并与整车控制单元进行实时通讯；中控屏单元，作为显示屏模组，通过整车控制单元控制读取并显示移动储充车各部件运行信息，并传送云平台监控系统(基于云计算的视频监控系统的简称，实现计算资源、存储资源、网络资源、云应用服务等进行全时区、多地域、全方位、立体式、智能化的运维监控)，以便实现实时的监控移动储充车的状态；电池管理系统单元(BatteryManagement Unit，简称BMU)，基于电池管理系统BMS实现对电池簇管理单元日常管理和监控的系统；充放电单元，用于对汽车进行充电或向电池管理系统BMS放电。
整车控制单元、电子控制单元、中控屏单元、电池管理系统单元以及充放电单元通过CAN总线相互连接，CAN总线是一种串行数据通信协议，其通信接口集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括为填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等工作。利用CAN总线串行数据通信协议保证了数据传输的稳定性、可靠性、及时性；
移动储充车的通讯系统还包括无极变速器控制器(Transmission Control Unit，简称TCU)，主要作用是实现自动变速控制，无极变速器控制器连接并接收电机控制器的工作参数，如电机控制器工作状态、生命值、电机相电流、电池电压、电机的当前转矩、控制器的温度、电机温度、电机转速、电机控制器故障代码，并发送给电机控制器控制信号，如电机工作模式命令、生命值、电机的目标转速、电机目标扭矩；能量管理系统(ElementManagement System，简称EMS)，对能量调度工作进行有效的监测和控制，能量管理系统连接电池管理系统单元
并发送给电池管理系统单元如下信号：电池的平均温度、电池组SOC、生命值SOH、电池组电流、电池组电压、电池系统自检状态、接触器状态、单体温度最高电池所在箱编号、单体温度最高电池所在箱编号序号、单体温度最低电池所在箱编号、单体温度最低电池所在箱编号序号、故障代码、最大允许充电电流、电大允许放电电流、放电截止电压、热管理信号、电池组最高允许温度、电池组允许放电最低SOC、电池模块电压、电池包温度，能量管理系统发送给BMS的信号：开启充电、结束充电、继电器开关、输出频率。充放电单元发送给电池管理系统单元的信号：能量调度信息、预约充电、预约放电、放电功率、放电电量、充电功率、充电电量等。
充电机，接收整车控制单元启动充电或停止充电控制命令，充电机连接充放电单元并发送给充放电单元的信号：充电机是否可以正常工作、允许的最大充电端电压、允许最大的充电电流。充放电单元将直流放电数据、交流放电数据、直流补电数据、交流补电数据、充电电压、充电电流、通过4G或5G网络发送给云平台进行监控、管理，并建立储充车专题数据池。
移动储充车的通讯系统还包括防抱死制动系统(Antilock Brake System，简称ABS)、主动悬挂系统(Active Suspension System，简称ASS)、电动助力转向系统(ElectricPower Steering，简称EPS)、全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)、DC/DC变换器、冷却系统。
以上每个模块内部集成一个可发送无线信号的无线信号收发装置，如wifi无线信号收发器，适用本发明，或者其他形式的无线收发装置，一方面接受整车控制单元的控制指令，一方面上传自身的工作状态以及被控系统的实时工作数据。
因此，实现了每个模块与整车控制单元的双向通讯；具体的，实现了整车控制单元与电子控制单元的双向通讯；电子控制单元发送给整车控制单元的信号为：电机控制器的工作状态、生命值、电机相电流、电池电压、电机当前转矩、控制器的温度、电机温度、电机转速、电机控制器故障代码、电机最大驱动功率、电机最大制动功率、电机最大电动转矩、电机最大制动转矩；整车控制单元发送给电子控制单元的信号：电机工作模式命令、生命值、电机的目标转速、电机目标扭矩。
整车控制单元发送给中控屏单元的信号为：电机控制器的工作状态、生命值、电机相电流、电池电压、电机当前转矩、控制器的温度、电机温度、电机转速、电机控制器故障代码、电机最大驱动功率、电机最大制动功率、电机最大电动转矩、电机最大制动转矩。
实现了电池管理系统单元与整车控制单元的双向通讯，电池管理系统单元发送给整车控制单元的信号，如：电池的平均温度、电池组SOC、生命值SOH、电池组电流、电池组电压、热管理信号、电池系统自检状态、接触器状态、单体温度最高电池所在箱编号、单体温度最高电池所在箱编号序号、单体温度最低电池所在箱编号、单体温度最低电池所在箱编号序号、故障代码、最大允许充电电流、电大允许放电电流、放电截止电压、电池组最高允许温度、电池组允许放电最低SOC、电池模块电压、电池包温度。
能量管理系统发送给整车控制单元输出功率、输出电流、最大效率、输出频率、用电量、工作温度、储存温度、湿度、告警信息；整车控制单元发送给DC/DC变换器的信号有：DC/DC变换器编号、DC/DC变换器开关、DC/DC变换器电流方向、DC/DC变换器目标电流、DC/DC变换器目标电压、生命值。
整车控制单元发送给充电机的信号：最高允许充电端电压、最高允许充电电流、充电开启关闭命令、生命值。充电机发送给中控屏单元的信号：输出电压、输出电流、生命值、充电机温度、通讯状态、硬件故障。
整车控制单元发送给防抱死制动系统的信号：开启关闭信号、电机制动开启关闭信号、车速信号、轮速信号。防抱死制动系统发送给整车控制单元的信号：防抱死制动系统工作状态信号、增压阀减压阀开启关闭信号。防抱死制动系统发送给中控屏单元的信号：防抱死制动系统工作状态信号。
整车控制单元发送给主动悬挂系统的信号：开启关闭信号、悬架垂直位移信号。主动悬挂系统发送给整车控制单元的信号：主动悬挂系统工作状态信号、悬架位移控制信号。主动悬挂系统发送给中控屏单元的信号：主动悬挂系统工作状态信号。
整车控制单元发送给电动助力转向系统的信号：开启关闭信号、方向盘转角信号、方向盘转矩信号。电动助力转向系统发送给整车控制单元的信号：电动助力转向系统工作状态信号、助力电机正转反转信号、助力电机转矩信号。电动助力转向系统发送给中控屏单元的信号：电动助力转向系统工作状态信号。
整车控制单元发送给冷却系统的信号：电池SOC、制冷系统最低温度设定值、制冷系统最高温度设定值、生命值。冷却系统发送给整车控制单元的信号：室内温度、系统负荷、系统工作状态、生命值。冷却系统发送给中控屏单元的信号：室内温度、系统负荷、系统工作状态、生命值。
整车控制单元发送给全球定位系统的信号：开启关闭信号。全球定位系统发送给显示仪表的信号：全球定位系统工作状态信号、位置信息。
还可以实现各个模块之间的通讯，如，电池管理系统发送给充放电单元的信号：电池的平均温度、电池组SOC、生命值、电池组电流、电池组电压。充放电单元发送到充电机的信号：当前端电压、充放电单元工作状态、充电是否可以正常开启。充电机发送给充放电单元的信号：充电机是否可以正常工作、允许的最大充电端电压、允许最大的充电电流。充放电单元将直流放电数据、交流放电数据、直流补电数据、交流补电数据、充电电压、充电电流、通过4G或5G网络发送给云平台进行监控、管理，并建立储充车专题数据池。云平台监控系统发送给充放电单元参数配置、充放电命令、储充车各个模块控制、能量管理信号。充放电单元发送到整车控制单元的信号：参数配置、充放电命令、储充车各个模块控制、能量管理信号。
DC/DC变换器发送给显示仪表的信号：DC/DC变换器编号、DC/DC变换器开关、DC/DC变换器电流方向、DC/DC变换器目标电流、DC/DC变换器目标电压、生命值。充电机发送给中控屏单元的信号：输出电压、输出电流、生命值、充电机开启关闭状态。
电池管理系统发送给中控屏单元的信号：电池包温度、电池模块电压、电池电量、电池组电流、电池组电压、故障代码。
充放电单元发送给能量管理系统的信号：能量调度信息、预约充电、预约放电、放电功率、放电电量、充电功率、充电电量等。
后端云平台监控系统通过接收无线网络的信号，实现储充车实时状态的监控、充放电电量的监控、锂电池组电芯状态监控以及基于可视化界面下发控制指令。
基于上述用于移动储充车的通讯系统，本发明还公开了一种移动储充车的通讯系统的控制方法，整车控制单元先通过CAN总线与电子控制单元、中控屏单元、充放电单元、电池管理系统进行数据传输；整车控制单元通过无线网络与无极变速器控制器、防抱死制动系统、主动悬挂系统、电动助力转向系统、充电机、DC/DC变换器、全球定位系统、冷却系统、中控屏单元相连接，并传送控制指令；各个子系统则利用无线网络，上传各个子系统的状态信息与指令执行情况给整车控制单元、充放电单元与云平台监控系统，以便实现实时控制与后台监控。
中控屏单元、中控屏单元一方面通过读取子系统的相关信息，如整车各个系统的运行状态、电池的SOC值、每个电池包的电压与温度、电机的工作模式、电机的转速转矩输出、车速、冷却系统运行状态、无极变速器的效率、电池组总电压、电池的电流、电机控制器的工作状态、系统故障等信息。另一方面，通过4G或者5G网络传送给云平台监控系统，以便实现实时的监控储充车的状态。
充放电单元、能量管理系统，一方面通过无线网络连接充电机，另一方面通过以4G或者5G网络连接云平台监控系统，储充车在补电时，将充电机的状态信息，包括充电电流、电压以及使用电量上传给充电桩后台处理系统，实现自动的计费；储充车在放电时，将放电电量、放电模式、电池状态、告警信息、总电流、总电压、剩余电量等数据传输到云平台监控系统，实现电动汽车直流快充以及用户侧交流供电输出。
云平台监控系统可以监控储充车工作状态以及电池状态，对电池进行跟踪分析，可以提供车主用户电池检测报告；对储充车进行跟踪分析，可以通过提供的可视化界面对储充车工作进行远程控制；对充放电大数据分析、可以提供给技术研发和领导决策等。
本发明的五大核心模块通过CAN总线进行数据传输，保证了数据在储充车内部传输的稳定性、可靠性、及时性，保证了储充车内部控制核心模块的有效配合协调；通过Wi-Fi与各子系统相连接，即减少了线束链接的数量和复杂性。通过储充车内的通讯系统及控制方法，运营者、运维人员、车主等用户可以通过手机APP、PC端服务平台以及中控屏对储充车进行智能化控制，同时可以通过本发明提供的通讯系统掌握储充车的工作状态，保证储充车以及电池的安全可靠。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于移动储充车的通讯系统，其特征在于，包括终端，终端集成于移动式储充车内进行接收与发送控制命令；进行信息的无线传输共享；接受后台的实时监控；进行控制命令的执行；进行控制读取并显示移动储充车终端运行信息运维运营管理；
云平台端，接收所述终端上传信息并对终端进行后台的实时监控，将云平台命令下发到终端。
2.根据权利要求1所述的用于移动储充车的通讯系统，其特征在于：所述终端包括：
整车控制单元，用于实现移动储充车各子系统之间的控制命令的接收与发送、信息的共享、后台的实时监控与运维运营管理；
电子控制单元，用于作为电机控制器，接收所述整车控制单元的控制信息，对电机发出工作命令并与整车控制单元进行实时通讯；
中控屏单元，用于作为显示屏模组，通过所述整车控制单元控制读取并显示移动储充车各子系统运行信息，并传送云平台端；
电池管理系统单元，用于对电池簇管理单元日常管理和监控；
充放电单元，用于对汽车进行充电或向所述电池管理系统单元放电。
3.根据权利要求2所述的用于移动储充车的通讯系统，其特征在于：所述整车控制单元、电子控制单元、中控屏单元、电池管理系统单元以及充放电单元通过CAN总线相互连接。
4.根据权利要求2所述的用于移动储充车的通讯系统，其特征在于：所述终端包括：无极变速器控制器，用于实现自动变速控制，无极变速器控制器连接并接收电机控制器的工作参数，并发送给所述电子控制单元控制信号。
5.根据权利要求2所述的用于移动储充车的通讯系统，其特征在于：所述终端包括：能量管理系统，连接所述电池管理系统单元对能量调度工作进行有效的监测和控制。
6.根据权利要求2所述的用于移动储充车的通讯系统，其特征在于：所述终端包括：充电机，接收所述整车控制单元启动充电或停止充电控制命令，充电机连接所述充放电单元并发送给充放电单元的信号。
7.根据权利要求2所述的用于移动储充车的通讯系统，其特征在于：所述终端包括：通讯系统包括防抱死制动系统、主动悬挂系统、电动助力转向系统、全球定位系统、DC/DC变换器、汽车冷却系统。
8.根据权利要求1-7任一项所述的用于移动储充车的通讯系统，其特征在于：所述终端中的各子系统内部均集成一个可发送无线信号的无线信号收发装置，各子系统通过无线信号进行信息的无线传输共享。
9.一种用于移动储充车的通讯系统的控制方法，其特征在于：所述整车控制单元先通过CAN总线与电子控制单元、中控屏单元、充放电单元、电池管理系统进行数据传输；整车控制单元通过无线网络与无极变速器控制器、防抱死制动系统、主动悬挂系统、电动助力转向系统、充电机、DC/DC变换器、全球定位系统、冷却系统、中控屏单元相连接，并传送控制指令；各个子系统则利用无线网络，上传各个子系统的状态信息与指令执行情况给整车控制单元、充放电单元与云平台监控系统，以便实现实时控制与后台监控。
10.根据权利要求9所述的用于移动储充车的通讯系统的控制方法，其特征在于：所述中控屏单元通过读取各子系统的相关信息，并通过无相网络传送给云平台监控系统，实现实时的监控储充车的状态。
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