CN201153267Y - 基于can总线的电动汽车超级电容能量管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电动汽车的超级电容能量管理系统，属汽车用超级电容能量管理系统技术领域。本实用新型包括两个电容能量检测模块CAN总线节点、一个显示模块CAN总线节点，电容能量检测模块CAN总线节点包括微控制器模块、电压测量模块、温度测量模块，其中微控制器模块具有AD接口、数字I/O接口和CAN接口，电压测量模块连接至微控制器的AD接口，温度测量模块连接传送至微控制器的数字I/O口；显示模块CAN总线节点通过CAN总线与电容能量检测模块CAN总线节点连接。本实用新型利用微控制器采集电压和温度信号判断电容工作状态并做出预报，能够快速、正确找到故障超级电容、有利于整车系统的稳定。系统通过CAN接口与整车其他控制系统相接。

Description

基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于电动汽车的超级电容能量管理系统，尤其是一种基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统，属于汽车用超级电容能量管理系统技术领域。

背景技术

在电动汽车研究与开发产业化过程中，超级电容作为动力电池，由于其无污染、寿命长、充电速度快等优点，已成为供能主力。但是超级电容组成的能量供给系统节点多，如何能快速、正确找到故障超级电容，成为能量管理系统亟需解决的问题，同时，设计好能量管理系统也有利于整车系统的稳定。

在已有技术中，超级电容能量管理系统采用人工检查的方法，在离线状态下，使用手持设备逐个检测每个模块的电压和温度，不仅耗时耗力，而且不能在线检测超级电容的工作状态，为电动汽车的正常工作带来安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于克服已有技术中对超级电容能量管理系统采用人工检查方法，需要离线检测超级电容的工作状态、耗时耗力的弊端，提供一种能够快速、正确找到故障超级电容、有利于整车系统的稳定的基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统。

本实用新型基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统将每N个单体超级电容设计为一个受测模块，通过检测每个受测模块的电压和温度状态，判断整车能量系统是否正常工作。

本实用新型具体技术解决方案如下：

本实用新型基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统，包括两个电容能量检测模块CAN总线节点和一个显示模块CAN总线节点，电容能量检测模块CAN总线节点包括微控制器模块、电压测量模块、温度测量模块，微控制器模块由微处理器芯片及其外围元件组成，具有AD接口、数字I/O接口和CAN接口，设计采集相应路数的电压和温度信号，并通过CAN接口与整车其他部分进行数据传输；电压测量模块连接至微控制器的AD接口，温度采集模块连接传送至微控制器的数字I/O口；显示模块CAN总线节点通过CAN总线与电容能量检测模块CAN总线节点连接，接收来自电容能量检测模块的信号，并在显示屏和仪表盘上显示；

电压测量模块，包括采集每N个单体超级电容构成的受测模块电压差的电压传感器，电压传感器串联传送至电压互感器，由电压互感器通过运放电路连接至微控制器的AD接口，采集每个电容能量检测模块的电压差；

温度测量模块包括采集每N个单体超级电容构成的电容能量检测模块温度的温度传感器，温度传感器采用数字温度芯片，直接将数字信号连接传送至微控制器的数字I/O口。

上述微控制器模块实现以下的控制流程：

开机时首先接收来自CAN总线上的信息，判断是否有其他CAN节点指令；

若无，则开始检测超级电容模块的电压和温度，并判断是否在正常范围内；

将检测的超级电容模块电压和温度数据，通过CAN总线传送至显示系统，显示相应的电压、温度值以及报警信号。

本实用新型为一种基于CAN总线的电动汽车的超级电容能量管理系统，整个系统由微控制器、电压检测、温度检测、显示模块构成，利用微控制器采集电压和温度信号判断超级电容的工作状态并做出预报，能够快速、正确找到故障超级电容，有利于整车系统的稳定，系统通过CAN接口与整车其他控制系统相接。

附图说明

图1为本实用新型基于CAN总线的电动汽车的超级电容能量管理系统与其他控制节点一起组成整车CAN总线通信系统总体框图；

图2为本实用新型基于CAN总线的电动汽车的超级电容能量管理系统节点接口原理图；

图3为微控制器模块原理图；

图4为电压测量模块原理图；

图5为温度测量模块原理图；

图6为基于CAN总线的电动汽车的超级电容能量管理系统控制流程图。

具体实施方式

下面参考图1-6，通过实施例来具体说明本实用新型的技术方案，但本实用新型并不局限于以下实施例。

本实施例基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统，包括两个电容能量管理CAN总线节点和一个显示CAN总线节点。电容能量检测CAN总线节点包括微控制器模块、电压测量模块、温度测量模块。微控制器模块由处理器芯片及其外围组成，具有AD接口、数字I/O接口和CAN接口，可采集20路电压和40路温度信号，并通过CAN接口与整车其他部分进行数据传输；电压测量模块，包括采集每N个单体超级电容构成的受测模块电压差的电压传感器，电压传感器串联传送至电压互感器，由电压互感器通过运放电路连接至微控制器的AD接口，采集每个电容能量检测模块的电压差；温度测量模块包括采集每N个单体超级电容构成的电容能量检测模块温度的温度传感器，温度传感器为一线制数字温度传感器，采用数字温度芯片，直接将数字信号连接传送至微控制器的数字I/O口。显示模块CAN总线节点通过CAN总线接收来自电容能量检测模块的信号，并在显示屏和仪表盘上显示。

如图1所示，针对电动汽车能量管理系统采用两个能量管理节点1和能量管理节点2，与其他控制模块一起组成整车CAN总线通信系统，而整车的CAN总线系统采用单CAN总线结构，跟双CAN总线相比，降低了成本。

如图2所示，基于CAN总线的电动汽车的超级电容能量管理系统节点分为三个部分：20路电压信号采集、40路温度信号采集、CAN总线接口。

图3-图5分别给出了微控制器、电压测量、温度测量的工作原理图。微控制采用模拟数字混合集成芯片，该控制器具有丰富的模拟输入通道和数字接口，并且具有一个CAN总线接口，无需用扩展CAN控制芯片就可以实现与外部CAN总线的通信。

如图6所示为基于CAN总线的电动汽车的超级电容能量管理系统的控制流程。开机时首先接收来自CAN总线上的内容，判断是否有其他CAN节点的指令，若无，则开始检测超级电容模块的电压和温度，并判断是否在正常范围内，并通过CAN总线连接显示系统，显示相应的电压、温度值以及报警信号。

本实施例能量管理系统具有如下基本功能：

1、对电动汽车的超级电能能量系统的每组电池的电压和温度进行实时采集，建立每组电池的工作过程档案。

2、电池需要充电时，及时报警，防止电池过放电而影响寿命。

3、在汽车行驶过程中，自动报警损坏的模块，以便及时更换。

4、具有CAN接口，方便与整车其他模块通信。

Claims (5)

1、基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统，其特征在于，包括两个电容能量检测模块CAN总线节点、一个显示模块CAN总线节点，电容能量检测模块CAN总线节点包括微控制器模块、电压测量模块、温度测量模块，微控制器模块由微处理器芯片及其外围元件组成，具有AD接口、数字I/O接口和CAN接口，通过CAN接口与整车其他部分连接进行数据传输，电压测量模块连接至微控制器的AD接口，温度测量模块连接传送至微控制器的数字I/O口；显示模块CAN总线节点通过CAN总线与电容能量检测模块CAN总线节点连接。

2、按照权利要求1所述基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统，其特征在于，电压测量模块，包括采集每N个单体超级电容构成的受测模块电压差的电压传感器，电压传感器串联传送至电压互感器，由电压互感器通过运放电路连接至微控制器的AD接口，采集每个电容能量检测模块的电压差。

3、按照权利要求1所述基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统，其特征在于，温度测量模块包括采集每N个单体超级电容构成的电容能量检测模块温度的温度传感器，温度传感器采用数字温度芯片，直接将数字信号连接传送至微控制器的数字I/O口。

4、按照权利要求1所述基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统，其特征在于，所述微控制器模块实现以下的控制流程：

开机时首先接收来自CAN总线上的信息，判断是否有其他CAN节点的指令；

若无，则开始检测超级电容模块的电压和温度，并判断是否在正常范围内；

将检测的超级电容模块电压和温度数据，通过CAN总线传送至显示系统，显示相应的电压、温度值以及报警信号。

5、按照权利要求3所述基于CAN总线的电动汽车超级电容能量管理系统，其特征在于，采用CAN总线通信方式，微控制器模块设计CAN节点，每一个节点设计采集20路模拟信号，40路数字信号，采用一线制数字温度传感器。

Images