CN201234267Y

CN201234267Y - 一种基于can总线的电车电路系统

Info

Publication number: CN201234267Y
Application number: CNU2008200173903U
Authority: CN
Inventors: 谢镕安; 李宝顺; 刘兆伟; 程绍良
Original assignee: SHANGHAI ZHONGSHANG AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI ZHONGSHANG AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-02-03
Filing date: 2008-02-03
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2018-02-03

Abstract

本实用新型涉及一种基于CAN总线的电车电路系统，属于运输工具技术领域。一种基于CAN总线的电车电路系统，其特征在于包括一个主控制及仪表单元、开关量单元、模拟量单元、H－CAN总线单元以及L－CAN总线单元组成，由主控制及仪表单元分别通过接口与开关量单元、模拟量单元、H－CAN总线单元以及L－CAN总线单元进行连接通讯。本实用新型的一种基于CAN总线的电车电路系统，采用CAN总线技术代替传统的电气控制方案，由主控制及仪表单元与CAN总线节点、模拟量单元、开关量单元进行通讯，可简化设计、减少控制导线线束、提高各种电控装置可靠性、方便维修检测，并降低安装与调试成本。

Description

一种基于CAN总线的电车电路系统

一、技术领域

本实用新型涉及一种基于CAN总线的电车电路系统，属于运输工具技术领域。

二、背景技术

目前，电动汽车内的各种电控装置多使用传统的电气结构类型，需要大量的连接控制导线、接插件、继电器和熔断器，本身具有设计复杂、维护困难、元器件数量繁多、导线线束过多过粗等缺点。

三、发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够使得各种电控装置结构简单、线束简化、提高可靠性、维修检测方便的基于CAN总线的电车电路系统。

本实用新型的技术解决方案如下：

本实用新型一种基于CAN总线的电车电路系统，特殊之处在于包括一个主控制及仪表单元、开关量单元、模拟量单元、H-CAN总线单元以及L-CAN总线单元组成，由主控制及仪表单元分别通过接口与开关量单元、模拟量单元、H-CAN总线单元以及L-CAN总线单元进行连接通讯。

主控制及仪表单元包括主控制器、组合仪表、光电隔离器、开关电源，主控制器通过光电隔离器连接开关量单元，开关量通过光电隔离器传给主控制器，并在组合仪表上显示对应信息，主控制器、光电隔离及组合仪表由开关电源提供电源；主控制器，是系统的核心，负责处理系统的信号协调；组合仪表，有电机转速、车速、行驶里程、电机温度、电机电压、电机电流、运行指示灯(车灯、启动等信号)、故障指示灯、电容模块电压、电容模块温度以及其它参数；光电隔离器，隔离开关量、CAN总线与主控制及仪表单元的主控制单元；开关电源，为主控制及仪表单元提供供电电源。

开关量单元包括相对独立、位置集中的开关，含有启停开关、充电开关、空调开关、除霜开关、报站器开关、音响开关、摄像头开关、喇叭开关，以上开关量均设有按钮和继电器输出。

模拟量单元包括：加速踏板采集单元、制动采集单元、手制动采集单元、车内温度采集单元，实现采集加速踏板的开度、制动踏板的开度、手制动的开度、车内温度。

H-CAN总线单元包括整车智能控制节点、电机管理节点、能量管理节点、PC监控与诊断节点。

整车智能控制节点起控制全局的作用，分析处理各种信息，发出指令，协调电动汽车各控制单元的工作；判断汽车的工作状态：启动、停车、充电、运行(前进、后退、空挡滑行)、制动、故障等，并根据相应状态动作，其中运行状态需要判断力矩，制动状态需要回馈控制；预报当前控制策略执行后可能出现的非正常现象。

电机管理节点(斩波器和电机)的主要工作是以主控制器发送扭矩值为输入值，通过斩波器控制来调速电机，使电机工作在需要的转速下。还有，根据电机的温度变化控制电机的冷却水泵和冷却风扇，从而有效地调节电机的温度。

能量管理节点管理电动汽车的电能，由36组超级电容模块成组供电的，它提供系统需要的能量，同时还采集各电容模块的电压和温度，以监测各电容模块的工作状态，并报警相应的故障值。

PC监控与诊断节点主要通过CAN总线连接电动汽车内各个网络节点，采集各节点数据进行实时保存，并进行相应的网络性能分析，以备整个CAN总线网络及电动汽车驱动控制网络的诊断所用。

L-CAN总线单元包括门控节点、灯控节点、油气节点及其它节点。

门控节点包括前门控制开关、后门控制开关、前门踏步灯开关、后门踏步灯开关。

灯控节点包括左前转向灯开关、左后转向灯开关、左侧前转向灯开关、左侧后转向灯开关、左转向指示灯开关、右前转向灯开关开关、右后转向灯开关开关、右侧前转向灯开关、右侧后转向灯开关、右转向指示灯开关、左牌照灯开关、右牌照灯开关、左前示宽灯开关、右前示宽灯开关、左前示高灯开关、右前示高灯开关、左后示宽灯开关、右后示宽灯开关、左前小灯开关、右前小灯开关、左侧位灯开关、右侧位灯开关、仪表照明灯开关、右前照灯开关、右前照灯变光开关、左前照灯开关、左前照灯变光开关、前雾灯开关、后雾灯开关、前日光灯开关、中日光灯开关、倒车灯开关。

油气节点包括气泵开关、油泵开关、气压报警开关一、气压报警开关二。

其它节点包括雨刮间歇控制开关、雨刮电机开关、洗涤电机开关等。

电车电路系统控制方法，系统上电初始化之后，调理开关量单元和模拟量单元，之后处理H-CAN总线节点信息和L-CAN总线节点信息，根据以上采集的开关量、模拟量、CAN总线信号，由主控制器及仪表显示单元判断启动、停止、运行、故障、充电、制动等工况，在运行状态下，根据前进、后退、空挡滑行计算力矩，并控制电机做出动作；在制动状态下，需要判断是否回馈能量，判断相应的工况后，送入H-CAN总线进行处理，并在仪表单元显示。

本实用新型的一种基于CAN总线的电车电路系统，采用CAN总线技术代替传统的电气控制方案，由主控制及仪表单元与CAN总线节点、模拟量采集单元、开关量采集单元进行通讯，可简化设计、减少控制导线线束、提高各种电控装置可靠性、方便维修检测，并降低安装与调试成本。

四、附图说明

图1为本实用新型基于CAN总线的电车电路系统节点接口框图；

图2为主控制器结构框图；

图3为主控制及仪表单元图；

图4为模拟量单元电路原理图；

图5为开关量单元电路原理图；

图6为H-CAN总线节点分配框图；

图7为H-CAN总线节点驱动电路原理图；

图8为L-CAN总线节点分配框图；

图9为L-CAN总线节点电路原理图；

图10为系统软件流程图。

五、具体实施方式

参考图1-7，下面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。

如图1所示，为系统结构框图，包括有主控制及仪表单元、开关量单元、模拟量单元、H-CAN总线单元以及L-CAN总线单元。主控制器，是系统的核心，负责处理系统的信号协调；组合仪表，有电机转速、车速、行驶里程、电机温度、电机电压、电机电流、运行指示灯(车灯、启动等信号)、故障指示灯、电容模块电压、电容模块温度以及其它参数；光电隔离，隔离开关量、CAN总线与主控制及仪表单元的主控制单元；开关电源，为主控制器及仪表单元提供供电电源。

如图2所示，为主控制器原理框图，包括CPU、FLASH、RAM、A/D转换、CAN总线接口、串行接口定时器等模块，主要完成模拟量的采集、开关量的读取、系统的逻辑判断，设定各工作模块的优先级，通过CAN总线实现H-CAN总线通讯以及串行口扩展L-CAN总线通讯。

如图3所示，为仪表面盘显示图，主要显示车速、电机转速、行驶里程、电机温度、电机电压、电机电流、运行指示灯(车灯、启动等信号)、故障指示灯、电容模块电压、电容模块温度以及其它参数。

如图4所示，为模拟量单元电路原理图，首先将加速踏板、制动、手制动、车内温度等传感器物理信号转化为电信号，然后通过运算放大器把电信号传给主控制器单元，并控制电机转速、空调等装置。

如图5所示，为开关量单元电路原理图，包括相对独立、位置集中的开关，含有启停开关、充电开关、空调开关、除霜开关、报站器开关、音响、摄像头、喇叭，以上开关量均含有按钮和继电器输出。

如图6所示，为H-CAN总线节点分布框图，包括整车智能控制节点、电机管理节点、能量管理节点、PC监控与诊断节点。如图7所示，为H-CAN总线节点驱动电路原理图，H-CAN总线节点通过主控制器的CAN总线接口，外加光耦和CAN总线驱动器与外部进行信息交换。

如图8所示，为L-CAN总线节点分布框图，包括门控开关节点、灯控开关节点、油泵气泵节点及其它节点。如图9所示，为L-CAN总线节点电路原理图，由于主控制器只有一个CAN总线接口，使用图9中外部扩展CAN控制器实现L-CAN接口。

如图10所示，为系统软件流程图。系统上电初始化之后，调理开关量单元和模拟量单元，之后处理H-CAN总线节点信息和L-CAN总线节点信息，根据以上采集的开关量、模拟量、CAN总线信号，由主控制器及仪表显示单元判断启动、停止、运行、故障、充电、制动等工况，在运行状态下，根据前进、后退、空挡滑行计算力矩，并控制电机做出动作；在制动状态下，需要判断是否回馈能量，判断相应的工况后，送入H-CAN总线进行处理，并在仪表单元显示。

以上实施例的基于CAN总线的电车电路系统，实现了本实用新型的目的，采用CAN总线技术代替传统的电气控制方案，由主控制及仪表单元与CAN总线节点、模拟量单元、开关量单元进行通讯，简化了设计、减少控制导线线束、提高各种电控装置可靠性、方便维修检测，并降低安装与调试成本。

Claims

1、一种基于CAN总线的电车电路系统，其特征在于包括一个主控制及仪表单元、开关量单元、模拟量单元、H-CAN总线单元以及L-CAN总线单元组成，由主控制及仪表单元分别通过接口与开关量单元、模拟量单元、H-CAN总线单元以及L-CAN总线单元进行连接通讯。

2、按照权利要求1所述一种基于CAN总线的电车电路系统，其特征在于所述主控制及仪表单元包括主控制器、组合仪表、光电隔离器、开关电源，主控制器通过光电隔离器连接开关量单元，主控制器还连接有组合仪表，主控制器、光电隔离及组合仪表分别与开关电源相连通。

3、按照权利要求1所述一种基于CAN总线的电车电路系统，其特征在于开关量单元为相对独立、位置集中的启停开关、充电开关、空调开关、除霜开关、报站器开关、音响开关、摄像头开关、喇叭开关，以上开关量均设有按钮和继电器输出。

4、按照权利要求1所述一种基于CAN总线的电车电路系统，其特征在于模拟量单元为分别实现采集加速踏板的开度、制动踏板的开度、手制动的开度、车内温度的加速踏板采集单元、制动采集单元、手制动采集单元、车内温度采集单元。

5、按照权利要求1所述一种基于CAN总线的电车电路系统，其特征在于H-CAN总线单元连接整车智能控制节点、电机管理节点、能量管理节点、PC监控与诊断节点。

6、按照权利要求1所述一种基于CAN总线的电车电路系统，其特征在于L-CAN总线单元连接门控节点、灯控节点、油气节点及其它节点。