CN201359688Y - 电动车电源can总线接口装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电动车电源CAN总线接口装置，包括：电源单元、控制单元、模数转换单元、数模转换单元、CAN总线接口单元；所述模数转换单元与电源单元及控制单元连接，将电源单元的输出电压和/或电流值模数转换后提供给控制单元；所述数模转换单元与电源单元及控制单元连接，将控制单元输出、按照电源单元的输出电压和/或电流值确定的调节值数模转换后提供给电源单元；所述控制单元还与CAN总线接口单元连接，通过CAN总线接口单元，控制单元与电动车主控系统以预置CAN总线通信方式通信；所述电源模块按照接收到的调节值调节输出电压和/或电流。本实用新型提出的装置解决了普通模拟电源应用到电动车上通讯困难的问题。

Description

电动车电源CAN总线接口装置
技术领域
本实用新型涉及总线接口技术，特别地涉及电动车电源CAN总线接口装置。
背景技术
随着环境问题和能源问题的日益突显，电动车作为低能耗、低污染的新一代交通工具正被越来越广泛的应用。电动车与普通内燃机车最大的不同就是电气系统复杂，电源设备多，需要进行精确的能量流控制，且电动车的控制系统都采用符合SAE J1939的标准CAN总线协议来进行通讯。
然而，现有普通的电能变换设备都不具备符合电动车控制系统要求的CAN总线接口以及符合SAE J1939的标准CAN总线协议，因此，电动车需要较为复杂的电能变换设备，通常对具有CAN总线接口的电源设备都需要进行单独研发，以满足相应电动车主控系统的要求。显然，上述研发过程中存在如下显著问题：
(1)对于每个CAN总线接口，电源设备控制系统均需要重新开发，由此开发成本很高；
(2)对于每一种设备都需要根据新开发的控制系统编写控制程序和相应的CAN协议，由此不仅开发难度大，而且开发周期长。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种电动车电源CAN总线接口装置，使得该装置可以通过CAN总线与整车主控系统进行直接通信，简化电源设备的设计过程。
本实用新型是通过下述技术方案来实现的：
一种电动车电源CAN总线接口装置，包括：作为本装置供电源的电源单元，还包括：控制单元、模数转换单元、数模转换单元、CAN总线接口单元；所述模数转换单元与电源单元及控制单元连接，将电源单元的输出电压和/或电流值模数转换后提供给控制单元；所述数模转换单元与电源单元及控制单元连接，将控制单元输出、按照电源单元的输出电压和/或电流值确定的调节值数模转换后提供给电源单元；所述控制单元还与CAN总线接口单元连接，通过CAN总线接口单元，控制单元与电动车主控系统以预置CAN总线通信方式通信；所述电源模块按照接收到的调节值调节输出电压和/或电流。
进一步地，所述电源单元与所述模数转换单元、所述数模转换单元中至少一个光电隔离连接；和/或，所述控制单元与所述模数转换单元、所述数模转换单元、所述CAN接口单元中至少一个光电隔离连接。
进一步地，该装置还包括：温度采集单元，所述温度采集单元与电源单元及控制单元连接，将电源单元的工况温度值提供给控制单元。
更进一步地，所述温度采集单元与所述电源单元、所述控制单元中至少一个光电隔离连接。
进一步地，该装置还包括：开关量信号输入单元，所述开关量信号输入单元与电源单元及控制单元连接，将电源单元的输入高压状态和/或报警信号提供给控制单元。
更进一步地，所述开关量信号输入单元与所述电源单元、所述控制单元中至少一个光电隔离连接。
进一步地，该装置还包括：开关量信号输出单元，所述开关量信号输出单元与控制单元连接，接收控制单元输出的报警信号。
更进一步地，所述开关量信号输出单元与所述控制单元光电隔离连接。
进一步地，该装置还包括：JTAG接口单元，所述JTAG接口单元与所述控制单元连接。
与现有技术相比，本实用新型所提出的装置具有丰富的控制功能以及外部I/O资源，解决了普通模拟电源应用到电动车上通讯困难的问题，性能稳定，可靠性高。进一步地，其能够和各种形式的普通模拟电源匹配组成符合电动车控制要求的电动车电源，由此可以减少对模拟电源设备进行数字化改进的周期和成本，推进电动车电源的产业化进程。
附图说明
图1是本实用新型实施例的原理框图；
图2是本实用新型实施例中模数转换单元的示例电路图；
图3是本实用新型实施例中模数转换单元的进一步示例电路图；
图4是本实用新型实施例中数模转换单元的示例电路图；
图5是本实用新型实施例中CAN总线接口单元的示例电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地介绍，但不作为对本实用新型的限定。
参考图1所示，一种电动车电源CAN总线接口装置包括：电源单元、模数(A/D)转换单元、数模(D/A)转换单元、控制单元以及CAN总线接口单元，其中：
电源单元，与整个装置中的其它单元连接，为本装置中其它单元提供工作电源，示例性的可以通过DC/DC电源或者AC/DC电源将外部输入电源转换为合适的单元供电电源，例如，以DC/DC电源将外部输入直流电源转换为12V；
A/D转换单元，与电源单元以及控制单元连接，采集电源单元的输出电压和/或电流，并将所采集到的电压和/或电流值进行模数转换后提供给控制单元，此A/D转换单元可以利用现有技术中的A/D采样电路来实现，例如图2中所示的电路即可实现对一个电压或者电流模拟量的采集，其中simp+与simp-分别代表该采样电路的输入，即与电源模块连接的输入端，UOUT为该电路的输出；再进一步地，如果同时对电流和电压进行采样，也可以通过包括cmos多路开关AQW214的开关电路与图2中所述的采样电路相结合来实现，开关电路如图3所示，其中，simp1+与simp1-，simp2+与simp2-分别代表需要进行采集的两组模拟量电压及电流的采集端，select1和select2为控制单元输出的选通信号；
D/A转换单元，与电源单元以及控制单元连接，接收控制单元输出的调节值，且将根据该调节值进行数模转换后提供给电源单元，该调节值用来将电源单元的输出电压值和电流值调节至期望值；此D/A转换单元可以利用现有技术中的D/A电路来实现，例如，图4中所述的电路即可实现；
控制单元，作为整个装置的控制中枢，接收来自A/D转换单元输入的电源单元的输出电压和/或电流值，并根据预置策略确定需要对电源单元的输出电压和/或电流值进行调节的调节值；示例性的，该控制单元可以以选用DSP芯片TMS320LF2407a及其外部扩展电路来实现；
CAN总线接口单元，与控制单元连接，将控制单元与电动车的主控系统以预置的CAN总线通讯方式进行通信，其可以利用图5所示的电路实现。
在上述的装置中，为了实现装置更好的抗干扰性，所述电源单元与所述模数转换单元、所述数模转换单元中至少一个光电隔离连接；和/或，所述控制单元与所述模数转换单元、所述数模转换单元、所述CAN接口单元中至少一个光电隔离连接。上述的光电隔离连接可以由本领域技术人员所熟知的高速光耦HCP0600及其外部电路来实现。
进一步地，电动车电源CAN总线接口装置还包括：温度采集单元，所述温度采集单元与电源单元以及控制单元连接，用于采集电源单元的工况温度值，并将该温度值提供给控制单元；该温度采集单元可以利用现有技术中的温度采样电路来实现，示例性的可以借用图2中的采样电路来实现，此时simple+和simple-分别是温度传感器的输出模拟量。
类似地，为了实现装置更好的抗干扰性，所述温度采集单元与所述电源单元、所述控制单元中至少一个光电隔离连接。上述的光电隔离连接可以由本领域技术人员所熟知的高速光耦HCP0600及其外部电路来实现。
进一步地，电动车电源CAN总线接口装置还包括：开关量信号输入单元，所述开关量信号输入单元与电源单元及控制单元连接，检测电源单元的输入高压状态及电源单元的报警信号，并提供给控制单元。
类似地，为了实现装置更好的抗干扰性，所述开关量信号输入单元与所述电源单元、所述控制单元中至少一个光电隔离连接。上述的光电隔离连接可以由本领域技术人员所熟知的光耦TLP121及其外部电路来实现。
进一步地，电动车电源CAN总线接口装置还包括：开关量信号输出单元，所述开关量信号输出单元接收控制单元输出的报警信号。
类似地，为了实现装置更好的抗干扰性，所述开关量信号输出单元与所述控制单元光电隔离连接。上述的光电隔离连接可以由本领域技术人员所熟知的光耦TLP121及其外部电路来实现。
进一步地，为了使该装置具有更好的程序可调试性，可以设置与控制单元连接的JTAG接口单元，通过该JTAG接口单元可以下载外部程序，以此更新控制单元中存储的内部控制策略，也可以利用该JTAG接口单元和外扩的RAM单元来实现仿真。
从上述实施例可以看出，本实用新型所提出的装置具有丰富的控制功能以及外部I/O资源，解决了普通模拟电源应用到电动车上通讯困难的问题，性能稳定，可靠性高。进一步地，其能够和各种形式的普通模拟电源匹配组成符合电动车控制要求的电动车电源，由此可以减少对模拟电源设备进行数字化改进的周期和成本，推进电动车电源的产业化进程。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种电动车电源CAN总线接口装置，包括：作为本装置供电源的电源单元，其特征在于，
该装置还包括：
控制单元、模数转换单元、数模转换单元、CAN总线接口单元；
所述模数转换单元与电源单元及控制单元连接，将电源单元的输出电压和/或电流值模数转换后提供给控制单元；
所述数模转换单元与电源单元及控制单元连接，将控制单元输出、按照电源单元的输出电压和/或电流值确定的调节值数模转换后提供给电源单元；
所述控制单元还与CAN总线接口单元连接，通过CAN总线接口单元，控制单元与电动车主控系统以预置CAN总线通信方式通信；
所述电源模块按照接收到的调节值调节输出电压和/或电流。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源单元与所述模数转换单元、所述数模转换单元中至少一个光电隔离连接；和/或所述控制单元与所述模数转换单元、所述数模转换单元、所述CAN接口单元中至少一个光电隔离连接。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：温度采集单元，所述温度采集单元与电源单元及控制单元连接，将电源单元的工况温度提供给控制单元。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述温度采集单元与所述电源单元、所述控制单元中至少一个光电隔离连接。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：开关量信号输入单元，所述开关量信号输入单元与电源单元及控制单元连接，将电源单元的输入高压状态和/或报警信号提供给控制单元。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述开关量信号输入单元与所述电源单元、所述控制单元中至少一个光电隔离连接。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：开关量信号输出单元，所述开关量信号输出单元与控制单元连接，接收控制单元输出的报警信号。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述开关量信号输出单元与所述控制单元光电隔离连接。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：JTAG接口单元，所述JTAG接口单元与所述控制单元连接。
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