CN203275611U - 一种基于can总线的电动车辆的电池电量监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利公开了一种基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统，包括上位机和至少一个电池监控节点；所述电池监控节点包括控制芯片、电池参数采集模块、CAN通讯模块、充电模块、串口通讯模块、键盘和声光报警模块；其中，所述电池参数采集模块、CAN通讯模块、充电模块、串口通讯模块、键盘和声光报警模块均通过CAN总线与控制芯片连接；所述电池监控节点中的控制芯片与上位机通过CAN总线连接；电池参数采集模块和充电模块分别与对应的待监控电池相连接。该系统对电动车电池的电压和电流进行实时监控，并在电压低于安全范围时进行声光预警，驾驶员能够及时获取电池的信息，防止车辆在行驶过程中出现电池电量不足或者其他情况。

Description

一种基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统

技术领域

本实用新型主要涉及车辆领域，具体涉及一种基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统。

背景技术

随着汽车工业的高速发展，汽车在给人类社会发展进步带来极大的推动作用的同时，也带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等方面的问题。为了保持国民经济的可持续发展，保护人类居住环境和能源供给，各国政府不惜巨资，投入大量人力、物力，寻求解决这些问题的途径。

由于电动汽车具有良好的环保性能和可以以多种能源为动力的显著特点，电动汽车的研发已成为汽车行业的热点。无论是从设计、研究和开发的观点，还是从实用的角度来看，了解和掌握电动汽车技术的社会需求会越来越大

电动汽车的动力源泉是大容量的蓄电池。但是，由于蓄电池复杂的电化学特性，影响蓄电池电量的因素很多，从而给电量监测带来了很大的困难。现在的电动车电池电量监测系统的不足之处主要表现为：目前的电池监测系统的监测数据不够准确，电量监测精度不能满足准确预估剩余行驶旅程的需求；二是硬件设计复杂，这会造成电池电量监测系统自身干扰严重，自我产热过多影响性能；三是预警系统不够完善。

发明内容

针对现有电动车电池电量监测系统的不足，本发明的目的在于，提供一种基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统,该系统对电动车电池的电压和电流进行实时监控，并在电压低于安全范围时进行声光预警，驾驶员能够及时获取电池的信息，防止车辆在行驶过程中出现电池电量不足或者其他情况。

为了达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统，包括上位机和至少一个电池监控节点；所述电池监控节点包括控制芯片、电池参数采集模块、CAN通讯模块、充电模块、串口通讯模块、键盘和声光报警模块；其中，所述电池参数采集模块、CAN通讯模块、充电模块、串口通讯模块、键盘和声光报警模块均通过CAN总线与控制芯片连接；所述电池监控节点中的控制芯片与上位机通过CAN总线连接；电池参数采集模块和充电模块分别与对应的待监控电池相连接。

本实用新型还包括如下其他技术特征：

所述控制芯片采用ATmega16单片机。

所述CAN通讯模块采用TGC-300系列CAN通信模块。

所述电池参数采集模块采用DS2438电池监测芯片。

所述充电模块采用12V电动车充电模块，充电电流为1A。

所述串口通讯模块采用RS232接口电路。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：1、简化的硬件设计，降低了系统的内在功耗和内部干扰，保证良好的工作性能；2、采用CAN总线作为电池监控节点的联系通道，保证了数据准确性和数据传输速率，同时其特有的远程帧、广播帧等丰富的节点之间的通讯方式；3、能准确测量电池电压和电流并在电压低于安全范围时进行预警。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步解释说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

具体实施方式

以下给出本实用新型的一个实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

遵从上述技术方案，电池监控节点的数量取决于待监控的电池的数量。当电池监控节点为多个时，各个电池监控节点中的控制芯片通过CAN总线连接。

本实施例中，上位机采用S3C44B0X芯片。

控制芯片采用ATmega16单片机。ATmega16单片机是atmel公司的8位系列单片机中配置最高的一款单片机，工作稳定可靠，应用极其广泛。ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，数据吞吐率高达1MIPS/MHz，有效减缓了系统在功耗和处理速度之间的矛盾。所有的寄存器都直接与运算逻单元（ALU）相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器，大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐率。

CAN通讯模块采用通广集团古津高科技有限公司的TGC-300系列CAN通信模块。该CAN通信模块是一种串行总线系统，特别适合智能工业设备网络和楼宇自动化控制系统。拥有高传输速度(高达1Mbps)和可靠性，能够以高性能和高品质的来实现监控系统。基于实时和多主机的特性，容易的建立稳定的系统。

电池参数采集模块采用DS2438电池监测芯片。DS2438是美国Dallas公司生产的动力电池组检测芯片，专门用于电池检测，该芯片内部集成了温度传感器、A/D转换器、电流积分器等电路，具有测量电池的温度、电压、电流和累计电量等多项功能。

充电模块采用济南启能电子科技有限公司的规格为12V电动车充电模块，充电电流为1A。

串口通讯模块采用RS232接口电路，主监控节点能够与上位机ARM进行通信，将各监控节点采集到的电池参数实时传给ARM芯片。同时也可以接受上位机所下达的指令。为了保证串口通信的准确率，上位机ARM芯片主频设为78M，上位机和主节点统一采用57600bps的串口通讯波特率。

声光报警模块采用声光报警器。

键盘采用双飞燕TK-5USB键盘。通过按键可以手动发送CAN信息，也可发送远程帧，主动获取上位机的控制信息，还可对电池监控节点的参数进行设定。

本实用新型的工作原理如下：

实际工作中，电池监控节点中的电池参数实时采集对应电池的温度、电压和电流等信息，并将这些信息通过CAN总线发送给上位机。上位机通过CAN总线收集电池监控节点的信息，对接收到的数据信息进行处理，并将处理结果发送给相应的电池监控节点的控制芯片，控制芯片接收上位机的控制信息；当情况异常（如电池电量不足、温度过高等）时，控制芯片根据接收到的控制信息控制报警模块报警。同时，用户也可通过键盘发送数据给上位机进行参数设定。

Claims (6)

1.一种基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统，其特征在于，包括上位机和至少一个电池监控节点；所述电池监控节点包括控制芯片、电池参数采集模块、CAN通讯模块、充电模块、串口通讯模块、键盘和声光报警模块；其中，所述电池参数采集模块、CAN通讯模块、充电模块、串口通讯模块、键盘和声光报警模块均通过CAN总线与控制芯片连接；所述电池监控节点中的控制芯片与上位机通过CAN总线连接；电池参数采集模块和充电模块分别与对应的待监控电池相连接。

2.如权利要求1所述的基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统，其特征在于，所述控制芯片采用ATmega16单片机。

3.如权利要求1所述的基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统，其特征在于，所述CAN通讯模块采用TGC-300系列CAN通信模块。

4.如权利要求1所述的基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统，其特征在于，所述的电池参数采集模块采用DS2438电池监测芯片。

5.如权利要求1所述的基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统，其特征在于，所述充电模块采用12V电动车充电模块，充电电流为1A。

6.如权利要求1所述的基于CAN总线的电动车辆的电池电量监测系统，其特征在于，所述串口通讯模块采用RS232接口电路。

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