CN205450766U - 一种集成电池管理和车身控制功能的整车控制器 - Google Patents

一种集成电池管理和车身控制功能的整车控制器 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，包括主控芯片、数字量输入电路、模拟量输入电路、频率信号采集电路、数字量输出电路和CAN通信模块；所述主控芯片通过数字量输入电路与外围开关设备连接、通过模拟量输入电路与外围模拟传感器设备连接、通过频率信号采集电路与外围脉冲式传感器设备连接、通过数字量输出电路与外围继电器设备连接、通过CAN通信模块与仪表、电池数据采集模块和电机控制器连接。本实用新型在保证整车高效节能的同时还集成了电池管理和车身控制功能，功能全面，集成度高。

Description

一种集成电池管理和车身控制功能的整车控制器
技术领域
本实用新型涉及纯电动汽车电子控制技术领域，具体是一种集成电池管理和车身控制功能的整车控制器。
背景技术
纯电动汽车整车控制器是整车控制系统的核心部件，它采集电机控制系统信号、加速踏板信号、制动踏板信号及其它部件信号，根据驾驶员的驾驶意图综合分析并做出相应判断后，计算出所需要的电机输出转矩等参数，从而协调各个动力部件的运动，保障电动汽车的正常行驶。目前的整车控制器的功能都局限于整车控制逻辑的实现，控制功能单一。在纯电动汽车上除了整车控制器实现整车的逻辑控制，还需要安装电池管理系统对电池进行监控，对于车身控制还需要安装车身控制器，不仅集成度低，而且增加了系统的复杂性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，不仅能够实现整车控制的逻辑功能，还能够实现电池管理系统和车身控制器的功能，集成度高，降低系统的复杂度。
本实用新型的技术方案为：
一种集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，包括主控芯片、数字量输入电路、模拟量输入电路、频率信号采集电路、数字量输出电路和CAN通信模块；
所述数字量输入电路的输入端与外围开关设备的输出端连接，所述模拟量输入电路的输入端与外围模拟传感器设备的输出端连接，所述频率信号采集电路的输入端与外围脉冲式传感器设备的输出端连接，所述数字量输入电路、模拟量输入电路和频率信号采集电路的输出端与主控芯片的输入端连接；
所述主控芯片的输出端通过数字量输出电路与外围继电器设备的输入端连接，所述主控芯片的输出端通过CAN通信模块与仪表的输入端连接，所述主控芯片通过CAN通信模块与电池数据采集模块和电机控制器交互式连接。
所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，还包括电源模块，所述电源模块提供5V电源和12V电源，所述5V电源为主控芯片、数字量输入电路、模拟量输入电路、频率信号采集电路以及CAN通信模块提供工作电源，所述12V电源为数字量输出电路提供工作电源。
所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，所述主控芯片选用型号为MPC5634M的32位汽车级主控芯片。
所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，所述外围开关设备包括油门开关、手刹开关、刹车开关、钥匙开关、车门状态开关、安全带开关、车灯开关、转向开关、车窗控制开关、充电开关和档位开关。
所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，所述外围模拟传感器设备包括油门踏板传感器和刹车踏板传感器。
所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，所述外围脉冲式传感器设备包括车速传感器。
所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，所述外围继电器设备包括空调压缩机继电器、PTC继电器、电机散热风扇继电器、助力转向系统继电器、电池放电继电器、电池充电继电器、电机使能继电器和DC/DC继电器。
本实用新型的有益效果为：
由上述技术方案可知，本实用新型中主控芯片通过数字量输入电路、模拟量输入电路、频率信号采集电路、数字量输出电路、CAN通信模块分别与外围设备连接，能够实现对电机控制器、电池、空调、助力转向系统、PTC和风扇的智能协调控制，从而实现能量系统的管理；根据油门踏板开度、刹车踏板开度和档位信息能够实现对整车进行驱动和制动的控制；根据刹车踏板开度和整车状态能够实现制动能量的回馈优化调控；根据空调请求和整车状态能够决定空调是否运行；根据电池状态作为电池管理系统的主机与电池数据采集模块的从机通信，能够实现电池管理功能；本实用新型不仅能够有效保证整车系统的运行，而且能够达到高效节能的效果，功能集成度高；
根据手刹开关、刹车开关、钥匙开关、车门状态开关、安全带开关、车灯开关、转向开关和车窗控制开关状态，能够实现对整车进行车身控制，将车身控制功能集成于整车控制器，进一步提高了功能的集成度。
因此，本实用新型在保证整车高效节能的同时还集成了电池管理和车身控制功能，功能更全面，也降低了系统的复杂度。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型。
如图1所示，一种集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，包括主控芯片1、数字量输入电路2、模拟量输入电路3、频率信号采集电路4、数字量输出电路5、CAN通信模块6和电源模块7。
数字量输入电路2的输入端与外围开关设备8的输出端连接，数字量输入电路2的输出端与主控芯片1的输入端连接，外围开关设备8包括油门开关、手刹开关、刹车开关、钥匙开关、车门状态开关、安全带开关、车灯开关、转向开关、车窗控制开关、充电开关和档位开关。
模拟量输入电路3的输入端与外围模拟传感器设备9的输出端连接，模拟量输入电路3的输出端与主控芯片1的输入端连接，外围模拟传感器设备9包括油门踏板传感器和刹车踏板传感器。
频率信号采集电路4的输入端与外围脉冲式传感器设备10的输出端连接，频率信号采集电路4的输出端与主控芯片1的输入端连接，外围脉冲式传感器设备10包括车速传感器。
主控芯片1的输出端通过数字量输出电路5与外围继电器设备11的输入端连接，外围继电器设备11包括空调压缩机继电器、PTC继电器、电机散热风扇继电器、助力转向系统继电器、电池放电继电器、电池充电继电器、电机使能继电器和DC/DC继电器。
主控芯片1的输出端通过CAN通信模块6与仪表12的输入端连接，主控芯片1通过CAN通信模块6与电池数据采集模块13和电机控制器14交互式连接。
电源模块7提供5V电源和12V电源，其中，5V电源为主控芯片1、数字量输入电路2、模拟量输入电路3、频率信号采集电路4以及CAN通信模块6提供工作电源，12V电源为数字量输出电路5提供工作电源，同时，12V电源还为油门踏板传感器、刹车踏板传感器、继电器控制端等提供工作电源。
本实用新型的工作原理：
本实用新型的整车控制器接口丰富、集成度高，融合了电池管理系统和车身控制功能，能够全面采集整车的信息，对电机控制器、电池、空调、助力转向系统、PTC和电机散热风扇以及整车系统进行智能协调控制，实现力矩分配、制动能量回馈控制、能量优化、故障诊断和处理、输入信号滤波等功能，同时通过CAN总线构成整车通信网络，完成信息共享和数据交互。
其中，主控芯片1采用高性能、大容量的32位汽车级主控芯片，具体采用总线频率为80M的MPC5634M，内部有1.5MBFlash、96KBRAM以及2路CAN总线接口，能够进行快速运算，实现驾驶意图分析、制动能量回收、电池信息采集和SOC/SOH估算、整车车身控制等功能；丰富的数字量和模拟量输入端口能够实现整车状态信息的收集，实时监控整车运行状态。
主控芯片1通过CAN通信模块6与电池数据采集模块13进行数据交互，实现对电池的管理功能，包括SOC/SOH估算、均衡、故障诊断、充电管理，同时配合充电开关、电池放电继电器、电池充电继电器、电机使能继电器、DC/DC继电器实现电池的充放电功能；主控芯片1通过CAN通信模块6与仪表12通信，将电池单体电压、温度、SOC/SOH、充电状态故障等信息显示在仪表12上。
主控芯片1通过与手刹开关、刹车开关、钥匙开关、车门状态开关、安全带开关、车灯开关、转向开关和车窗控制开关等配合完成车身控制功能；主控芯片1通过CAN通信模块6与仪表12通信，将手刹状态、刹车状态、车门状态、安全带状态和车灯信息等显示在仪表12上。
主控芯片1通过油门踏板开度、刹车踏板开度以及档位信息配合完成整车逻辑控制功能，包括驾驶意图分析、充电控制、能量管理和故障诊断功能；主控芯片1通过CAN通信模块6与仪表12通信，将油门踏板开度、刹车踏板开度和档位信息显示在仪表12上。
以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，其特征在于：包括主控芯片、数字量输入电路、模拟量输入电路、频率信号采集电路、数字量输出电路和CAN通信模块；
所述数字量输入电路的输入端与外围开关设备的输出端连接，所述模拟量输入电路的输入端与外围模拟传感器设备的输出端连接，所述频率信号采集电路的输入端与外围脉冲式传感器设备的输出端连接，所述数字量输入电路、模拟量输入电路和频率信号采集电路的输出端与主控芯片的输入端连接；
所述主控芯片的输出端通过数字量输出电路与外围继电器设备的输入端连接，所述主控芯片的输出端通过CAN通信模块与仪表的输入端连接，所述主控芯片通过CAN通信模块与电池数据采集模块和电机控制器交互式连接。
2.根据权利要求1所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块提供5V电源和12V电源，所述5V电源为主控芯片、数字量输入电路、模拟量输入电路、频率信号采集电路以及CAN通信模块提供工作电源，所述12V电源为数字量输出电路提供工作电源。
3.根据权利要求1所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，其特征在于：所述主控芯片选用型号为MPC5634M的32位汽车级主控芯片。
4.根据权利要求1所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，其特征在于：所述外围开关设备包括油门开关、手刹开关、刹车开关、钥匙开关、车门状态开关、安全带开关、车灯开关、转向开关、车窗控制开关、充电开关和档位开关。
5.根据权利要求1所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，其特征在于：所述外围模拟传感器设备包括油门踏板传感器和刹车踏板传感器。
6.根据权利要求1所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，其特征在于：所述外围脉冲式传感器设备包括车速传感器。
7.根据权利要求1所述的集成电池管理和车身控制功能的整车控制器，其特征在于：所述外围继电器设备包括空调压缩机继电器、PTC继电器、电机散热风扇继电器、助力转向系统继电器、电池放电继电器、电池充电继电器、电机使能继电器和DC/DC继电器。
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