CN207550121U - 一种电动汽车整车网络控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车整车网络控制系统，以整车控制器为主节点，基于CAN总线的分布式控制网络，采用双路CAN总线设计，更好的适应了汽车网络控制的需要，实现了各模块单元之间的信息交流、协调控制。通信显示控制模块作为电动汽车的综合信息系统，其功能向网络化，智能化，虚拟仪表化发展，达到控制汽车的各种运行工况的目的，实时地将电动汽车的必要信息通过液晶显示模块显示出来，起到了监控全局的作用。该控制网络结构简单，工作可靠，既满足电动车的实际控制需求，又使系统结构简单。本实用新型用于电动汽车。

Description

一种电动汽车整车网络控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车整车网络控制系统。

背景技术

由于环境恶化和石油危机，电动汽车发展很快，控制器、智能传感器之间的实时、高速、大容量数据的通讯，增加了系统的灵活性的同时也对汽车通信系统提出了更高的要求。所以整车控制系统的设计直接影响着电动汽车的动力性、经济性、可靠性和其它性能。以整车控制器为主节点，基于两路CAN总线的控制系统，结构简单、高效、较好地达到了车内总线对于信号传输的实时性与稳定性的要求，在电动车上有较大的应用前景。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提出了一种电动汽车整车网络控制系统，其具有成本低，实时性好、控制精度高等特点。

电动汽车是由多个子系统构成的一个复杂系统，系统间彼此协作，优化匹配，采用传统单路CAN总线，容易出现类似交通堵塞的数据堵塞情况，导致整个控制系统瘫痪。作为本实用新型的进一步改进，整车网络控制系统采用双路CAN总线结构，以整车控制器为主节点，分为动力系统CAN网络和辅助系统CAN网络，更好的适应了汽车网络控制的需要，更好地在各模块单元之间交流信息、协调控制。保证了所有数据都能顺畅地在CAN总线上传输，避免了数据堵塞的情况，这个网络不仅结构简单，而且容易维护，优势明显。

传统汽车仪表板通常是把所有的模拟仪表罗列出来，而电动汽车要求对电机的运行状态，电池的充放电状态进行监测和控制，因此传统的模拟仪表盘远不能满足现代电动汽车的发展和要求。作为本实用新型的进一步改进，利用液晶显示器代替传统仪表板，采用智能提示和组合变换的方法把最能反映当前工况的状态显示出来，信息经过分析再传输到液晶显示系统，通过液晶显示区域对驾驶员当前操作给出详细的提示，达到控制汽车各种运行状况的目的。

作为本实用新型的进一步改进，系统选用了美国TI公司TMS320LF2407A为主控制芯片，作为整车控制器的控制核心，外加电源、复位、晶振和扩展等外围电路构成了DSP最小系统，TMS320LF2407是一种低成本，低功耗、高性能的处理器，其执行速度达到30MIPS，指令周期缩短到33ns。芯片内集成有CAN控制器模块，因此只需在DSP外接适当的CAN收发器即可实现CAN总线功能。CAN收发器采用SV65HVD230，采用完善的共模及差模滤波电路设计，并利用D200进行ESD保护。液晶屏接口为RS232串口，采用MAX232作为驱动器件进行串口通信，电平转换采用4N35低速光耦隔离器件进行光耦隔离和电平转换控制。

信号处理模块是整车控制器对外的模拟量和数字量接口，是对整车实施控制的基础，没有正确与可靠的信号输入，再复杂和有效的控制策略也不可能得到良好的控制结果。作为本实用新型的进一步改进，整车控制器采用R、C对模拟量和数字量进行滤波，当电压超过设定值时，通过二极管进行嵌位，从而保护主控芯片不受损坏。

本实用新型的有益效果是：电动汽车整车网络控制系统，不仅给驾驶员提供汽车运行状态的信息，更重要的是发挥其智能管理作用，协调各子控制系统工作，提高了电动汽车整车控制性能，提高了行车安全。

附图说明

图1为电动汽车整车网络控制系统结构框图。

图2为基于DSP最小系统硬件框图。

图3为CAN总线和液晶屏接口电路图。

图4为CAN总线应用电路原理图。

图5为信号处理模块电路图。

具体实施方式

下面结合实施例参照附图进行详细说明,以便对本专利的技术特征及优点进行更深入的解释。

具体实施方式一：图1为电动汽车整车网络控制系统结构框图，系统采用双路CAN总线结构，以整车控制器为主节点，分为动力系统CAN网络和辅助系统CAN网络。动力系统的核心由3大部分组成：整车控制器、电机与电机控制器、电池与电池管理系统，动力系统的通信主要存在于三者之间，实时性和优先级较高，实现对整车运行状态的控制，因此这三个节点和通信显示控制节点构成了动力系统CAN网络。辅助系统CAN网络与对实时性和优先级低一些的控制系统：照明指示系统、空调系统、中控门锁、多媒体娱乐系统、辅助系统实现双向连接。保证了所有数据顺畅地在CAN总线上传输，避免了数据堵塞和整车控制系统瘫痪。

加速踏板、制动踏板和钥匙开关信号经信号调理单元连接整车控制器，整车控制器根据从其它的子系统收集到的数据来判断目前汽车的状态，进而控制整车工作状态，使汽车运行最优。在汽车出现故障后，整车控制器通过故障诊断和处理单元检测到故障信息，判断故障等级，对车身模块进行相应控制，并发出故障警告，确保车身处于正常状态。

具体实施方式二：为适应汽车网络控制的需要，更好地在各模块单元之间交流信息、协调控制，通信显示模块作为电动汽车的综合信息系统，起到了控制汽车的各种运行工况的目的和监控全局的作用。设计基于CAN总线的通信液晶显示控制系统，主控制器从传感器上获取司机的驾驶操作和车辆的运行状态，经过A/D转换后计算、编码为CAN报文，通过CAN总线与其他单元交换信息和传输控制指令，完成对整车的能源和安全管理，利用液晶显示器代替传统仪表板，采用智能提示和组合变换的方法把最能反映当前工况的状态显示出来。

具体实施方式三：系统选用了美国TI公司TMS320LF2407A为主控制芯片，作为整车控制器的控制核心。TMS320LF2407是一种低成本，低功耗、高性能的处理器，其执行速度达到30MIPS，指令周期缩短到33ns，内部集成CAN控制器模块，完全支持CAN2.0协议，支持标准和扩展标识符。芯片内集成有CAN控制器模块，因此只需在DSP外接适当的CAN收发器即可实现CAN总线功能，CAN收发器使用SV65HVD230，采用完善的共模及差模滤波电路设计，并利用D200进行ESD保护。液晶屏接口为RS232串口，采用MAX232作为驱动器件进行串口通信，电平转换采用4N35低速光耦隔离器件进行光耦隔离和电平转换控制。

整车控制器的电源模块设计中，选择了DC/DC控制芯片TLE7368作为电源控制芯片，内部集成了两路传感器供电电源，并带有电流限制，当出现短路时，系统可以自诊断，保证了整个控制系统本身的安全性，通过DC/DC预变换电路输出5.5V电压给外部传感器供电，大大减少了系统的功耗。

具体实施方式四：信号处理模块是整车控制器对外的模拟量和数字量接口，是对整车实施控制的基础，没有正确与可靠的信号输入，再复杂和有效的控制策略也不可能得到良好的控制结果，所有的输入信号都有可能会引入各种的故障和干扰。为了使控制系统简单且可靠，整车控制器采用R、C对模拟量和数字量进行滤波，当电压超过设定值时，通过二极管进行嵌位，从而保护主控芯片不受损坏。

Claims (3)

1.一种电动汽车整车网络控制系统，其特征是，包括钥匙开关(1)、加速踏板(2)、制动踏板(3)、信号调理单元(4)、整车控制器(5)、故障诊断和处理单元(6)、动力系统CAN总线(7)、辅助系统CAN总线(8)、电机ECU(9)、电池ECU(10)、能量管理ECU(11)、通讯显示控制模块(12)、液晶显示屏(13)、照明指示系统(14)、多媒体娱乐系统(15)、空调系统(16)、中控门锁(17)、辅助系统(18)，所述钥匙开关(1)、加速踏板(2)、制动踏板(3)通过信号调理单元(4)连接整车控制器(5)，所述故障诊断和处理单元(6)、动力系统CAN总线(7)、辅助系统CAN总线(8)连接整车控制器(5)，所述电机ECU(9)、电池ECU(10)、能量管理ECU(11)连接动力系统CAN总线(7)，所述照明指示系统(14)、多媒体娱乐系统(15)、空调系统(16)、中控门锁(17)、辅助系统(18)连接辅助系统CAN总线(8)，所述通讯显示控制模块(12)连接液晶显示屏(13)、动力系统CAN总线(7)、辅助系统CAN总线(8)。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车整车网络控制系统，其特征是，所述整车控制器(5)选用TMS320LF2407作为主控制芯片，外加电源电路、复位电路、晶振电路构成了主控制芯片的最小系统，芯片内集成有CAN控制器模块，芯片外接CAN收发器SN65HVD230连接CAN总线，锁相环外部滤波电路、仿真器JTAG、信号采集电路、外扩存储器、驱动电路连接TMS320LF2407主控制芯片，液晶屏经过驱动电路连接TMS320LF2407主控制芯片。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车整车网络控制系统，其特征是，所述TMS320LF2407芯片引脚CANTXD、CANRXD分别连接CAN收发器SN65HVD230引脚TXD、RXD，引脚CANH、CANL经由R1、R2、C1组成的共模及差模滤波电路，并经过D200进行ESD保护后连接到CAN总线，液晶屏引脚TXD、RXD连接MAX232引脚R1IN、R1OUT，TMS320LF2407芯片引脚SCIRXD、SCITXD经过4N35低速光耦隔离器连接MAX232引脚R1OUT、T1IN，整车控制器采用R3、R4、C3、C4组成信号处理电路对模拟量和数字量进行滤波，当电压超过设定值时，通过二极管D702进行嵌位，从而保护主控芯片不受损坏。