CN207842715U - 基于can总线控制系统的电动客车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线控制系统的电动客车包括车厢，底盘，车轮，驱动电机，传动装置，电源装置，电机控制器，电源控制器，整车控制器和CAN总线。车厢用于容纳乘客；底盘用于支撑车厢；车轮可安装至底盘；驱动电机通过传动装置驱动车轮，电源装置电性连接至驱动电机装置为驱动电机供电；电机控制器电性连接至驱动电机以控制驱动电机；电源控制器电性连接至电源装置以控制电源装置；整车控制器通过CAN总线与电机控制器、电源控制器通讯。本实用新型的有益之处在于提供了一种既能减少线束同时又能有效解决电池过热问题的基于CAN总线控制系统的电动客车。

Description

基于CAN总线控制系统的电动客车

技术领域

本实用新型涉及一种电动客车，具体涉及一种基于CAN总线控制系统的电动客车。

背景技术

CAN总线又称现场总线，是20世纪70年代末起始、80年代末兴起、90年代初在国际上发展形成的用语过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互联通讯网络新兴技术。目前成为国际标准的现场总线由CAN、ProfiBus、WorldFip等12种，其中CAN成为ISO国际标准组织的ISO11898标准(其他为IEC国际标准)，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络，最初由德国Bosch公司于20世纪80年代用语汽车内部测试和控制仪器之间的数据通讯。自从CAN总线诞生以来，就以其独特的设计思想、优良的性能和极高的可靠性越来越受到人们的青睐。

传统汽车电路布线主要依据电路的一般原理，按照各元件所在的位置，用符合用电设备要求的导线把各元件连接起来，构成完整的电路，系统才能正常工作。系统的用电设备越多，控制越复杂，电路线束中导线根数也相应增多，导线总长度势必增加，接插件数也随之增多，导致汽车电路更加复杂。一般情况下，汽车内部线束都装在比较隐蔽的地方，这些地方不易被发现，可一旦线束出了问题，维修师傅需要在电路中逐点排查，寻找故障，故障处理费时费力。对于复杂的电气系统故障排查，更是显得非常繁琐。传统的故障检测，一般采用电压法和电阻法来确定故障部位。这样做，不仅查找故障相当麻烦，而且维修起来也非常困难。另外，每个车型的线束都不一样，每种车型都要单独设计，从而增加了设计和试制的难度。有时为了替代某个落后的电器元件，要增加几根导线，可又无法加到原线束中，只能从外面加线，造成线路更加凌乱。

汽车电路中，采用了CAN总线技术后，各用电设备实行模块化控制，使电源系统的熔断丝和继电器的使用数量大为减少，同时各设备有自诊断功能，可以将状态信息实时在总线仪表上显示。由于的信息的互通互用，可使汽车对各控制参数的控制更加精细化，对整车性能的提高极为有利，极大地简化并优化了汽车电路。

随着科技和经济的发展，新能源汽车成为新一代的代步工具，新能源汽车具有清洁环保的优势，同时新能源汽车也面临着传统汽车所面临的线束复杂的问题，同时存在电池过热等风险。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种基于CAN总线控制系统的电动客车，包括：车厢，底盘，车轮，驱动电机，传动装置，电源装置，电机控制器，电源控制器，整车控制器和CAN总线；其中，车厢用于容纳乘客；底盘用于支撑车厢；车轮可转动的连接至底盘；驱动电机、传动装置和电源装置安装至底盘，驱动电机通过传动装置驱动车轮，电源装置电性连接至驱动电机装置为驱动电机供电；电机控制器电性连接至驱动电机以控制驱动电机；电源控制器电性连接至电源装置以控制电源装置；电机控制器、电源控制器以及整车控制器电性连接至CAN总线以使整车控制器通过CAN总线与电机控制器、电源控制器通讯。

进一步地，基于CAN总线控制系统的电动客车还包括：车身控制器，车身控制器至少输出用于控制基于CAN总线控制系统的电动客车的车身控制信号，车身控制器电性连接至CAN总线。

进一步地，车身控制器通过CAN总线与整车控制器构成连接。

进一步地，基于CAN总线控制系统的电动客车还包括：车灯，车门，车灯开关，门锁，门锁开关；车灯固定安装至车厢，车门与车厢构成转动连接；车灯开关用于控制车灯，门锁用于锁定或解锁车门，门锁开关用于控制门锁，车灯开关与门锁开关分别与车身控制器构成电性连接以使车身控制器向车灯开关和门锁开关发送控制指令。

进一步地，基于CAN总线控制系统的电动客车还包括：总线仪表，总线仪表安装在车厢内部用于反馈基于CAN总线控制系统的电动客车的参数信息。

进一步地，电源装置包括：装置箱体，隔板，支架，若干电芯和芯用温差半导体贴片；其中，装置箱体设有内部空间，隔板设置在装置箱体中，隔板将装置箱体的内部空间分隔成若干子空间，支架设置在被隔板分隔的子空间中，电芯插装至支架并被支架所支撑；芯用温差半导体贴片粘贴至电芯并且与电源控制器电性连接以使电源控制器监测芯用温差半导体产生的电压或/和电流。

进一步地，电源装置还包括：板用温差半导体贴片；板用半导体贴片粘贴在隔板的两侧并且与电源控制器电性连接以使电源控制器监测板用温差半导体产生的电压或/和电流。

进一步地，电源装置还包括：箱用温差半导体贴片；箱用温差半导体贴片粘贴在装置箱体的外侧并与电源控制器电性连接以使电源控制器监测箱用温差半导体产生的电压或/和电流。

进一步地，基于CAN总线控制系统的电动客车还包括：水箱，电泵，若干电磁阀和若干导管；水箱相对电源装置的装置箱体固定设置，电泵设有进水口和出水口，进水口连通至水箱，出水口分别连通至不同的电磁阀，装置箱体的箱壁设有若干流道，电磁阀和流道通过导管连通以使电磁阀打开时电泵从水箱中泵出的水能流入至装置箱体的流道中。

进一步地，基于CAN总线控制系统的电动客车还包括：冷却控制器，冷却控制器分别与电泵和电磁阀构成电性连接以使冷却控制器能控制电泵和电磁阀；冷却控制器与电源控制器通过CAN总线构成通讯。

本实用新型的有益之处在于：

提供了一种既能减少线束同时又能有效解决电池过热问题的基于CAN总线控制系统的电动客车。

附图说明

图1是本实用新型的基于CAN总线控制系统的电动客车的一个优选实施例的示意框图；

图2是本实用新型的基于CAN总线控制系统的电动客车的一个外观结构示意图；

图3是图2所示的基于CAN总线控制系统的电动客车移除车厢之后结构示意图；

图4是电源装置的一个优选实施例的结构示意图；

图5是水箱及相应部件的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示，一种基于CAN总线控制系统的电动客车100包括：车厢101，底盘102，车轮103，驱动电机104，传动装置105，电源装置106，电机控制器，电源控制器122，整车控制器和CAN总线；其中，车厢101用于容纳乘客；底盘102用于支撑车厢101；车轮103可转动的连接至底盘102；驱动电机104、传动装置105和电源装置106安装至底盘102，驱动电机104通过传动装置105驱动车轮103，电源装置106电性连接至驱动电机104装置为驱动电机104供电；电机控制器电性连接至驱动电机104以控制驱动电机104；电源控制器122电性连接至电源装置106以控制电源装置106；电机控制器、电源控制器122以及整车控制器电性连接至CAN总线以使整车控制器通过CAN总线与电机控制器、电源控制器122以及整车控制器通讯。

这样一来，整车控制器可以通过CAN总线通讯有效的控制其他器，比如发出控制信号。

具体而言，基于CAN总线控制系统的电动客车100还包括：车身控制器，车身控制器至少输出用于控制基于CAN总线控制系统的电动客车100的车身控制信号。

具体而言，车身控制器通过CAN总线与整车控制器构成通讯。

具体而言，基于CAN总线控制系统的电动客车100还包括：车灯107，车门107，车灯107开关，门锁，门锁开关；车灯107固定安装至车厢101，车门107与车厢101构成转动连接；车灯107开关用于控制车灯107，门锁用于锁定或解锁车门107，门锁开关用于控制门锁，车灯107开关与门锁开关分别与车身控制器构成电性连接以使车身控制器向车灯107开关和门锁开关发送控制指令。

具体而言，基于CAN总线控制系统的电动客车100还包括：总线仪表，总线仪表安装在车厢101内部用于反馈基于CAN总线控制系统的电动客车100的参数信息。

更具体而言，整车控制器，是系统的核心，负责协调处理整个系统的信息；总线仪表，对电机转速、电机温度、电机电流、车速、总分里程、制动气压、动力电池电压、动力电池电流、剩余电量SOC、车身运行状态指示灯、故障指示灯、低压蓄电池电压以及其他参数并进行实时显示。

车身控制器将采集到的各个信号与整车控制器、总线仪表通过CAN进行通讯，输出控制相应车身设备工作。

整车控制器可以采用飞思卡尔SPC5604，主要完成开关量采集、模拟量采集、CAN总线信息处理，控制整个系统的工作状态。

总线仪表可以采用飞思卡尔SPC5645，主要显示电机转速、电机温度、电机电流、车速、总分里程、制动气压、动力电池电压、动力电池电流、剩余电量SOC、车身运行状态指示灯、故障指示灯、低压蓄电池电压以及其他参数。

车身控制器可以采用STM8AF51A，将采集到的各个信号与整车控制器、总线仪表通过CAN进行通讯，输出控制相应车身设备工作。车身控制器可以将车身上的开关信号转化为芯片可以识别的高低电平，包括各种灯开关、门开关、启动开关、熄火开关、电视开关、喇叭开关、空调开关、除霜开关、雨刮开关、路牌开关、厢灯开关等；也可以将加速踏板信号、制动踏板信号、车内外温度信号、气泵温度信号、前制动气压信号、后制动气压信号等传感器信号转化为芯片可以识别的电信号，再通过内部集成的A/D模块将电信号转化为数字信号提供给芯片进行处理。

另外，基于CAN总线控制系统的电动客车100还包括：功率输出控制电路，具体而言，功率输出控制电路包括急停使能输出、油泵使能输出、气泵使能输出、空调使能输出、低压充电机使能输出、电喇叭输出、集中润滑输出、空调电源输出、倒车监视器电源输出、左远光灯输出、右远光灯输出、近光灯输出、前雾灯输出、除霜器输出、洗涤器电源、电子钟输出、路牌输出、门射灯输出、司机灯输出、广告灯电源输出、音响电源输出、显示屏电源输出、换气扇输出、厢灯输出、位置灯输出、左转向灯输出、右转向灯输出、踏步灯输出、胎压监测电源输出、干燥器电源输出、除霜高压接触器输出、排污阀输出、气泵交流接触器输出、刹车灯输出、倒车灯输出、后雾灯输出，以上都是通过功率输出电路控制外部设备进行工作。

系统上电初始化之后，采集CAN总线上的开关量、模拟量信息，并处理CAN总线节点上的信息，根据以上信息，由整车控制器判断启动、停止、允许、故障、充电等工况。在允许状态下，根据前进、后退、空档滑行计算力矩，并控制电机执行相应动作；在制动状态下，需要判断是否需要能量回馈；通过判断相应的工况，控制相应设备执行相应动作，并在总线仪表上进行显示。

采用CAN总线技术替代传统的电气线路控制方案，由整车控制器、总线仪表及车身控制器等总线单元，相互之间通过CAN总线进行通讯，可大大简化设计，减少控制导线线束，提高各种控制设备的可靠性，故障诊断可实现统一化管理，方便维修检测并降低安装与调试成本，同时可实现整套系统的模块化设计思路，大大提高整车方案设计的可移植性并缩短设计开发周期。

具体而言，电源装置106包括：装置箱体109，隔板110，支架111，若干电芯112和芯用温差半导体贴片113；其中，装置箱体109设有内部空间，隔板110设置在装置箱体109中，隔板110将装置箱体109的内部空间分隔成若干子空间，支架111设置在被隔板110分隔的子空间中，电芯112插装至支架111并被支架111所支撑；芯用温差半导体贴片113粘贴至电芯112并且与电源控制器122电性连接以使电源控制器122监测芯用温差半导体产生的电压或/和电流。

芯用温差半导体贴片113采用塞贝克效应来制成半导体结构，在芯用温差半导体贴片113两侧出现温差时，芯用温差半导体贴片113会由于温差产生一个电动势。这样一来，当电芯112的温度与环境温度产生温差时，说明该电芯112温度过高，这样一来，统计所有芯用温差半导体贴片113产生电压值即可反应电芯112的热平衡情况，电源控制器122通过采集位于一个子空间中的电芯112的芯用温差半导体贴片113的总电压即可得知该子区间中电池的热平衡情况。整车控制器可以通过CAN总线接收到电源控制器122反馈的热平衡信息，从而控制其余的设备。芯用温差半导体贴片113可以通过导线连接到电源控制器122。

具体而言，电源装置106还包括：板用温差半导体贴片114；板用半导体贴片粘贴在隔板110的两侧并且与电源控制器122电性连接以使电源控制器122监测板用温差半导体产生的电压或/和电流。板用温差半导体贴片114采用与芯用温差半导体贴片113同样的原理，板用温差半导体贴片114可以反映不同子空间之间的热平衡情况，从而可以对过热的子空间的电芯112进行散热。

具体而言，电源装置106还包括：箱用温差半导体贴片115；箱用温差半导体贴片115粘贴在装置箱体109的外侧并与电源控制器122电性连接以使电源控制器122监测箱用温差半导体产生的电压或/和电流。箱用温差半导体贴片115可以直接监控电池装置与外界的温差情况从而得知电源装置106整体是否过热是否需要冷却。

具体而言，基于CAN总线控制系统的电动客车100还包括：水箱116，电泵117，若干电磁阀118和若干导管119；水箱116相对电源装置106的装置箱体109固定设置，电泵117设有进水口和出水口，进水口连通至水箱116，出水口分别连通至不同的电磁阀118，装置箱体109的箱壁设有若干流道120，电磁阀118和流道120通过导管119连通以使电磁阀118打开时电泵117从水箱116中泵出的水能流入至装置箱体109的流道120中。

需要说明的，装置箱体109箱壁设有若干流道120，每个流道120都设有入口和出口，入口连通到水泵117的出水口，流道120的出口连接回到水箱116构成水路循环。多条流道120分别设置在不同的被隔板110分隔的区域，控制不同的电磁阀118可以向某些温度搞的区域单独实现水冷。

具体而言，基于CAN总线控制系统的电动客车100还包括：冷却控制器121，冷却控制器121分别与电泵117和电磁阀118构成电性连接以使冷却控制器121能控制电泵117和电磁阀118；冷却控制器121与电源控制器122通过CAN总线构成通讯。冷却控制器121可以通过控制电泵117的功率控制给流道120供水的流量和速度从而调整冷却效果。

电源控制器122可以设置装置箱体109形成夹层中与电芯112所在空间分隔。类似地，采用水箱116设置在水箱116形成的夹层中。

采用水箱116等装置可以有效对电源装置106进行温度控制，从而保证电动车的良性运转。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于CAN总线控制系统的电动客车，其特征在于：所述基于CAN总线控制系统的电动客车包括：车厢，底盘，车轮，驱动电机，传动装置，电源装置，电机控制器，电源控制器，整车控制器和CAN总线；其中，所述车厢用于容纳乘客；所述底盘用于支撑所述车厢；所述车轮可转动的连接至所述底盘；所述驱动电机、传动装置和电源装置安装至所述底盘，所述驱动电机通过所述传动装置驱动所述车轮，所述电源装置电性连接至所述驱动电机为所述驱动电机供电；所述电机控制器电性连接至所述驱动电机以控制所述驱动电机；所述电源控制器电性连接至所述电源装置以控制所述电源装置；所述电机控制器、电源控制器以及所述整车控制器电性连接至所述CAN总线。

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线控制系统的电动客车，其特征在于：所述基于CAN总线控制系统的电动客车还包括：车身控制器，所述车身控制器至少电性连接至所述CAN总线。

3.根据权利要求2所述的基于CAN总线控制系统的电动客车，其特征在于：所述车身控制器通过所述CAN总线与所述整车控制器构成电性连接。

4.根据权利要求2所述的基于CAN总线控制系统的电动客车，其特征在于：所述基于CAN总线控制系统的电动客车还包括：车灯，车门，车灯开关，门锁，门锁开关；所述车灯固定安装至所述车厢，所述车门与所述车厢构成转动连接；所述车灯开关用于控制所述车灯，所述门锁用于锁定或解锁所述车门，所述门锁开关用于控制所述门锁，所述车灯开关与所述门锁开关分别与所述车身控制器构成电性连接以使所述车身控制器向所述车灯开关和所述门锁开关发送控制指令。

5.根据权利要求1所述的基于CAN总线控制系统的电动客车，其特征在于：所述基于CAN总线控制系统的电动客车还包括：总线仪表，所述总线仪表安装在所述车厢内部用于反馈所述基于CAN总线控制系统的电动客车的参数信息。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于CAN总线控制系统的电动客车，其特征在于：所述电源装置包括：装置箱体，隔板，支架，若干电芯和芯用温差半导体贴片；其中，所述装置箱体设有内部空间，所述隔板设置在所述装置箱体中，所述隔板将所述装置箱体的内部空间分隔成若干子空间，所述支架设置在被所述隔板分隔的子空间中，所述电芯插装至所述支架并被所述支架所支撑；所述芯用温差半导体贴片粘贴至所述电芯并且与所述电源控制器电性连接以使所述电源控制器监测所述芯用温差半导体产生的电压或/和电流。

7.根据权利要求6所述的基于CAN总线控制系统的电动客车，其特征在于：所述电源装置还包括：板用温差半导体贴片；所述板用半导体贴片粘贴在隔板的两侧并且与所述电源控制器电性连接以使所述电源控制器监测所述板用温差半导体产生的电压或/和电流。

8.根据权利要求7所述的基于CAN总线控制系统的电动客车，其特征在于：所述电源装置还包括：箱用温差半导体贴片；所述箱用温差半导体贴片粘贴在所述装置箱体的外侧并与所述电源控制器电性连接以使所述电源控制器监测所述箱用温差半导体产生的电压或/和电流。

9.根据权利要求8所述的基于CAN总线控制系统的电动客车，其特征在于：所述基于CAN总线控制系统的电动客车还包括：水箱，电泵，若干电磁阀和若干导管；所述水箱相对所述电源装置的装置箱体固定设置，所述电泵设有进水口和出水口，所述进水口连通至所述水箱，所述出水口分别连通至不同的所述电磁阀，所述装置箱体的箱壁设有若干流道，所述电磁阀和所述流道通过所述导管连通以使所述电磁阀打开时所述电泵从所述水箱中泵出的水能流入至所述装置箱体的流道中。

10.根据权利要求9所述的基于CAN总线控制系统的电动客车，其特征在于：所述基于CAN总线控制系统的电动客车还包括：冷却控制器，所述冷却控制器分别与所述电泵和电磁阀构成电性连接以使所述冷却控制器能控制所述电泵和电磁阀；所述冷却控制器与所述电源控制器通过所述CAN总线构成通讯。