CN210112150U - 一种电动汽车t-box系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车T‑BOX系统，用于获取所述电动汽车的状态信息和位置信息，其包括电机控制器、电池控制器、第一局域网、第二局域网及定位模块，所述第一局域网和所述第二局域网内连接有共模电感，以滤除共模干扰，以获取所述电动汽车的状态信息；所述第一局域网与所述电机控制器连接，以获取电机的参数信息；所述第二局域网与所述电池控制器连接，以获取电池的剩余电量、电池寿命及电池温度信息；所述定位模块设置于所述电动汽车内，以获取所述电动汽车的位置信息，以便于电动汽车在拥挤繁忙的复杂环境中，仍能够准确的获取电动汽车的位置信息和状态信息。

Description

一种电动汽车T-BOX系统

【技术领域】

本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车T-BOX系统。

【背景技术】

在车联网系统中，T-BOX系统(Telematics BOX，远程信息处理器)是其中一个重要的组成部分,其作用主要在于获取电动汽车的位置信息和状态信息。

当电动汽车位于拥挤繁忙的复杂环境中，T-BOX系统在获取电动汽车的位置信息和状态信息时，很容易受到外部共模电压的干扰，严重时甚至会使T-BOX系统中的部件烧毁，为防止共模电压的干扰，也有采用隔离电路的方式，但是隔离电路的成本过高，不能适应大众的消费水平。

【实用新型内容】

为克服现有技术存在的问题，本实用新型提供一种电动汽车T-BOX系统。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种电动汽车T-BOX系统，用于获取所述电动汽车的状态信息和位置信息，其包括电机控制器、电池控制器、第一局域网、第二局域网及定位模块，所述第一局域网和所述第二局域网内连接有共模电感，以滤除共模干扰，以获取所述电动汽车的状态信息；所述第一局域网与所述电机控制器连接，以获取电机的参数信息；所述第二局域网与所述电池控制器连接，以获取电池的剩余电量、电池寿命及电池温度信息；所述定位模块设置于所述电动汽车内，以获取所述电动汽车的位置信息。

优选地，所述共模电感的型号为WE510。

优选地，所述定位模块包括定位电路和外接天线，所述外接天线接收卫星信号，并通过所述定位电路传输所述卫星信号，以获取所述电动汽车的位置信息。

优选地，所述电动汽车T-BOX系统还包括云服务器，所述云服务器通过无线信号互传所述电动汽车的状态信息及位置信息。

优选地，所述电动汽车T-BOX系统进一步包括电压调节模块，所述电压调节模块与定位模块电连接，以调节定位模块所需的电压。

优选地，所述电动汽车T-BOX系统进一步包括夜视三维传感器和显示器，所述夜视三维传感器用于检测所述电动汽车的周边环境，所述显示器用于显示所述夜视三维传感器检测的周边环境。

优选地，所述电动汽车T-BOX系统进一步包括车载摄像头和显示器，所述车载摄像头用于检测所述电动汽车的周边环境，所述显示器用于显示所述车载摄像头检测的周边环境。

优选地，所述电动汽车T-BOX系统进一步包括自检模块，所述自检模块用于对所述电动汽车进行故障检测。

优选地，所述电动汽车T-BOX系统进一步包括自救模块及安全气囊，所述自救模块用于获得碰撞信息之后，弹出安全气囊。

与现有技术相比，本实用新型的电动汽车T-BOX系统具有以下优点：

1.在控制器局域网总线内置共模电感，中央处理器和控制系统通过控制器局域网总线连接，以获取所述电动汽车的状态信息，中央处理器与所述定位模块连接，以获取所述电动汽车的位置信息，共模电感可以降低控制器局域网中个节点之间的共模电压，提升电动汽车T-BOX系统的抗共模干扰的能力，以便于电动汽车在拥挤繁忙的复杂环境中，仍能够准确的获取电动汽车的位置信息和状态信息，同时，使用共模电感的成本更低。

2.通过第一局域网连接电机控制器，第二局域网连接电池控制器，将第一局域网和第二局域网独立设置，以减小数据传输的出错率。

3.通过外接天线接收卫星信号，并通过定位电路将外接天线接收的卫星信号传输至中央处理器，以获取电动汽车的位置信息，便于车管所管理监控电动汽车。

4.中央处理器与云服务器通过无线信号进行数据传输，以电动汽车的状态信息及位置信息，有利于提升远程信息传输数据的实时性。

5.电压调节模块与所述控制系统、中央处理器及定位模块电连接，以调节所述控制系统、中央处理器及定位模块所需的电压，有利于电动汽车T-BOX系统稳定的传输数据。

6.通过夜视三维传感器的检测结果，获取驾驶电动汽车与周边环境之间的距离，提高行车的安全性。

7.通过红外激光器、衍射光学元件及红外相机的配合检测作用，以便于司机根据夜视三维传感器的检测结果获知电动汽车与周边环境之间的距离，提高机行车安全。

8.通过车载摄像头的检测获得电动汽车的周边环境，提高白天行车的安全性。

9.通过侧视广角镜头、倒车镜头和前视镜头的配合检测作用，以便于司机根据车载摄像头全方位的获取电动汽车的周边环境，消除驾驶时的视野盲区，提高行车安全。

10.通过预警模块进行安全事件和紧急事件的预警，以便于司机及时了安全事件和紧急事件，以增加司机对事件发生的应急反应的时间，避免事故发生。

【附图说明】

图1是本实用新型电动汽车T-BOX系统中的模块示意图。

图2是本实用新型电动汽车T-BOX系统中控制器局域网总线和控制系统的模块示意图。

图3A是本实用新型电动汽车T-BOX系统中第一局域网的电路示意图。

图3B是本实用新型电动汽车T-BOX系统中第一局域网的电路示意图。

图4是本实用新型电动汽车T-BOX系统中定位模块的示意图。

图5是本实用新型电动汽车T-BOX系统中夜视三维传感器和车载摄像头的模块示意图。

图6是本实用新型电动汽车T-BOX系统中夜视三维传感器的模块示意图。

图7是本实用新型电动汽车T-BOX系统中夜视三维传感器的原理示意图。

图8是本实用新型电动汽车T-BOX系统中车载摄像头的模块示意图。

图9是本实用新型电动汽车T-BOX系统中央处理器的模块示意图。

图10是本实用新型电动汽车T-BOX系统信号传输的模块示意图。

附图标记说明：1、电动汽车T-BOX系统；11、控制系统；12、中央处理器；13、定位模块；14、控制器局域网总线；15、电压调节模块；16、夜视三维传感器；17、车载摄像头；18、云服务器；19、设备终端；10、显示器； 111、电机控制器；112、电池控制器；121、自检模块；122、预警模块；123、自救模块；131、定位电路；132、外接天线；141、第一局域网；142、第二局域网；143、共模电感；161、红外激光器；162、衍射光学元件；163、红外相机；171、侧视广角镜头；172、倒车镜头；173、前视镜头。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供一种电动汽车T-BOX系统 1，用于获取电动汽车的状态信息和位置信息，其包括控制系统11、控制器局域网总线14、中央处理器12及定位模块13；

控制系统11用于对电动汽车进行控制，并检测电动汽车的状态信息，中央处理器12与定位模块13连接，以获取电动汽车的位置信息，控制器局域网总线14内置共模电感143，中央处理器12通过控制器局域网总线14与控制系统 11连接，以获取所述电动汽车的状态信息。

可以理解，状态信息包括电机状态信息和电池状态信息。在控制器局域网总线14内置共模电感(Commonmode Chock)143，可以降低控制器局域网中各节点之间的共模电压，提升电动汽车T-BOX系统1的抗共模干扰的能力，以便于电动汽车在拥挤繁忙的复杂环境中，仍能够准确的获取电动汽车的位置信息和状态信息。

具体地，控制系统11包括电机控制器111和电池控制器112，电机控制器111对电动汽车内的电机进行控制，并将电机的参数信息传输至中央处理器12；可以理解，参数信息包括电机的转速、温度、扭矩、功率等信息；

电池管理控制器对电动汽车内的电池进行控制，并将电池的剩余电量SOC(Stateof Charge)、电池寿命SOH (state of health)及电池温度等状态信息传输至中央处理器12。以便于用户实时了解电动汽车中电机和电池的状态信息，消除安全隐患。

进一步地，电动汽车T-BOX系统1还包括电压调节模块15，电压调节模块15与控制系统11、中央处理器12及定位模块13电连接，以调节控制系统11、中央处理器12及定位模块13所需的电压，有利于电动汽车T-BOX系统1稳定的传输数据。

请参阅图2，控制系统11包括电机控制器111和电池控制器112，控制器局域网总线14包括第一局域网141和第二局域网142；

第一局域网141与电机控制器111连接，以供中央处理器12获取电机的转速、温度、扭矩、功率信息；

第二局域网142与电池控制器112连接，以供中央处理器12获取电池的剩余电量、电池寿命及电池温度信息；

通过设置相互独立第一局域网141和第二局域网142，以减小数据传输的出错率。

请参阅图3A-3B，具体地，第一局域网141和第二局域网142内均设置有共模电感143，且外接CAN收发器，收发器采用NXP公司的TJA1050芯片。当电动汽车的环境复杂时，CAN总线各节点之间存在很高的共模电压，虽然控制器局域网总线14采用的是差分传输方式，具有一定的抗共模干扰的能力，但当共模电压超过CAN驱动器的极限接收电压时，CAN收发器就无法正常工作了，严重时甚至会烧毁芯片。为了适应强干扰环境或是高性能要求，必须对控制器局域网总线14中各通信节点实行电气隔离。

WE510是共模电感143，可以滤除信号线的共模电磁干扰，衰减差分信号高频部分，抑制控制器局域网总线14 接口自身向外发出的电磁干扰，在传导干扰方面有很好的改善作用，相对于使用隔离电路过滤干扰的方式而言，本方案的，而且此方法成本更低。在CAN_H和CAN_L之间并接两个120欧姆的电阻，可以匹配总线阻抗，消除信号反射。 PESD1CAN是专用于控制器局域网总线14的保护二极管ESD (Electro Static Discharge)，可以有效产生静电防护和其他瞬变干扰。

请参阅图4，定位模块13包括定位电路131和外接天线 132，外接天线132接收卫星信号，并通过定位电路131将卫星信号传输至中央处理器12，以获取电动汽车的位置信息，便于司机及车管所管理监控电动汽车。

可以理解，外接天线132支持多种卫星导航系统，包括中国的BDS(BeiDouNavigation Satellite System，北斗卫星导航系统)，美国的GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)，俄罗斯的GLONASS(Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统)，欧盟的GALILEO(Galileo satellite navigation system，伽利略卫星导航系统)，日本的QZSS(Quasi-Zenith Satellite System，准天顶卫星系统)以及SBAS(Satellite-Based Augmentation System，卫星增强系统)、WAAS(Wide AreaAugmentation System，广域扩充系统)，EGNOS(European Geostationary NavigationOverlay Service，欧洲地球静止导航重叠服务)，GAGAN (GPS Aided Geo AugmentedNavigation，GPS辅助型静地轨道增强导航系统)，MSAS(Multi-Functional SatelliteAugmentation System，多功能卫星增强系统)。是一款真正意义的六合一多模卫星导航定位芯片，可以同时接收六个卫星导航系统的GNSS(Global Navigation Satellite System)信号，并且实现联合定位、导航。

请参阅图5,电动汽车T-BOX系统1还包括夜视三维传感器16、车载摄像头17及显示器10，夜视三维传感器16 用于检测电动汽车的周边环境，进而由中央处理器12对夜视三维传感器16的检测结果进行处理，以计算电动汽车与周边环境之间的距离，最后将处理的结果显示在显示器10 上；车载摄像头17用于在白天检测电动汽车的周边环境，进而由中央处理器12对车载摄像头17的检测结果进行处理，并在显示器10上以3D车身结构的形式显示。

可以理解，周边环境包括道路线、行人、建筑等；3D 车身结构的形式即为在显示器10中电动汽车的模型图，同时在模型图的四周显示电动汽车的周边环境，即车载摄像头17检测的周边环境，以实现360°全景行车影像。

白天行驶时，可结合夜视三维传感器16和车载摄像头 17一同检测电动汽车的周边环境，以便于司机根据显示器 10中车载摄像头17的检测结果获知电动汽车的周边环境，同时根据夜视三维传感器16的检测结果，获知电动汽车与周边环境之间的距离。

可以理解，通过夜视三维传感器16和车载摄像头17 还可以检测异物或者物体靠近，并根据异物或物体靠近的距离发出蜂鸣声。

夜间行驶时，可根据夜视三维传感器16检测电动汽车的周边环境，并由中央处理器12对夜视三维传感器16的检测结果进行处理，获得电动汽车与周边环境之间的距离，并显示在显示器10上。

可以理解，中央处理器12内置信号处理器DSP (digital signal processor)，并利用图像拼接和畸变校正算法进行图像处理，具体的处理方法在此不做赘述。

请参阅图6，夜视三维传感器16包括红外激光器161、衍射光学元件162及红外相机163，红外激光器161发送红外线经过衍射光学元件162在周边环境中形成散斑图像 (散斑图像即为结构光)，周边环境反射该散斑图像至红外相机163，红外相机163记录散斑图像并传输至中央处理器12，进而由中央处理器12对反射的散斑图像进行三维重建处理，计算电动汽车与周边环境之间的距离并显示在显示器10上。

可以理解，红外激光器161设置于电动汽车上，以向周边发射红外线，衍射光学元件162设置于红外激光器161 发射的红外线方向上，以在周边环境上形成散斑图像并形成反射的散斑图像，红外相机163设置于所述散斑图像的反射方向。

请参阅图7，具体地，D表示红外激光发射器的位置， C表示红外相机163镜头的位置，H表示红外相机163的成像面，在红外相机163距离L处是一个参考平面G。红外激光器161发射的光线DE，照射到参考平面G上时形成反射光线，反射光线将在红外相机163的成像面H上落到点B处，当环境中有一待检测面F时，光线DE将被待检测面F遮挡，并在待检测面F上形成散斑图像，散斑图像在待检测面F上经过反射，落在成像面上的点A处，此时图像处理器12根据，反射的散斑图像进行三维重建处理，以获得待检测面F在周边环境中的位置，并显示在显示器111上，进而待检测面F的深度信息Dis(Distance)就转换成了参考平面G与待检测面F在成像面H上的一个偏移量AB，最后，利用三角几何关系即可根据这个偏移量AB求出待检测面F与红外相机163之间的距离，也即电动汽车与该待检测面F之间的距离，以便于司机根据显示器10上显示的重建结果和中央处理器12计算的距离驾驶电动汽车，避免由于司机不能准确的判断与周边环境的距离而造成事故。

可以理解，散斑图像随着深度的不同而变化形状，如参考平面G、待检测面F与电动汽车的距离不同，因此，散斑图像在参考平面G、待检测面F上的形状不同，进而经过参考平面G、待检测面F反射的散斑图像的位置也不同，最终在成像面H上的不同位置成像。

请参阅图8，车载摄像头17包括侧视广角镜头171、倒车镜头172和前视镜头173，侧视广角镜头171安装于电动汽车的两侧，以检测电动汽车两侧的环境；倒车镜头172 安装于电动汽车的车尾，以检测电动汽车后方的环境；前视镜头173安装于电动汽车的车头，以检测电动汽车前方的环境。

中央处理器12将侧视广角镜头171、倒车镜头172和前视镜头173检测的画面进行拼接，并在显示器10上以3D车身结构的形式显示，以便于司机结合显示器10上的画面驾驶电动汽车，以消除驾驶时的视野盲区，避免由于盲区而造成的交通事故。

请参阅图9，中央处理器12包括自检模块121、预警模块122及自救模块123，自检模块121用于对电动汽车进行故障检测，并在显示器10上以3D车身结构的形式显示检测结果；预警模块122用于预报安全事件和紧急事件，夜视三维传感器16将对应的检测信号传送至预警模块122，预警模块122可对应发出警报。通过自检模块121，以便于司机了解电动汽车的故障根源；通过预警模块122，以增加司机对事件发生的应急反应的时间，避免事故发生，自救模块123用于在发生交通事故之后弹出安全气囊以保证电动汽车内人员的安全，并可向报警平台及急救平台发出事故的位置和事故等级，其中事故等级可基于相应的检测结构获知电动汽车及其电池的损坏情况，而进一步进行评估。

可以理解，故障检测包括电机故障检测、电池故障检测、油门踏板故障检测等，当电机或电池出现故障时，自检模块114通过控制器局域网总线14读取电机控制器15、电池管理控制器16及整车控制器18的故障代码，根据故障代码在显示器111上以高亮显示的方式显示对应的故障部件，故障代码为人为设定；安全事件包括天气预报、道路状况充电提醒及充电导航等；紧急事件包括超速预报、车距预报等。

请参阅图10,电动汽车T-BOX系统1还包括云服务器 18，云服务器18与中央处理器12通过无线信号互传所述电动汽车的状态信息及位置信息,以供用户通过手机电脑等终端设备与云服务器18连接，以通过终端设备获取中央处理器12的信息。

可以理解，无线信号包括4G信号、5G信号及WIFI信号等。终端设备可以获取管理电机控制器111、电池管理控制器的历史数据，并提供升级管理，同时，也可进行用户认证、管理功能，显示安全检测数据，提供车身体检报告和报警事件等，并可以进行远程体检，获得相关电动汽车参数，同时配有故障与安全历史、故障趋势分析与可视化 3D定位等，还配有智能行驶模块，含充电导航、天气分析与充电提醒等，维护保养模块与语音呼叫中心。

与现有技术相比，本实用新型的电动汽车T-BOX系统具有以下优点：

1.在控制器局域网总线内置共模电感，中央处理器和控制系统通过控制器局域网总线连接，以获取所述电动汽车的状态信息，中央处理器与所述定位模块连接，以获取所述电动汽车的位置信息，共模电感可以降低控制器局域网中个节点之间的共模电压，提升电动汽车T-BOX系统的抗共模干扰的能力，以便于电动汽车在拥挤繁忙的复杂环境中，仍能够准确的获取电动汽车的位置信息和状态信息，同时，使用共模电感的成本更低。

2.通过第一局域网连接电机控制器，第二局域网连接电池控制器，将第一局域网和第二局域网独立设置，以减小数据传输的出错率。

3.通过外接天线接收卫星信号，并通过定位电路将外接天线接收的卫星信号传输至中央处理器，以获取电动汽车的位置信息，便于车管所管理监控电动汽车。

4.中央处理器与云服务器通过无线信号进行数据传输，以电动汽车的状态信息及位置信息，有利于提升远程信息传输数据的实时性。

5.电压调节模块与所述控制系统、中央处理器及定位模块电连接，以调节所述控制系统、中央处理器及定位模块所需的电压，有利于电动汽车T-BOX系统稳定的传输数据。

6.通过夜视三维传感器的检测结果，获取驾驶电动汽车与周边环境之间的距离，提高行车的安全性。

7.通过红外激光器、衍射光学元件及红外相机的配合检测作用，以便于司机根据夜视三维传感器的检测结果获知电动汽车与周边环境之间的距离，提高机行车安全。

8.通过车载摄像头的检测获得电动汽车的周边环境，提高白天行车的安全性。

9.通过侧视广角镜头、倒车镜头和前视镜头的配合检测作用，以便于司机根据车载摄像头全方位的获取电动汽车的周边环境，消除驾驶时的视野盲区，提高行车安全。

10.通过预警模块进行安全事件和紧急事件的预警，以便于司机及时了安全事件和紧急事件，以增加司机对事件发生的应急反应的时间，避免事故发生。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车T-BOX系统，用于获取所述电动汽车的状态信息和位置信息，其特征在于：其包括电机控制器、电池控制器、第一局域网、第二局域网及定位模块，所述第一局域网和所述第二局域网内连接有共模电感，以滤除共模干扰，以获取所述电动汽车的状态信息；

所述第一局域网与所述电机控制器连接，以获取电机的参数信息；

所述第二局域网与所述电池控制器连接，以获取电池的剩余电量、电池寿命及电池温度信息；

所述定位模块设置于所述电动汽车内，以获取所述电动汽车的位置信息。

2.如权利要求1所述的电动汽车T-BOX系统，其特征在于：所述共模电感的型号为WE510。

3.如权利要求1所述的电动汽车T-BOX系统，其特征在于：所述定位模块包括定位电路和外接天线，所述外接天线接收卫星信号，并通过所述定位电路传输所述卫星信号，以获取所述电动汽车的位置信息。

4.如权利要求1所述的电动汽车T-BOX系统，其特征在于：所述电动汽车T-BOX系统还包括云服务器，所述云服务器通过无线信号互传所述电动汽车的状态信息及位置信息。

5.如权利要求1所述的电动汽车T-BOX系统，其特征在于：所述电动汽车T-BOX系统进一步包括电压调节模块，所述电压调节模块与所述定位模块电连接，以调节定位模块所需的电压。

6.如权利要求1所述的电动汽车T-BOX系统，其特征在于：所述电动汽车T-BOX系统进一步包括夜视三维传感器和显示器，所述夜视三维传感器用于检测所述电动汽车的周边环境，所述显示器用于显示所述夜视三维传感器检测的周边环境。

7.如权利要求6所述的电动汽车T-BOX系统，其特征在于：所述夜视三维传感器包括红外激光器、衍射光学元件及红外相机，所述红外激光器发射红外线经过衍射光学元件在外部物体上形成散斑图像，所述红外相机获取散斑图像。

8.如权利要求1所述的电动汽车T-BOX系统，其特征在于：所述电动汽车T-BOX系统进一步包括车载摄像头和显示器，所述车载摄像头用于检测所述电动汽车的周边环境，所述显示器用于显示所述车载摄像头检测的周边环境。

9.如权利要求8所述的电动汽车T-BOX系统，其特征在于：所述车载摄像头包括侧视广角镜头、倒车镜头和前视镜头，所述侧视广角镜头检测所述电动汽车两侧的环境，所述倒车镜头检测所述电动汽车后方的环境，所述前视镜头检测所述电动汽车前方的环境。

10.如权利要求1-9任一项所述的电动汽车T-BOX系统，其特征在于：所述电动汽车T-BOX系统进一步包括自救模块及安全气囊，所述自救模块用于获得碰撞信息之后，弹出安全气囊。

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