CN216268803U - 车载控制系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种车载控制系统，车载控制系统包括电池系统、电机系统、电控系统和主控芯片模块。电池系统包括动力电池和与动力电池连接的动力电池监控单元，动力电池监控单元通过硬线与所述动力电池连接，动力电池监控单元用于监控动力电池的供电参数；电机系统用于将所述电池系统提供的电能转换为机械能以驱动所述车辆；电控系统用于控制所述车辆的传感器、电子控制器和驱动器；主控芯片模块分别与电池系统、电机系统、电控系统连接，主控芯片模块用于控制所述车辆的电机系统、电池系统和电控系统。这种车载控制系统用一个主控芯片实现了电池系统、电机系统和电控系统的控制，减少了车辆的控制芯片，降低了车辆的控制成本。

Description

车载控制系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体涉及一种车载控制系统和车辆。

背景技术

目前，市面上的电动汽车的型号越来越多，电动汽车也以其环保、低耗能等优势越来越为大家所接受。而传统的电动汽车的核心装置包括汽车的整车控制器、电池管理系统和电机控制器，统称三电系统。汽车的三电系统通过CAN 通讯和高压互锁回路互相联系，共同保障整车的安全状态。由于涉及整车安全，三电系统的主控芯片通常要求达到车规级，这会导致三电系统控制器的成本过高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种车载控制系统，旨在解决现有的三电系统控制器的成本过高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种车载控制系统，所述车载控制系统应用于车辆，所述车载控制系统包括：

电池系统，所述电池系统包括动力电池和与动力电池连接的动力电池监控单元，所述动力电池用于为所述车辆提供电能，所述动力电池监控单元通过硬线与所述动力电池连接，所述动力电池监控单元用于监控动力电池的供电参数；

电机系统，所述电机系统用于将所述电池系统提供的电能转换为机械能以驱动所述车辆；

电控系统，所述电控系统用于控制所述车辆的传感器、电子控制器和驱动器；

主控芯片模块，所述主控芯片模块分别与所述电池系统、所述电机系统、所述电控系统连接，所述主控芯片模块用于控制所述车辆的电机系统、电池系统和电控系统。

可选地，所述主控芯片模块包括：

整车控制单元，所述整车控制单元包括整车上下电子单元和驾驶模式管理子单元，所述整车上下电子单元用于控制车辆的上电和下电，所述驾驶模式管理子单元用于控制车辆执行驾驶模式；

电池管理单元，所述电池管理单元与所述动力电池通过硬线连接，所述电池管理单元与所述动力电池监控单元通过CAN总线连接，所述电池管理单元包括电池上下电子单元和电池充电子单元，所述电池上下电子单元用于根据所述整车上下电子单元发出的指令和所述动力电池的状态控制所述动力电池上电、下电，所述电池充电子单元用于控制所述动力电池充电；

电机控制单元，所述电机控制单元用于控制电机的运行。

可选地，所述电机系统包括：

电机，所述电机与所述电机控制单元通过硬线连接，所述电机用于接收所述电机控制单元发出的工作指令，根据所述工作指令将所述电池系统提供的电能转换为机械能；

机械传动单元，所述机械传动单元与所述电机连接，所述机械传动单元用于驱动所述车辆的车轮滚动。

可选地，所述电控系统包括：

高压配电单元，所述高压配电单元与所述动力电池通过高压电线连接，与所述主控芯片模块通过高压电线和CAN总线连接；所述高压配电单元用于接收动力电池输出的电能，并接收主控芯片模块发送的配电指令，根据所述配电指令向高压部件配电、输电。

可选地，所述电控系统还包括：

低压配电单元，所述低压配电单元通过硬线和CAN总线与所述主控芯片连接，用于接收主控芯片模块发送的配电指令向所述车辆的低压部件配电、输电。

可选地，所述整车控制单元还包括：

扭矩控制子单元，用于采集所述车辆上的加速踏板、挡位等负载信号，并根据所述负载信号计算出匹配当前车辆状态的扭矩阈值。

可选地，所述整车控制单元还包括：

能量回收控制子单元，用于采集所述车辆的电路信息，并根据电路信息计算出所述车辆的能量状态，根据所述能量状态判断是否向所述电机发送能量回收指令进行能量回收。

可选地，所述整车控制单元还包括：

低压附件控制子单元，所述低压附件控制模块用于控制低压附件的开关，

整车故障诊断子单元，所述整车故障诊断单元用于诊断所述车辆是否发生故障。

本实用新型还提供了一种车辆，所述车辆包括上述车载控制系统。

本实用新型技术方案中，车载控制系统包括电池系统、电机系统、电控系统和主控芯片模块。电池系统包括动力电池和与动力电池连接的动力电池监控单元，动力电池监控单元通过硬线与所述动力电池连接，动力电池监控单元用于监控动力电池的供电参数，动力电池监控单元可以实施检测动力电池的工作情况，保障动力电池正常工作，及时发现异常并排查安全隐患；电机系统用于将所述电池系统提供的电能转换为机械能以驱动所述车辆；电控系统用于控制所述车辆的传感器、电子控制器和驱动器；主控芯片模块分别与电池系统、电机系统、电控系统连接，主控芯片模块用于控制所述车辆电机系统、电池系统和电控系统。这种车载控制系统用一个主控芯片实现了电池系统、电机系统和电控系统的控制，减少了车辆的控制芯片，降低了车辆的控制成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的车载控制系统的模块结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的主控芯片模块的模块结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的整车控制单元的模块结构示意图；

图4为本实用新型一实施例的车载控制系统的模块结构细化示意图。

实施例附图标号说明：

具体实施方式

下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……) 仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1所示，本实用新型提出一种车载控制系统1，所述车载控制系统1包括：电池系统11、电机系统12、电控系统13和主控芯片模块14，所述电池系统11包括动力电池111和与动力电池111连接的动力电池监控单元112，所述动力电池111用于为车辆提供电能，所述动力电池监控单元112通过硬线与所述动力电池111连接，所述动力电池监控单元112用于监控动力电池111的供电参数；所述电机系统12用于将所述电池系统11提供的电能转换为机械能以驱动所述车辆；所述电控系统13用于控制所述车辆的传感器、电子控制器和驱动器；所述主控芯片模块14分别与所述电池系统11、所述电机系统12、所述电控系统13连接，所述主控芯片模块14用于控制所述车辆的电机系统12、电池系统 11和电控系统13。

本实施例中，动力电池111具体可以包括一个电池包，也可以包括多个电池包，如果电池包的数量为多个，电池包之间可以串联连接，也可以并联连接。动力电池监控单元112可监控动力电池111的温度、动力电池111总电压、单个电池包电压、继电器状态等供电参数，并将这些供电参数反馈给主控芯片模块14中的电池管理单元142，电池管理单元142可根据这些供电参数判断动力电池111的状态，并根据动力电池111的状态生成相应的工作指令。其中，动力电池111状态包括动力电池111的衰减情况和损毁状况。电机系统12与车轮3连接，在接收到主控芯片模块14发送的指令后，电机系统12可驱动车轮3滚动。电控系统13还可以包括多个传感器、电子控制器、驱动器等部件，这些部件与车上的机械系统配合使用，并利用CAN总线和/或电线互相传输讯息。

这种车载控制系统用一个主控芯片14实现了电池系统11、电机系统12 和电控系统13的控制，减少了车辆的控制芯片，降低了车辆的控制成本。

进一步地，如图2所示，所述主控芯片模块14包括整车控制单元141，所述整车控制单元141包括整车上下电子单元1411和驾驶模式管理子单元 1412，所述整车上下电子单元1411用于控制车辆的上电和下电，所述驾驶模式管理子单元1412用于控制车辆执行驾驶模式；

电池管理单元142，所述电池管理单元142与所述动力电池111通过硬线连接，所述电池管理单元142与所述动力电池监控单元112通过CAN总线连接，所述电池管理单元142包括电池上下电子单元和电池充电子单元，所述电池上下电子单元用于根据所述整车上下电子单元1411发出的指令和所述动力电池111的状态控制所述动力电池111上电、下电，所述电池充电子单元用于控制所述动力电池111充电；

电机控制单元143，所述电机控制单元143用于控制电机121的运行。

本实施例中，整车上下电单元1411根据驾驶员的指令以及车上各部件的工作状态进行判断，并根据判断结果控制车辆的上电和下电，整车上电包括上低压电和上高压电两种上电方式，两种上电方式对应不同的工作器件。在一实施例中，上低压电对应的是车内负载较低的部件，例如收音机、仪表、灯光、雨刮器等，上高压电对应的是车内负载较高的部件，例如电机121、空调等部件。本实施例中，电池上下电子单元仅管理电池高压上下电，电池上下电子单元根据整车控制单元141下达的指令，并结合动力电池111的状态，判断是否能够执行符合指令的高压电能的输出，若判断结果为能够执行符合指令的高压电能的输出，则控制动力电池111进行上电。电池系统中，动力电池监控单元112可以实时检测动力电池111的工作情况，保障动力电池111正常工作，及时发现异常并排查安全隐患。

如图4所示，所述电机系统12包括：电机121和机械传动单元122，所述电机121与所述电机控制单元143通过硬线连接，所述电机121用于接收所述电机控制单元143发出的工作指令，根据所述工作指令将所述电池系统 11提供的电能转换为机械能；所述机械传动单元122与所述电机121连接，所述机械传动单元122用于驱动所述车辆的车轮3滚动。

本实施例中，电机系统12具有电动功能，在汽车的工作过程中，电机系统12主要起驱动和传动两种作用，其中，电机121起驱动作用，电机121 将动力电池111提供的直流电转换为相应电压的直流电或者交流电，并将电能转换为机械能；机械传动单元122起传动作用，利用机械能驱动车轮3转动。

所述电控系统13包括高压配电单元131，所述高压配电单元131与所述动力电池111通过高压电线连接，与所述主控芯片模块14通过高压电线和 CAN总线连接；所述高压配电单元131用于接收动力电池111输出的电能，并接收主控芯片模块14发送的配电指令，根据所述配电指令向高压部件配电、输电。

本实施例中，高压配电单元131为高压配电盒，高压配电盒结构紧凑、体积小，便于在车上安装，其主要负责高压电大电流的分配。高压配电盒在接收到主控芯片模块14通过CAN总线下达的配电指令之后，根据所述配电指令向电机121、电池等高压部件配电。

所述电控系统13还包括低压配电单元132，所述低压配电单元132通过硬线和CAN总线与所述主控芯片连接，用于接收主控芯片模块14发送的配电指令向所述车辆的低压部件配电、输电。

本实施例中，低压配电单元132负责配电的部件为车内负载较低的部件，例如收音机、仪表、灯光、雨刮器等。

如图3所示，所述整车控制单元141还包括扭矩控制子单元1413，扭矩控制子单元1413用于采集所述车辆上的加速踏板、挡位等负载信号，并根据所述负载信号计算出匹配当前车辆状态的扭矩阈值。

所述整车控制单元141还包括能量回收控制子单元1414，用于采集所述车辆的电路信息，并根据电路信息计算出所述车辆的能量状态，根据所述能量状态判断是否向所述电机121发送能量回收指令进行能量回收。

本实施例中，能量管理是通过电机121的扭矩控制实现的，电机121还具有发电的功能，电机121中的转子正向转动实现电动的功能，反向转动实现发电的功能。当能量回收子单元通过采集的车辆电路信息，并经过计算后认为车辆能够进行车辆回收时，便控制输出负扭矩，控制电机121中的转子反向转动，通过电机121发电回收能量。

本实施例中，电机控制单元143还包括电机热管理子单元，电机热管理子单元通过安装在电机系统12中的温度传感器采集电机121实时温度，并判断当前电机121温度是否处于正常阈值范围，若当前电机121温度处于正常阈值范围，则不作处理；若当前电机121温度超出正常阈值范围，则通过电机121中的冷却装置对电机121进行相应的降温或升温，以使电机121温度回归正常阈值范围。电机热管理子单元通过控制电机121温度可以保证电机121状态的正常，保障行车安全。

如图3所示，所述整车控制单元141还包括低压附件控制子单元1415 和整车故障诊断子单元1416，所述低压附件控制模块用于控制低压附件的开关，所述整车故障诊断单元用于诊断所述车辆是否发生故障。

本实施例中，低压附件控制子单元1415根据驾驶员下达的指令和低压附件状态，对低压附件执行相应的控制，低压附件包括收音机、仪表、灯光、雨刮器等；整车故障诊断子单元1416通过安装在车辆上的传感器和电子控制器，随时收集车辆上各部件的参数信息，且根据这些参数信息诊断车辆安全状态，并向车主做出反馈。

本实用新型还提出一种车辆，所述车辆包括上述车载控制系统1。

由于该车辆采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种车载控制系统，其特征在于，所述车载控制系统应用于车辆，所述车载控制系统包括：

电池系统，所述电池系统包括动力电池和与动力电池连接的动力电池监控单元，所述动力电池用于为所述车辆提供电能，所述动力电池监控单元通过硬线与所述动力电池连接，所述动力电池监控单元用于监控动力电池的供电参数；

电机系统，所述电机系统用于将所述电池系统提供的电能转换为机械能以驱动所述车辆；

电控系统，所述电控系统用于控制所述车辆的传感器、电子控制器和驱动器；

主控芯片模块，所述主控芯片模块分别与所述电池系统、所述电机系统、所述电控系统连接，所述主控芯片模块用于控制所述车辆的电机系统、电池系统和电控系统。

2.如权利要求1所述的车载控制系统，其特征在于，所述主控芯片模块包括：

整车控制单元，所述整车控制单元包括整车上下电子单元和驾驶模式管理子单元，所述整车上下电子单元用于控制车辆的上电和下电，所述驾驶模式管理子单元用于控制车辆执行驾驶模式；

电池管理单元，所述电池管理单元与所述动力电池通过硬线连接，所述电池管理单元与所述动力电池监控单元通过CAN总线连接，所述电池管理单元包括电池上下电子单元和电池充电子单元，所述电池上下电子单元用于根据所述整车上下电子单元发出的指令和所述动力电池的状态控制所述动力电池上电、下电，所述电池充电子单元用于控制所述动力电池充电；

电机控制单元，所述电机控制单元用于控制电机的运行。

3.如权利要求2所述的车载控制系统，其特征在于，所述电机系统包括：

电机，所述电机与所述电机控制单元通过硬线连接，所述电机用于接收所述电机控制单元发出的工作指令，根据所述工作指令将所述电池系统提供的电能转换为机械能；

机械传动单元，所述机械传动单元与所述电机连接，所述机械传动单元用于驱动所述车辆的车轮滚动。

4.如权利要求2所述的车载控制系统，其特征在于，所述电控系统包括：

高压配电单元，所述高压配电单元与所述动力电池通过高压电线连接，与所述主控芯片模块通过高压电线和CAN总线连接；所述高压配电单元用于接收动力电池输出的电能，并接收主控芯片模块发送的配电指令，根据所述配电指令向高压部件配电、输电。

5.如权利要求2所述的车载控制系统，其特征在于，所述电控系统还包括：

低压配电单元，所述低压配电单元通过硬线和CAN总线与所述主控芯片模块连接，用于接收主控芯片模块发送的配电指令向所述车辆的低压部件配电、输电。

6.如权利要求2所述的车载控制系统，其特征在于，所述整车控制单元还包括：

扭矩控制子单元，用于采集所述车辆上的加速踏板、挡位等负载信号，并根据所述负载信号计算出匹配当前车辆状态的扭矩阈值。

7.如权利要求2所述的车载控制系统，其特征在于，所述整车控制单元还包括：

能量回收控制子单元，用于采集所述车辆的电路信息，并根据电路信息计算出所述车辆的能量状态，根据所述能量状态判断是否向所述电机发送能量回收指令进行能量回收。

8.如权利要求2所述的车载控制系统，其特征在于，所述整车控制单元还包括：

低压附件控制子单元，所述低压附件控制模块用于控制低压附件的开关，

整车故障诊断子单元，所述整车故障诊断单元用于诊断所述车辆是否发生故障。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1至8中任一项所述的车载控制系统。

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