一种基于单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪及系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种基于单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪及系统，能够简单便捷、安全可靠地实现能耗测试。该能耗测试仪包括单片机、CAN控制器、CAN总线驱动器、显示屏和电源电路；所述CAN控制器通过一条串行数据输出线(TxD)和一条串行数据输入线(RxD)连接到CAN总线驱动器，CAN总线驱动器具有差动接收和发送能力的总线终端CANH、CANL用于连接车辆CAN总线网络，以获取车辆当前电压、电流及里程信息，再经CAN控制器提供给单片机；所述单片机根据车辆当前电压、电流及里程信息计算出行驶过程中的用电量以及单位里程的耗电量(每公里耗电量)，并将具体数值动态显示在显示屏上。

A kind of energy consumption tester and system of pure electric vehicle based on single chip microcomputer control

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪及系统
本技术涉及新能源纯电动汽车领域，具体涉及一种纯电动汽车能耗测试仪。
技术介绍
随着国家对传统燃油汽车排放限制、鼓励新能源汽车发展等一系列政策出台，目前，国内新能源汽车已经是一个快速发展的过程，并且市场保有量逐年提高。伴随新能源汽车逐步进入市场，车辆可靠性与能耗等方面受到了终端客户及运行商的关注。特别是以营利为主的纯电动商用车，能耗备受关注。目前，在纯电动汽车产品经济性试验中，车辆能耗参数的测试周期较长，测试过程较为复杂。CAN是ISO国际标准化的串行通信协议，是国际上应用最广泛的现场总线之一，与一般的总线通信相比，CAN的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性等特点，CAN总线技术广泛应用于汽车电子控制，形成电子控制网络，而在新能源汽车领域，CAN总线技术应用更加广泛。CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，CAN2.0B协议只包括数据链路层和物理层，用户可以自定义应用层协议，具有很大的灵活性。当CAN协议制定后，CAN控制器就可以在集成电路上设计，实现物理层和数据链路层功能，CAN总线驱动器提供了CAN控制器与物理总线之间的接口，对总线提供差动发送能力与差动接收能力。最后通过微处理器中实现应用层等功能。
技术实现思路
本技术提出一种基于单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪，能够简单便捷、安全可靠地实现能耗测试。本技术的技术方案如下：该基于单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪，包括单片机、CAN控制器、CAN总线驱动器、显示屏和电源电路；所述CAN控制器通过一条串行数据输出线(TxD)和一条串行数据输入线(RxD)连接到CAN总线驱动器，CAN总线驱动器具有差动接收和发送能力的总线终端CANH、CANL用于连接车辆CAN总线网络，以获取车辆当前电压、电流及里程信息，再经CAN控制器提供给单片机；所述单片机根据车辆当前电压、电流及里程信息计算出行驶过程中的用电量以及单位里程的耗电量(每公里耗电量)，并将具体数值动态显示在显示屏上。基于以上方案，本技术还进一步作了如下优化：该能耗测试仪还包括数显传感器，用于测量并显示当前环境的温度。该能耗测试仪还设置有工作指示灯，与单片机的状态信号输出端连接，用以显示各种工作状态。所述单片机选择STC89C52或STC89C51单片机。所述CAN控制器选择SJA1000CAN控制器。所述CAN总线驱动器选择TJA1050CAN总线驱动器。相应的，基于上述单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪的能耗测试系统，还包括车辆CAN总线网络，能耗测试仪的电源电路接笔记本电脑USB输出的5V电压或采用单独5V电池供电；车辆CAN总线网络中的BMS模块及VCU控制器发送车辆当前电压、电流及里程信息，能耗测试仪的CAN总线驱动器通过具有差动接收和发送能力的总线终端CANH、CANL连接到车辆CAN总线网络中，采集当前电压、电流及里程信息；单片机根据车辆当前电压、电流及里程信息计算出行驶过程中的用电量以及单位里程的耗电量，并将具体数值动态显示在显示屏上。本技术具有以下优点：作为一个测试工具(硬件设备)，该能耗测试仪独立供电、操作简单、安全可靠，在台架或车辆性能试验场测试时，驾驶人员可在车辆驾驶室内完成能耗测试仪操作。本技术充分利用了现有车辆CAN总线网络的数据传输架构，该能耗测试仪基于单片机，经CAN控制器和CAN总线驱动器接入车辆CAN总线网络，采集车辆在行驶过程中的电压、电流及里程等信息，通过简单计算即可得到车辆在行驶过程中的用电量以及单位里程的耗电量，并由显示屏直观显示功耗和里程数据。同时也可将当前测试环境的温度显示出来，便于后期能耗试验数据分析参考。附图说明图1为本技术的能耗测试仪基本结构图。图2为51系列单片机基本结构和引脚图。图3为SJA1000CAN控制器基本结构和引脚图。图4为TJA1050TCAN总线驱动器基本结构及引脚配置。图5、图6、图7为该能耗测试仪的外形示意图(三个方向的视图)。其中标号说明如下：1-温度显示屏；2-能耗显示屏；3-显示里程；4-显示用电量；5-工作灯；6-电源灯；7-复位开关；8-电源开关；9-电源接口；10-外壳；11-整车CAN总线接口。图8为整车与能耗仪连接及结构简图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做详细描述。本技术基于单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪主要包括CAN控制器(SJ1000模块)、CAN总线驱动器(TJA1050T模块)与微处理器(51系列单片机)，能耗仪通过硬线连接到整车CAN网络，能耗仪系统采集车辆CAN总线中BMS模块及VCU控制器发出的电压、电流及里程等信息，并在微处理器的算法计算后，从而计算出车辆在行驶过程中的用电量及车辆单位距离中的耗电量(能耗)，并通过单片机显示模块(LCD1602)将计算出的耗电量及里程信息显示在LCD显示屏中，方便技术人员观测及记录。一、能耗测试仪系统总体结构本实施例采用51系列单片机，SJA1000CAN控制器、TJA1050CAN总线驱动器为硬件，通过采集车辆CAN总线中BMS模块及VCU控制器发出的电压、电流及里程等信息，通过积分运算从而计算出车辆在行驶过程中的用电量、计算出车辆单位距离中的耗电量(能耗)，并将阶段里程及用电量通过LCD1602将具体数值动态显示在LCD显示屏上，于此同时会将环境温度信号通过数显传感器显示。能耗仪采用笔记本电脑USB输出的5V电压或单独5V电池电源供电，并设计电源及工作指示灯显示各工作状态，主要构成如图1所示。二、STC89C52单片机(51系列单片机)51系列单片机最早是1980年Intel公司的高档8位单片机，本实施例中选用单片机为STC89C52单片机，它与51系列单片机基本相同，只是在硬件上增加了FlashROM。因此这款单片机在纯电动汽车能耗仪设计和开发带来了极大的方便。一个完整的51系列单片机内部由控制器、运算器、存储器、I/O口等组成，芯片基本组成如图2所示。具体包括：·一个8位主频12MHz的微处理器。·片内256字节数据存储器RAM，用来存放数据，例如电流、电压、里程信号及计算出的能耗值等。·片内4KB的程序存储器FlashROM。·4个8位并行I/O口P0-P3，P0口用于与CAN控制器STJ1000，P1口用于LCD显示器。LCD1602，P2口用于各LED指示灯。·2个16位的定时器/计数器。·5个中断源，包括两个外中断及三个内中断。·一个全双工串行I/O口。·片内振荡器及时钟产生电路。单片机电路的设计可划分电源电路、单片机最小系统电路(复位电路及晶振电路)、CAN控制器模块电路等，利用AltiumDesigner软件对单片机设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪，其特征在于：包括单片机、CAN控制器、CAN总线驱动器、显示屏和电源电路；所述CAN控制器通过一条串行数据输出线和一条串行数据输入线连接到CAN总线驱动器，CAN总线驱动器具有差动接收和发送能力的总线终端CANH、CANL用于连接车辆CAN总线网络，以获取车辆当前电压、电流及里程信息，再经CAN控制器提供给单片机；所述单片机接收所述车辆当前电压、电流及里程信息，输出行驶过程中的用电量以及单位里程的耗电量，单片机的输出端与显示屏连接，使得所述用电量以及单位里程的耗电量的具体数值动态显示在显示屏上。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪，其特征在于：包括单片机、CAN控制器、CAN总线驱动器、显示屏和电源电路；所述CAN控制器通过一条串行数据输出线和一条串行数据输入线连接到CAN总线驱动器，CAN总线驱动器具有差动接收和发送能力的总线终端CANH、CANL用于连接车辆CAN总线网络，以获取车辆当前电压、电流及里程信息，再经CAN控制器提供给单片机；所述单片机接收所述车辆当前电压、电流及里程信息，输出行驶过程中的用电量以及单位里程的耗电量，单片机的输出端与显示屏连接，使得所述用电量以及单位里程的耗电量的具体数值动态显示在显示屏上。


2.根据权利要求1所述的基于单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪，其特征在于：该能耗测试仪还包括数显传感器，用于测量并显示当前环境的温度。


3.根据权利要求1所述的基于单片机控制的纯电动汽车能耗测试仪，其特征在于：该能耗测试仪还设置有工作指示灯，与单片机的状态信号输出端连接，用以显示各种工作状态。


4.根据权利要求1所述的基于单片机控制的纯电动汽车能耗测...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔强，王鹏，苏楠，
申请(专利权)人：陕西法士特齿轮有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61