一种电动汽车双能量源运行状态监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及电动汽车储能系统技术领域，具体公开了一种电动汽车双能量源运行状态监控系统，包括信号采集模块、信号调理电路、控制单元、通讯单元和人机交互显示屏；信号采集模块用于采集电池、超级电容的电压、电流、温度信号以及功率变换器的温度信号；信号调理电路对传感器的输出信号进行处理；控制单元接收处理完成的信号；人机交互显示屏对监控数据进行显示；通讯单元完成控制单元与人机交互显示屏之间的数据传输及指令传输。该电动汽车双能量源运行状态监控系统可以对双能量源中电池组、超级电容和功率变换器等主要部件进行监测，实时显示双能量源电流、电压、SOC及温度等参数，并提供数据存储的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车双能量源运行状态监控系统
本技术涉及电动汽车储能系统
，具体是一种电动汽车双能量源运行状态监控系统。
技术介绍
随着现阶段电动汽车市场竞争力度的加大和生活水平的提高，人们对电动汽车性能的要求也越来越高。受电池功率密度的制约，以单一电池作动力源的电动汽车动力性不足，同时，制动时大电流回收电能会影响电池的使用寿命，发展新型电池-超级电容双能量源是解决这些问题的有力途径。然而，双能量源电压高，充放电电流大，工作环境恶劣，结构与控制系统较单一电源复杂，工作状态对整车的动力性、经济性和安全性密切相关，因此，对电动汽车双能量源进行监控，使驾驶员及时了解双能量源的工作状态且在必要时采取有效措施，是保证整车电气安全的有效方法。然而，现阶段没有专门针对电池-超级电容双能量源的监控系统，传统的电动汽车能量源监控系统存在智能化程度低、包含信息少、通用性差、可移植性差和人机交互能力弱等不足。为解决上述问题，研究一种新型的双能量源监控系统十分必要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电动汽车双能量源运行状态监控系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种电动汽车双能量源运行状态监控系统，包括信号采集模块、信号调理电路、控制单元、通讯单元和人机交互显示屏；所述的信号采集模块用于采集电池、超级电容的电压、电流、温度信号以及功率变换器的温度信号；所述的信号调理电路对传感器的输出信号进行处理；所述的控制单元接收处理完成的信号；<br>所述的人机交互显示屏对监控数据进行显示；所述的通讯单元完成控制单元与人机交互显示屏之间的数据传输及指令传输，便于驾驶员及时掌握能量源的状态，同时也通过驾驶员触摸显示屏上的相应按钮，控制能量源的工作，实现数据的双向流动。作为本技术进一步的方案：所述的信号采集模块包括电压传感器、电流传感器和温度传感器。作为本技术进一步的方案：所述的信号调理电路包括电压、电流和温度信号调理电路，将传感器输出的信号进行滤波、放大及模数转换。作为本技术进一步的方案：所述的控制单元选用FreescaleMC9S12DG128B单片机。作为本技术进一步的方案：所述的通讯单元采用CAN总线通讯，CAN总线通讯主要包括CAN收发器和CAN控制器两部分。作为本技术进一步的方案：所述的人机交互显示屏采用嵌入式一体化工控机TCP7062K，所述的工控机与控制单元通讯。作为本技术进一步的方案：所述的电压传感选用JT0.004T20磁平衡式霍尔电压传感器，该型号传感器属于霍尔电压传感器，利用霍尔闭环零磁通原理，可以有效测量直流电压、交流电压及混合波形电压，具有测量精度高、灵敏性好、体积小、质量轻、易于安装和拆卸等特点；所述的电流传感器选用TBC300LTA霍尔式电流传感器，其额定输入电流为300A，测量范围最大值为900A，响应速度快；所述的温度传感器选用LM35DT温度传感器，该传感器输出电压值与温度值呈线性关系，具有低自热、低阻抗输出的优点。与现有技术相比，本技术的有益效果是：（1）该电动汽车双能量源运行状态监控系统可以对双能量源中电池组、超级电容和功率变换器等主要部件进行监测，实时显示双能量源电流、电压、SOC及温度等参数，并提供数据存储的功能。使用者能够查看能量源各参数的历史曲线，有利于对其状态做进一步分析。采用基于MCGS嵌入式组态软件的电动汽车双能量源运行状态监控系统，开发周期短、风险小。（2）该电动汽车双能量源运行状态监控系统的显示单元采用人机交互显示屏，使得驾驶员可以通过人机交互显示屏与双能量源进行交互，实现数据与指令的双向流动，具有智能化程度高、可移植性好的特点。（3）该电动汽车双能量源运行状态监控系统在双能量源的状态超出设定范围时提供报警与急停功能，从而保证能量源的可靠性与安全性。当双能量源出现故障或失效时，依靠监控系统的存储单元还可实现故障数据的再现，作为双能量源数据的“黑匣子”，便于进行后续故障原因分析与责任划分鉴定。（4）该电动汽车双能量源运行状态监控系统的传感器和控制单元等部件在控制领域市场份额大，技术成熟，价格便宜，便于所述监控系统的推广与实现量产。（5）该电动汽车双能量源运行状态监控系统易于根据需求进行升级与优化，可扩展性好。（6）该电动汽车双能量源运行状态监控系统通用性好，可适用于多种新能源汽车，涵盖乘用车与商用车范畴，具有广阔的应用市场。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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技术的一些实施例。图1是电动汽车双能量源运行状态监控系统总体设计方案图；图2是电压电流信号调理电路原理图；图3是温度信号调理电路原理图；图4是CAN通讯电路原理图；图5是电动汽车双能量源运行状态监控系统启动界面；图6是电动汽车双能量源运行状态监控系统状态自检界面；图7是电动汽车双能量源运行状态监控系统主界面；图8是电动汽车双能量源运行状态监控系统电池组数据动态监测界面；图9是电动汽车双能量源运行状态监控系统超级电容数据动态监测界面；图10是电动汽车双能量源运行状态监控系统电池组电压曲线界面；图11是电动汽车双能量源运行状态监控系统电池组故障报警界面；图12是电动汽车双能量源运行状态监控系统电池组电流报警指示界面；图13是电动汽车双能量源运行状态监控系统实时数据显示界面；图14是电动汽车双能量源运行状态监控系统历史数据显示界面；图15是电动汽车双能量源运行状态监控系统报警变量阈值设置界面；图16是电动汽车双能量源运行状态监控系统报警/故障信息界面；图17是电动汽车双能量源运行状态监控系统电池组均衡状态异常报警界面。具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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技术，并不用于限定本技术。实施例1请参阅图1～17，本技术实施例中，一种电动汽车双能量源运行状态监控系统，包括硬件实施方案和软件实施方案两个部分组成。硬件部分的实施方案如下：参见图1，本技术的电动汽车双能量源运行状态监控系统包括控制单元、信号采集模块、信号调理电路、通讯单元和人机交互显示屏。信号采集模块主要包括电压传感器、电流传感器和温度传感器，用于采集电池、超级电容的电压、电流、温度信号以及功率变换器的温度信号。信号调理电路包括电压、电流和温度信号调理电路，对传感器的输出信号进行处理，把传感器的输出信号调理为在控制和显示等过程中能直接被使用的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车双能量源运行状态监控系统，其特征在于，包括信号采集模块、信号调理电路、控制单元、通讯单元和人机交互显示屏；/n所述的信号采集模块用于采集电池、超级电容的电压、电流、温度信号以及功率变换器的温度信号；/n所述的信号调理电路对传感器的输出信号进行处理；/n所述的控制单元接收处理完成的信号；/n所述的人机交互显示屏对监控数据进行显示；/n所述的通讯单元完成控制单元与人机交互显示屏之间的数据传输及指令传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车双能量源运行状态监控系统，其特征在于，包括信号采集模块、信号调理电路、控制单元、通讯单元和人机交互显示屏；
所述的信号采集模块用于采集电池、超级电容的电压、电流、温度信号以及功率变换器的温度信号；
所述的信号调理电路对传感器的输出信号进行处理；
所述的控制单元接收处理完成的信号；
所述的人机交互显示屏对监控数据进行显示；
所述的通讯单元完成控制单元与人机交互显示屏之间的数据传输及指令传输。


2.根据权利要求1所述的电动汽车双能量源运行状态监控系统，其特征在于：
所述的信号采集模块包括电压传感器、电流传感器和温度传感器。


3.根据权利要求1或2所述的电动汽车双能量源运行状态监控系统，其特征在于：
所述的信号调理电路包括电压、电流和温度信号调理电路。
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【专利技术属性】
技术研发人员：贺伊琳，兰海潮，阙海霞，宋若旸，马宗钰，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61