基于物联网通信的新能源车辆模拟运行平台及控制方法技术

本发明专利技术提供了基于物联网通信的新能源车辆模拟运行平台及控制方法，平台包括物联网通信系统、驾驶模拟系统、整车控制系统、场景模拟辅助系统和电池管理系统。驾驶模拟系统配置在PC机等移动终端上，显示车辆的模拟运行画面，用户通过驾驶模拟系统设置体验场景，基于该体验场景，控制场景模拟辅助系统模拟路况起伏、路面阻力等信息，同时通过整车控制系统周期性的获取车辆运行状态数据和电池状态数据，通过车载仪表显示，并基于电池状态数据模拟车辆充电控制过程，整个平台实现了新能源车辆的运行控制过程的全场景模拟展示，便于学生直观了解新能源车辆运行实况，满足实践与教学需求。满足实践与教学需求。满足实践与教学需求。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网通信的新能源车辆模拟运行平台及控制方法


[0001]本专利技术涉及物联网通信
，尤其是基于物联网通信的新能源车辆模拟运行平台及控制方法。

技术介绍

[0002]随着新能源在汽车行业的不断应用，新能源公交车也在越来越多的投入市场的使用，为新能源车辆技术的不断进步，各科研机构不断探索创新，高等院校也在与时俱进，引入与新能源相关的课程。
[0003]目前学生对于新能源车辆技术的获取，多通过教材，以及固定时间的教学实习实现。教材上获知的侧重理论原理，缺乏对实物的展示，而教学实习过程时间短成本高，难以满足学生实践和学习的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了基于物联网通信的新能源车辆模拟运行平台及控制方法，用于解决现有新能源车辆的教学难以满足学生实践和学习需求的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术第一方面提供了一种基于物联网通信的新能源车辆模拟运行平台，所述平台包括物联网通信系统，所述物联网通信系统分别连接驾驶模拟系统、整车控制系统、场景模拟辅助系统和电池管理系统；所述驾驶模拟系统响应于用户选取的体验场景，与物联网通信系统通信，通过整车控制系统获取车辆运行状态数据，通过电池管理系统获取电池状态数据；并基于获取的数据及当前体验场景，控制场景模拟辅助系统模拟路况；驾驶模拟系统同时将模拟场景进行屏幕显示；所述物联网通信系统接收所述驾驶模拟系统的数据报文，将数据报文进行格式转换及解析下发到整车控制系统、场景模拟辅助系统或电池管理系统中的一个或多个下位机系统；并将下位机系统返回的数据报文进行格式转换后发送给驾驶模拟系统；所述整车控制系统包括多个信号采集电路，用于采集车辆运行状态数据，发送给所述物联网通信系统；所述场景模拟辅助系统包括辅助电机和辅助控制器，基于所述驾驶模拟系统的指令和当前体验场景，通过辅助控制器控制所述辅助电机的转动力矩；所述电池管理系统还连接所述整车控制系统，向整车控制系统发送电池管理系统的运行信息；所述电池管理系统还用于获取电池箱内每个单体电池信息，控制电池系统的输入输出。
[0006]进一步地，所述驾驶模拟系统包括驾驶场景模拟板块、数据中心板块、物联网通信板块和运行参数配置板块；所述运行参数配置板块用于向用户提供预设场景的选择以及自定义场景的配置，
并获取用户选择或配置的场景信息；所述物联网通信板块用于获取整车控制系统和电池管理系统的报文信息并解析，将数据存储至所述数据中心板块；所述数据中心板块用于存储车辆的运行状态数据和路况数据；所述驾驶场景模拟板块用于获取所述运行状态数据，通过车载仪表进行显示，同时获取所述路况数据向场景模拟辅助系统发送场景模拟指令；还用于调用场景数据和3D引擎在屏幕上模拟场景画面。
[0007]进一步地，所述物联网通信系统包括RS485接口、CAN接口、无线模块接口和网络接口，所述CAN接口分别连接电池管理系统、整车控制系统和场景模拟辅助系统，CAN接口为下行接口；驾驶模拟系统通过RS485接口、无线模块接口或网络接口中任一接口作为通信接口；物联网通信系统将下行接口接收的数据报文由modbustcp格式转换为J1939格式下发；将上行接口接收的数据报文由J1939格式转换为modbustcp格式上传驾驶模拟系统。
[0008]进一步地，所述整车控制系统包括控制器和与所述控制器连接的信号采集电路；所述信号采集电路获取车辆的模拟运行状态信号发送给控制器，所述信号采集电路包括电子油门采集电路、档位开关信号采集电路、总电压采集电路、总电流采集电路、钥匙开关信号采集电路和风扇电源控制电路；所述控制器基于所述模拟运行状态信号控制车辆主电机的运动。
[0009]进一步地，所述电子油门采集电路获取油门踏板信号，发送给光耦隔离开关，在所述光耦隔离开关导通后，控制器读取电子油门的测量值，基于预设公式计算电子油门实际值；所述档位开关信号采集电路获取不同档位的导通信号，发送给对应光耦隔离开关，在经过预设时间段的延时后，所述对应光耦隔离开关仍导通，则其对应的档位有效；所述钥匙开关信号采集电路获取钥匙三级开关信号，每级开关信号均连接光耦开关，所述光耦开关将对应的开关信号发送给控制器，控制器基于所述开关信号控制相应的车辆模拟运行元件通电或控制进入车辆模拟运行状态。
[0010]进一步地，所述总电压采集电路包括依次连接的分压电路、隔离电路和放大电路，所述分压电路采集电池组电压信号，经隔离电路和放大电路后发送给控制器；所述总电流采集电路包括依次连接的电流互感器、采样电路和保护电路，所述电流互感器接入ANA12接口，获取电流信号，经采样电路和保护电路发送给控制器。
[0011]进一步地，所述电池管理系统连接充电桩，控制充电桩为电池充电；所述电池管理系统还连接电池箱采集单元，进行电池单体信息的采集。
[0012]本专利技术第二方面提供了一种基于物联网通信的新能源车辆模拟运行控制方法，所述方法包括以下步骤：响应于用户选取的车辆模拟运行的体验场景，通过物联网通信，获取车辆的运行状态数据和电池状态数据；基于所述体验场景，模拟车辆运行当前的路况信息，并基于所述运行状态数据和电池状态数据，将车辆的模拟运行场景通过屏幕显示。
[0013]进一步地，所述模拟车辆运行当前的路况信息具体为：
获取所述体验场景对应的路况数据，所述路况数据包括场景中车辆位置、车辆各车轮所处的地面高度和地面摩擦力；根据所述路况数据控制伺服电推缸推力模拟道路起伏，控制电机力矩模拟地面摩擦力。
[0014]进一步地，所述运行状态数据包括电子档位、电子油门、电子刹车、电池总电压和放电总电流；所述运行状态数据通过对应的硬件电路分别获取。
[0015]
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：1、本专利技术通过物联网通信及硬件电路设计，分别设置了驾驶模拟系统、整车控制系统、场景模拟辅助系统和电池管理系统，驾驶模拟系统配置在PC机等移动终端上，显示车辆的模拟运行画面，用户通过驾驶模拟系统设置体验场景，基于该体验场景，控制场景模拟辅助系统模拟路况起伏、路面阻力等信息，同时通过整车控制系统周期性的获取车辆运行状态数据和电池状态数据，通过车载仪表显示，并基于电池状态数据模拟车辆充电控制过程，整个平台实现了新能源车辆的运行控制过程的全场景模拟展示，便于学生直观了解新能源车辆运行实况，满足实践与教学需求。
[0016]2、本专利技术中的场景模拟辅助系统从驾驶模拟系统中获取路况数据，通过控制伺服电推缸的推力模拟道路起伏，通过控制电机力矩模拟底面阻力和底面助理，实现路况数据的实时模拟，并将模拟场景通过驾驶模拟系统展示，便于学生进行真切的场景体验，达到较佳的学习效果。
[0017]3、本专利技术的整车控制系统进行车辆运行状态数据的采集，车辆运行状态数据包括多种，每种数据的采集均通过硬件电路实现，电路结构简单易设计，成本低。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网通信的新能源车辆模拟运行平台，其特征是，所述平台包括物联网通信系统，所述物联网通信系统分别连接驾驶模拟系统、整车控制系统、场景模拟辅助系统和电池管理系统；所述驾驶模拟系统响应于用户选取的体验场景，与物联网通信系统通信，通过整车控制系统获取车辆运行状态数据，通过电池管理系统获取电池状态数据；并基于获取的数据及当前体验场景，控制场景模拟辅助系统模拟路况；驾驶模拟系统同时将模拟场景进行屏幕显示；所述物联网通信系统接收所述驾驶模拟系统的数据报文，将数据报文进行格式转换及解析下发到整车控制系统、场景模拟辅助系统或电池管理系统中的一个或多个下位机系统；并将下位机系统返回的数据报文进行格式转换后发送给驾驶模拟系统；所述整车控制系统包括多个信号采集电路，用于采集车辆运行状态数据，发送给所述物联网通信系统；所述场景模拟辅助系统包括辅助电机和辅助控制器，基于所述驾驶模拟系统的指令和当前体验场景，通过辅助控制器控制所述辅助电机的转动力矩；所述电池管理系统还连接所述整车控制系统，向整车控制系统发送电池管理系统的运行信息；所述电池管理系统还用于获取电池箱内每个单体电池信息，控制电池系统的输入输出。2.根据权利要求1所述基于物联网通信的新能源车辆模拟运行平台，其特征是，所述驾驶模拟系统包括驾驶场景模拟板块、数据中心板块、物联网通信板块和运行参数配置板块；所述运行参数配置板块用于向用户提供预设场景的选择以及自定义场景的配置，并获取用户选择或配置的场景信息；所述物联网通信板块用于获取整车控制系统和电池管理系统的报文信息并解析，将数据存储至所述数据中心板块；所述数据中心板块用于存储车辆的运行状态数据和路况数据；所述驾驶场景模拟板块用于获取所述运行状态数据，通过车载仪表进行显示，同时获取所述路况数据向场景模拟辅助系统发送场景模拟指令；还用于调用场景数据和3D引擎在屏幕上模拟场景画面。3.根据权利要求1所述基于物联网通信的新能源车辆模拟运行平台，其特征是，所述物联网通信系统包括RS485接口、CAN接口、无线模块接口和网络接口，所述CAN接口分别连接电池管理系统、整车控制系统和场景模拟辅助系统，CAN接口为下行接口；驾驶模拟系统通过RS485接口、无线模块接口或网络接口中任一接口作为通信接口；物联网通信系统将下行接口接收的数据报文由modbustcp格式转换为J1939格式下发；将上行接口接收的数据报文由J1939格式转换为modbustcp格式上传驾驶模拟系统。4.根据权利要求1所述基于物联网通信的新能源车辆模拟运行平台，其特征是，所述整车控制系统包括控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，
申请(专利权)人：威海海洋职业学院，
类型：发明
国别省市：