具有电池组在线管理功能的电动汽车仪表综合管理系统技术方案

具有电池组在线管理功能的电动汽车仪表综合管理系统，属于电动汽车车用配件领域。包括仪表盘（１）、组合开关电路模块（２）、前灯组电路模块（３）、后灯组电路模块（４）、信号采集模块（５）、动力电池组模块（６）和ＣＡＮ总线，仪表盘（１）、组合开关电路模块（２）、前灯组电路模块（３）、后灯组电路模块（４）、信号采集模块（５）、动力电池组模块（６）通过ＣＡＮ总线与仪表盘（１）进行半双工通讯，各模块之间按照ＣＡＮ总线通讯协议进行半双工通信。采用模块化控制电动汽车车身各主要配件装置和采用的ＣＡＮ总线通信方式，减少了车内布线，增强了信号传输的稳定性；将动力电池组管理系统的中央控制单元集成于电动汽车仪表内，增强了其工作的可靠性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

具有电池组在线管理功能的电动汽车仪表综合管理系统，属于电动汽车车用配件 领域。
技术介绍
国家节能减排政策的实施，促进了电动汽车行业的迅猛发展。相比于以石油燃料 为动力源的内燃机车，电动汽车以其零排放，噪音少等特点在汽车市场的竞争中占据一席 之地，这也带动了其配套的各类产品零件行业的技术革新，如电动机行业，汽车仪表行业和 动力电源行业等。单就汽车仪表行业来说，现在的电动汽车仪表盘的设计还大都借鉴内燃机车仪表 盘的传统设计理念，而最近几年发展的基于CAN总线通讯技术的数字化仪表，也大都只是 单一的车辆状态参数的显示功能。然而，电动汽车行驶的关键是动力电池组的保护，而现在 电动汽车的动力电池组大都采用二次电池，从资源可循环利用的角度讲，增大二次电池的 循环寿命，无疑是提高电动汽车市场竞争力的关键，而且保护动力电池组的同时，也为电机 运行于良好工况提供了有利的保证。经检索和调查，目前对于动力电池组的保护模块大都是仪表外的独立部分而且其 控制策略相对固定化，且工作稳定性也较差。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题，提供一种基于CAN 总线通信技术的具有电池组在线管理功能的电动汽车仪表综合管理系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是该具有电池组在线管理功能的 电动汽车仪表综合管理系统，其特征在于包括仪表盘、组合开关电路模块、前灯组电路模 块、后灯组电路模块、信号采集模块、动力电池组模块和CAN总线，仪表盘、组合开关电路模 块、前灯组电路模块、后灯组电路模块、信号采集模块、动力电池组模块通过CAN总线与仪 表盘进行半双工通讯，各模块之间按照CAN总线通讯协议进行半双工通信。所述的仪表盘内集成有动力电池组管理系统的中央处理单元，仪表盘内还配有远 程控制接口。仪表盘的外部构成有电流指示表，车速表，电机转速表，电池电量表，液晶显 示屏，左右转向指示灯，整车电源指示灯，电机电源指示灯，电池电量过低报警灯，倒车指示 灯，汽车控制器开启指示灯，手刹指示灯，电池充电灯，充电完成指示灯。电流指示表，车速表，电机转速表，电池电量表均为步进电机驱动的数字化指针仪 表，且每个表头下均设置有背光灯，电流表的显示单位为安培，车速表的显示单位为公里每 小时，电机转速表的显示单位为转每分，电池电量表的显示单位为当前电量占总荷电量的 百分数。所述液晶显示屏主要显示内容为可以量化的车况参量，正常工况下液晶显示的内 容为里程数(小计、总计)、电池的续航里程、电机转速、电机的温度和电池的温度。特殊工况下显示某地方的故障，显示字样在屏幕中央不停的闪烁以此警示驾驶员让其做出相应 的处理。所述的组合开关电路模块包括电阻1 1，1 2，1 3，1 4，1 5、接口 Jl，J2、快速开关管D1， D2，D3，D4、隔直滤波电容Cl，C2，C3，C4，C5、电解电容EC1，EC2、电压校准U1、光耦隔离U2 和CAN收发器U3，接口 Jl的1脚接直流电源VDC，2脚和4脚接电源地，3脚接电阻Rl并串 接快速开关管Dl接电压校准Ul的1脚；电压校准Ul的3脚接电源地，3脚和4脚之间串 接隔直滤波电容Cl，2脚和5脚之间串接电阻R2，5脚和电源地之间串接电解电容EC2且5 脚接输出电源VCC，快速开关管D2的输出侧接电压校准Ul的1脚，快速开关管D2的输入 侧接地；电解电容ECl的正极接电压校准的1脚，负极接电源地；组合开关信号i串接电阻 R3经光耦隔离U2的输入一侧接电源地；电源VCC—侧串接电阻R4经光耦隔离U2的输出 一侧接信号地，电源VCC的另一侧接微处理单元的输入输出接口 1 ；CAN收发器U3的1脚分 别为CAN发送端和接收端，1脚和2脚之间串接隔直滤波电容C5，4脚和2脚之间串接隔直 滤波电容C4，3脚和2脚之间串接隔直滤波电容C3，2脚接信号地，3脚接电源VCC，7脚和6 脚之间依次并接有隔直滤波电容C2，快速开关管D3，D4，CAN收发器U3的8脚串接电阻R5 入信号地；接口 J2的1脚接CAN收发器的7脚，接口 J2的2脚接CAN收发器的6脚；快速 开关管D3，D4的输出侧接电源地。组合开关电路模块的功能是把组合开关发出的信号采集 到功能模块上，组合开关电路模块经过处理发送到总线上，由接收模块接收。所述的前灯组电路模块包括电阻R6，R7，R8，R9，R10、隔直滤波电容C6、光耦隔离 U4和功率开关管Q1，电源VCC串接电阻RlO并经由光耦U4的输入侧接微处理器的输入输 出接口 2 ；功率开关管Ql的门极串接电阻R9并经光耦隔离U4的输出侧入电源地，功率开 关管Ql的门极接电源VCC，功率开关管Ql的漏极接电源VCC(l)，源极接灯组中各灯，功率 开关管的反馈输入的一侧串接电阻R8，电阻R7入电源地，另一侧串接电阻R8，电阻R6和隔 直滤波电容C6入微处理单元的反馈FeedBackA/D接口。前灯组电路模块功能是接受总线 上传来的命令控制灯组中各灯的亮灭，并且实时检测灯的故障情况，采用半双工通讯模式。所述的后灯组电路模块构成框架与前灯组电路模块一致。信号采集模块的主要功能是测定当前的车速，记录当前的里程小计，同时采集手 刹信号，电机温度信号，电机工作电流信号，电机的转速信号，电机控制器开启信号，倒车信 号和紧急四闪信号，并实时的将信号按照CAN总线通信协议上传给仪表盘各相应模块。动力电池组模块的功能主要是采集电池的端电压，输入输出电流，电池温度；电池 电量过低报告，仪表盘充电提醒和电池的充放电管理，并把这些信息以CAN总线通信的方 式传输给仪表盘的液晶模块和信号灯模块，以显示对应内容和控制相应的信号灯亮灭。工作原理仪表的总体工作过程是为避免总线上时序混乱，采取主从的结构方式， 总线上的各个采集模块采用被动上传的方式，仪表盘发送查询命令后采集模块才能上传数 据。对总线上的组合开关电路模块，前灯组电路模块，后灯组电路模块，信号采集模块和动 力电池组模块分别以不同的固定时间段进行查询，来实现数据的上传。动力电池组管理系 统的中央控制单元集成在仪表盘内，其内集成有当前动力电池组工况下的最优控制策略， 中央控制单元根据固定时间段查询获得的数据，对动力电池组模块进行最优控制。与现有技术相比，本技术的具有电池组在线管理功能的电动汽车仪表综合管 理系统所具有的有益效果是首先，采用模块化控制电动汽车车身各主要配件装置和采用的CAN总线通信方 式，避免了因车身配件某一部位发生故障而导致的整个汽车系统瘫痪现象的发生，同时减 少了车内布线，增强了信号传输的稳定性，并且可以即时发现车身某一模块的故障情况，便 于汽车日常和在线维护；其次，将动力电池组管理系统的中央控制单元集成于电动汽车仪表内，增强了其 工作的可靠性，而且中央控制单元内集成的充放电管理策略，可以最优化控制动力电池组 模块的工作方式，且仪表配备的远程控制接口，可以通过上位机软件，根据动力电池组的实 际状况，实时改变充放电管理策略，提高了动力电池中动力电池的工作寿命，稳定了动力电 池组于最优工作状态中，也间接的保证了电机运行于最优工况下。附图说明图1电动汽车仪表盘盘面示意图；图2具有电池组在线管理功能的电动汽车仪表综合管理系统示意图；图3电动汽车组合开关电路模本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有电池组在线管理功能的电动汽车仪表综合管理系统，其特征在于：包括仪表盘（１）、组合开关电路模块（２）、前灯组电路模块（３）、后灯组电路模块（４）、信号采集模块（５）、动力电池组模块（６）和ＣＡＮ总线，仪表盘（１）、组合开关电路模块（２）、前灯组电路模块（３）、后灯组电路模块（４）、信号采集模块（５）、动力电池组模块（６）通过ＣＡＮ总线与仪表盘（１）进行半双工通讯，各模块之间按照ＣＡＮ总线通讯协议进行半双工通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高小群，杨晓坤，穆洪玉，李同金，丁淑杰，
申请(专利权)人：山东申普汽车控制技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]