專利名稱：一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)。
技術(shù)背景
發(fā)展新能源汽車關(guān)乎國計民生，各國政府都不約而同地把發(fā)展新能源汽車提升至 “拯救企業(yè)和國家經(jīng)濟命脈”的高度。目前國內(nèi)外電動車輛行業(yè)的競爭激烈，但是市場上出 現(xiàn)的電動車輛大多都沒有一個完整、有效的控制系統(tǒng)，在各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)和分配上存在很 多問題，嚴重阻礙了電動車輛行業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種微型電動轎車整車集成 控制系統(tǒng)的技術(shù)方案。所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于包括電機控制器、再生 制動控制、整車控制器、電池管理系統(tǒng)、充電機、CAN儀表顯示和CAN總線網(wǎng)絡(luò)，所述的CAN 總線網(wǎng)絡(luò)分為低速CAN總線網(wǎng)絡(luò)和高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)，電機控制器、再生制動控制通過高速 CAN總線網(wǎng)絡(luò)與整車控制器相連，電池管理系統(tǒng)、充電機、CAN儀表顯示通過低速CAN總線網(wǎng) 絡(luò)與整車控制器相連。所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于所述整車控制器內(nèi)設(shè)置 微控制器，微控制器上設(shè)置有電源和通訊接口、高速CAN接口、低速CAN接口，以及與儀表驅(qū) 動、信息存儲、模擬信號處理、數(shù)字信號處理相連的接口。所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于所述電機控制器內(nèi)設(shè)置 電機控制單元，電機控制單元上設(shè)置有CAN接口、電源接口，以及與電流傳感器、溫度傳感 器、再生制動控制單元相連的接口，電機控制單元與電機之間設(shè)置有功放單元、位置傳感器 和速度傳感器，功放單元與電源接口相連。所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于所述電池管理系統(tǒng)內(nèi)設(shè) 置電池管理單元，電池管理單元設(shè)置有CAN接口，以及與電池組1信息、電池組2信息、電池 組3信息、電池組4信息、總電流信息和電池信息存儲顯示單元相連的接口。所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于所述充電機內(nèi)設(shè)置充電 機控制單元，充電機控制單元上設(shè)置有CAN接口、外部電源接口和內(nèi)部電源接口，外部電源 接口、內(nèi)部電源接口與電機控制單元之間設(shè)置有功放單元一。所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于所述CAN儀表顯示內(nèi)設(shè) 置儀表控制單元，儀表控制單元上設(shè)置有電量表控制接口、速度表控制接口、電流表控制接 口、電壓表控制接口、報警控制接口、指示燈控制接口和CAN接口，儀表控制單元與CAN接口 之間設(shè)置CAN信息處理單元。上述一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，是由弱電控制、強電管理、電池充放電 控制、制動能量回饋、整車故障保護、整車綜合控制策略和儀表信號、駕駛信號管理等集成的CAN總線網(wǎng)絡(luò)微型轎車整車分布式控制系統(tǒng)，通過獨特的微型電動轎車電控系統(tǒng)車載網(wǎng) 絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計和配置，充分考慮城市使用工況，采用了以安全行駛為目標的整車綜合控 制策略、車載充電技術(shù)和再生制動技術(shù)，在確保安全、環(huán)保的同時，增加了能量回收控制，達 到了節(jié)能的目的。和以往的整車電控技術(shù)相比，其建立了功能完整、經(jīng)濟的微型電動轎車電控系統(tǒng) 車載網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，以最少的硬件配置，最大程度地發(fā)揮了動力電池、驅(qū)動電機的性能，并 通過整車控制器實現(xiàn)了各種工況下的控制策略和保護策略，提高了整車電控系統(tǒng)的安全性 和可靠性。與其它的整車控制系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)控制功能完備，結(jié)構(gòu)精巧，大量節(jié)省線束，系 統(tǒng)可靠性得到增強，整車控制的有效性和經(jīng)濟性都具有明顯提高。


圖1為本發(fā)明的模塊框圖；圖2為本發(fā)明的整車控制器框圖；圖3為本發(fā)明的電機控制器框圖；圖4為本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)框圖；圖5為本發(fā)明的充電機框圖；圖6為本發(fā)明的CAN儀表顯示框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步說明如圖1所示，一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，包括電機控制器1、再生制動 控制2、整車控制器3、電池管理系統(tǒng)4、充電機5、CAN儀表顯示6和CAN總線網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)各 個電控部件實時控制的不同要求和總線傳輸?shù)目煽啃砸螅瑢⒄麄€車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)分為 低速CAN總線網(wǎng)絡(luò)和高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成微型電動轎車的分布式控制系統(tǒng)，保證所有電 控單元都能通過整車控制器1實現(xiàn)信息交互，實現(xiàn)集中管理、分散控制、風險分擔、及時可 靠；響應(yīng)速度要求較高的電機控制器1、再生制動控制2通過高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)與整車控制 器3相連，響應(yīng)速度較低的電池管理系統(tǒng)4、充電機5、CAN儀表顯示6通過低速CAN總線網(wǎng) 絡(luò)與整車控制器3相連，兩條CAN總線網(wǎng)絡(luò)相互隔離。整車控制器1在實現(xiàn)整車綜合控制 的同時，起到網(wǎng)關(guān)的作用，每個電控單元都配有相應(yīng)的CAN接口，按SAE J1939協(xié)議與各自 規(guī)定的CAN網(wǎng)絡(luò)相連接。駕駛信息直接輸入到整車控制器1及時處理，車載網(wǎng)絡(luò)上所有的 CAN信息都可以通過離線的信息處理單元來進行以故障診斷為目的顯示、存儲和處理。電 池管理系統(tǒng)4通過充電機5直接對動力電池組進行自動充電控制，所有單體電池和電池組 的充放電狀態(tài)信息通過可離線的電池信息處理單元來顯示和存儲，供檢測人員使用。電池 組的主要狀態(tài)信息通過車上的CAN儀表顯示，供駕駛員使用。每個電控單元都設(shè)定了自診 斷、自保護功能，整車控制器1依據(jù)當前工況和各個部件的能力范圍，確保行駛安全和整車 系統(tǒng)安全。如圖2所示，整車控制器3內(nèi)設(shè)置微控制器，微控制器上設(shè)置有電源和通訊接口、高速CAN接口、低速CAN接口，以及與儀表驅(qū)動、信息存儲、模擬信號處理、數(shù)字信號處理相 連的接口。整車控制器1對微型電動轎車動力鏈的各個環(huán)節(jié)進行管理、協(xié)調(diào)和監(jiān)控，以提高整車能量利用效率，確保安全性和可靠性。該控制器通過光隔采集模擬量和數(shù)字量的駕駛 信號，通過帶高速光隔的兩條CAN總線分別獲得電機和電池系統(tǒng)的相關(guān)信息進行分析和運 算，再通過帶高速光隔的兩條CAN總線分別給出電機控制器1和電池管理系統(tǒng)4指令，實現(xiàn) 整車驅(qū)動控制、能量優(yōu)化控制和制動回饋控制。該控制器還具有CAN儀表接口功能，并通過 CAN儀表顯示整車狀態(tài)信息，此外還具備完善的故障診斷和處理、整車網(wǎng)關(guān)及網(wǎng)絡(luò)管理功 能。如圖3所示，電機控制器1內(nèi)設(shè)置電機控制單元，電機控制單元上設(shè)置有CAN接 口、電源接口，以及與電流傳感器、溫度傳感器、再生制動控制單元相連的接口，電機控制單 元與電機之間設(shè)置有功放單元、位置傳感器和速度傳感器，功放單元與電源接口相連。電機 控制單元通過CAN接口實時接收整車控制器1的控制指令，完成直流無刷單電機控制。車 輛制動時，完成再生制動控制，實現(xiàn)能量回收。電機控制單元實時采集電機轉(zhuǎn)子位置信息、 電機轉(zhuǎn)速信息、相電流信息和電機及電機控制器1本體的溫度信息，并通過CAN接口實時發(fā) 送給整車控制器1，以實現(xiàn)整車行駛的動力分配控制。如圖4所示，電池管理系統(tǒng)4內(nèi)設(shè)置電池管理單元，電池管理單元設(shè)置有CAN接 口，以及與電池組1信息、電池組2信息、電池組3信息、電池組4信息、總電流信息和電池 信息存儲顯示單元相連的接口。電池管理系統(tǒng)4根據(jù)所配置的動力電池進行四個電池組的 電壓、溫度信息采集和總電流信息采集，并進行單體均衡充電控制，通過可離線的電池信息 存儲顯示單元進行電池基準參數(shù)的標定和單體電池信息儲存、顯示和動力電池組的SOC估 算，通過內(nèi)置的CAN接口將電池主要狀態(tài)信息實時發(fā)送給整車控制器1進行整車能量管理 控制，并通過CAN儀表顯示給駕駛員。如圖5所示，充電機5內(nèi)設(shè)置充電機控制單元，充電機控制單元上設(shè)置有CAN接 口、外部電源接口和內(nèi)部電源接口，外部電源接口、內(nèi)部電源接口與電機控制單元之間設(shè)置 有功放單元一，通過充電機控制單元對功放單元一控制，按照電池的當前狀態(tài)，實時監(jiān)控充 電電流和電量，對電池進行自動充電控制，充電時的電池狀態(tài)信息也實時發(fā)送到整車控制 器1并通過CAN儀表顯示。如圖6所示，CAN儀表顯示6內(nèi)設(shè)置儀表控制單元，儀表控制單元上設(shè)置有電量表 控制接口、速度表控制接口、電流表控制接口、電壓表控制接口、報警控制接口、指示燈控制 接口和CAN接口，儀表控制單元與CAN接口之間設(shè)置CAN信息處理單元。通過增加嵌入式 CAN信息處理單元實現(xiàn)與整車控制器1的CAN總線網(wǎng)絡(luò)通訊，接收所有要顯示的駕駛信息、 報警信息、電機狀態(tài)信息和電池狀態(tài)信息，并通過嵌入式CAN信息處理單元直接傳送到儀 表控制單元相應(yīng)的控制接口，完成相應(yīng)的儀表表頭控制和指示燈控制。電量表、速度表、電 流表和電壓表的指示是由嵌入式CAN信息處理單元根據(jù)接收的CAN信息發(fā)出相應(yīng)的PWM信 號來控制的。本發(fā)明在滿足車身結(jié)構(gòu)、配重和部件外形要求的前提下，充分考慮了集成控制系 統(tǒng)的電氣技術(shù)要求，通過整車控制器3及雙路CAN總線網(wǎng)絡(luò)完成各電控部件的信息交換、處 理和綜合控制，可以滿足不同電控部件、不同通訊速率的實時控制要求，使整車控制性能達 到整體最優(yōu)，也具備了電控系統(tǒng)可拓展性。整車綜合控制策略針對不同的工況，通過實時采 集駕駛信號和電控部件信息，實現(xiàn)整車集成電控系統(tǒng)的弱電控制、強電管理、整車運行狀態(tài) 控制、制動能量回饋、整車故障保護和儀表顯示等功能。
權(quán)利要求
一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于包括電機控制器(1)、再生制動控制(2)、整車控制器(3)、電池管理系統(tǒng)(4)、充電機(5)、CAN儀表顯示(6)和CAN總線網(wǎng)絡(luò)，所述的CAN總線網(wǎng)絡(luò)分為低速CAN總線網(wǎng)絡(luò)和高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)，電機控制器(1)、再生制動控制(2)通過高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)與整車控制器(3)相連，電池管理系統(tǒng)(4)、充電機(5)、CAN儀表顯示(6)通過低速CAN總線網(wǎng)絡(luò)與整車控制器(3)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于所述整車 控制器(3)內(nèi)設(shè)置微控制器，微控制器上設(shè)置有電源和通訊接口、高速CAN接口、低速CAN 接口，以及與儀表驅(qū)動、信息存儲、模擬信號處理、數(shù)字信號處理相連的接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于所述電機 控制器⑴內(nèi)設(shè)置電機控制單元，電機控制單元上設(shè)置有CAN接口、電源接口，以及與電流 傳感器、溫度傳感器、再生制動控制單元相連的接口，電機控制單元與電機之間設(shè)置有功放 單元、位置傳感器和速度傳感器，功放單元與電源接口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于所述電池 管理系統(tǒng)(4)內(nèi)設(shè)置電池管理單元，電池管理單元設(shè)置有CAN接口，以及與電池組1信息、 電池組2信息、電池組3信息、電池組4信息、總電流信息和電池信息存儲顯示單元相連的 接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于所述充電 機(5)內(nèi)設(shè)置充電機控制單元，充電機控制單元上設(shè)置有CAN接口、外部電源接口和內(nèi)部電 源接口，外部電源接口、內(nèi)部電源接口與電機控制單元之間設(shè)置有功放單元一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)，其特征在于所述CAN 儀表顯示(6)內(nèi)設(shè)置儀表控制單元，儀表控制單元上設(shè)置有電量表控制接口、速度表控制 接口、電流表控制接口、電壓表控制接口、報警控制接口、指示燈控制接口和CAN接口，儀表 控制單元與CAN接口之間設(shè)置CAN信息處理單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微型電動轎車整車集成控制系統(tǒng)。其特征在于包括電機控制器、再生制動控制、整車控制器、電池管理系統(tǒng)、充電機、CAN儀表顯示和CAN總線網(wǎng)絡(luò)，所述的CAN總線網(wǎng)絡(luò)分為低速CAN總線網(wǎng)絡(luò)和高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)，電機控制器、再生制動控制通過高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)與整車控制器相連，電池管理系統(tǒng)、充電機、CAN儀表顯示通過低速CAN總線網(wǎng)絡(luò)與整車控制器相連。和以往的整車電控技術(shù)相比，其建立了功能完整、經(jīng)濟的微型電動轎車電控系統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，以最少的硬件配置，最大程度地發(fā)揮了動力電池、驅(qū)動電機的性能，并通過整車控制器實現(xiàn)了各種工況下的控制策略和保護策略，提高了整車電控系統(tǒng)的安全性和可靠性。
文檔編號B60R16/023GK101811484SQ20101015100
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者吳飛, 周小福, 張 浩, 王順華, 郭瑞, 陳方立, 陳訓(xùn), 鮑文光, 齊偉華 申請人:新大洋機電集團有限公司