本申請涉及到電動汽車整車控制系統(tǒng)，特別是涉及一種集成電池管理功能和整車控制功能的控制器架構。

背景技術：

電池管理系統(tǒng)(BMS)，整車控制器，電機合稱電動汽車的三大核心部件。如圖1所示，現(xiàn)有電動汽車的方案中，整車控制器101，輔助系統(tǒng)103，電池管理系統(tǒng)(BMS)102這三個核心部件相互作用，又是三個獨立的控制系統(tǒng)，其中包括三套相對獨立的軟件，以及三塊獨立的電路板，通過CAN總線連通。

目前電池管理系統(tǒng)102大多采用主從式結構，即電池管理系統(tǒng)102包括采集均衡模塊和主控模塊等。采集均衡模塊主要采集單體的電壓溫度等并對單體進行均衡，主控模塊負責與采集均衡模塊通訊和車輛其他控制器(如整車控制器)通訊，同時主控模塊對動力電池組105的剩余電量(SOC),電池健康度(SOH)等狀態(tài)進行估計，并測量動力電池組105的總電流以及檢測和控制故障隱患。

電動汽車整車控制器VCU(Vehicle Control Unit)101是電動汽車整車控制系統(tǒng)的核心部件，它采集電機控制器104信號、加速踏板信號、制動踏板信號及其他部件信號，根據(jù)駕駛員的駕駛意圖綜合分析并做出相應判斷后，監(jiān)控下層的各部件控制器的動作，它對汽車的正常行駛、電池能量的制動回饋、網(wǎng)絡管理、故障診斷與處理、車輛狀態(tài)監(jiān)控等功能起著關鍵作用。

電機控制器104主要負責將整車控制器的功率需求，轉化為電機106的實際輸出轉矩和轉速，傳遞給變速箱107和主減速器108。

現(xiàn)有電動汽車中，整車控制器101，輔助系統(tǒng)103，電池管理系統(tǒng)(BMS)102分離設置，有助于供應商管理與開發(fā)進度，但不利于降低成本和系統(tǒng)復雜度，也不利于功能安全的實時性要求，關鍵信號分布在不同的控制模塊里，需要利用CAN總線進行溝通，增加了安全隱患。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于上述現(xiàn)有技術所存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種電 動汽車整車控制系統(tǒng)，使其硬件數(shù)量和故障點減少，材料成本，系統(tǒng)可靠性高。

為了實現(xiàn)上述目的，依據(jù)本發(fā)明提出的一種電動汽車整車控制系統(tǒng)，包括電池管理模塊及整車控制模塊，該電動汽車整車控制系統(tǒng)，包括：設置在電路板上的供電電路、微處理器、模擬量輸入接口電路、數(shù)字開關量輸入接口電路、通訊接口電路、數(shù)字開關量輸出接口電路、模擬量輸出接口電路及接插件；其中，所述的電池管理模塊及整車控制模塊搭建在該處理器中。

本發(fā)明還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。

前述的電動汽車整車控制系統(tǒng)，其中所述的模擬量輸入接口電路、數(shù)字開關量輸入接口電路、通訊接口電路、數(shù)字開關量輸出電及模擬量輸出接口電路，各自的一段與該接插件連接，另一端與該微處理器連接，該接插件中高壓接口和低壓接口隔離設置。

前述的電動汽車整車控制系統(tǒng)，其中所述的供電電路，給電動汽車整車控制系統(tǒng)提供電源；該微處理器，經(jīng)由該模擬量輸入接口電路、數(shù)字開關量輸入接口電路接收輸入信號，經(jīng)由該數(shù)字開關量輸出電路、模擬量輸出接口電路輸出控制信號，經(jīng)由該通訊接口電路控制CAN總線通信。

前述的電動汽車整車控制系統(tǒng)，其中所述的供電電路，給電動汽車整車控制系統(tǒng)提供電源；該微處理器，經(jīng)由該模擬量輸入接口電路、數(shù)字開關量輸入接口電路接收輸入信號，經(jīng)由該數(shù)字開關量輸出電路、模擬量輸出接口電路輸出控制信號，經(jīng)由該通訊接口電路控制CAN總線通信。

前述的電動汽車整車控制系統(tǒng)，其還包括公共服務模塊，搭建在該微處理器中，所述的電池管理模塊、整車控制模塊及公共服務模塊由該微處理器的任務調度器統(tǒng)一完成任務調度。

前述的電動汽車整車控制系統(tǒng)，其中所述的電池管理模塊，接收電池狀態(tài)信號并計算輸出電池管理信號；所述的整車控制模塊，接收車輛狀態(tài)信號并計算輸出車輛控制信號。

前述的電動汽車整車控制系統(tǒng)，其中所述的車輛狀態(tài)信號包括：加速踏板信號、制動踏板信號、電機狀態(tài)信號、車速信號、碰撞信號、制動系統(tǒng)信號、高壓部件信號及/或駕駛員輸入信號；所述的車輛控制信號包括：電機轉矩命令信號、儀表盤控制信號、DC/DC控制信號、電機熱管理狀態(tài)信號、電機熱管理水泵控制信號及/或電機熱管理閥門控制信號。

前述的電動汽車整車控制系統(tǒng)，其中所述的電池狀態(tài)信號包括：電池溫度、電池電壓、母線電流電壓、高壓絕緣狀態(tài)信號、高壓互鎖檢測、充電機接入狀態(tài)、電池包熱管理系統(tǒng)中水溫及/或冷卻液壓力：所述的電池管理信號包括：高壓繼電器控制信號、電池包熱管理水泵控制信號及/或電池 包熱管理閥門控制信號。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術方案,本發(fā)明的電動汽車整車控制系統(tǒng)，至少具有下列優(yōu)點：

本發(fā)明的電動汽車整車控制系統(tǒng)，電池管理模塊、整車控制模塊及公共服務模塊搭建在同一個微處理器中，相對于電池管理模塊和整車控制模塊分離的現(xiàn)有技術，減少了硬件數(shù)量和故障點，降低了材料成本，提高了系統(tǒng)可靠性。

本發(fā)明的電動汽車整車控制系統(tǒng)，在同一個PCB板中集成了電池管理模塊和整車控制模塊，增加了車輛電氣系統(tǒng)空間布置的靈活性，降低了空間狹小時的維修難度。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術的整車控制系統(tǒng)的示意圖。

圖2是本發(fā)明電動汽車整車控制系統(tǒng)的方框示意圖。

圖3是本發(fā)明電動汽車整車控制系統(tǒng)的工作示意圖。

圖4是本發(fā)明電動汽車整車控制系統(tǒng)的軟件架構示意圖。

圖5是本發(fā)明電動汽車整車控制系統(tǒng)的運行步驟示意圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效,以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的電動汽車整車控制系統(tǒng)其具體實施方式、步驟、結構、特征及其功效詳細說明。

請參閱圖2所示，是本發(fā)明電動汽車整車控制系統(tǒng)的方框示意圖。本發(fā)明較佳實施例的電動汽車整車控制系統(tǒng)，包括：搭建在同一塊PCB板上的供電電路301、微處理器302、模擬量輸入接口電路304、數(shù)字開關量輸入接口電路305、通訊接口電路306、數(shù)字開關量輸出電路307、模擬量輸出接口電路303及接插件。

其中，該模擬量輸入接口電路304、數(shù)字開關量輸入接口電路305、通訊接口電路306、數(shù)字開關量輸出電路307及模擬量輸出接口電路303，各自的一段與該接插件連接，另一端與該微處理器302連接。該接插件中高壓接口和低壓接口隔離設置，具有提高高壓安全的效果。

該供電電路301，給電動汽車整車控制系統(tǒng)提供電源。

該微處理器302，經(jīng)由該模擬量輸入接口電路304、數(shù)字開關量輸入接口電路305接收輸入信號，經(jīng)由該數(shù)字開關量輸出電路307、模擬量輸出接口電路303信號連接輸出控制信號，經(jīng)由該通訊接口電路306控制CAN總線通信。

請同時參閱圖3所示，是本發(fā)明電動汽車整車控制系統(tǒng)的工作示意圖。所述的電動汽車整車控制系統(tǒng)201的該微處理器302包括電池管理(BMS)模塊203、整車控制(VCU)模塊202及公共服務模塊209。該電動汽車整車控制系統(tǒng)201采集車輛狀態(tài)信號204和電池狀態(tài)信號206，輸出車輛控制信號205和電池管理信號207。

所述的電池管理(BMS)模塊203的作用包括但不限于：動力電池剩余電量(SOC)/電池健康度(SOH)/電池功能狀態(tài)(SOF)估算、上下電控制、電池故障處理、充電控制、電池熱管理及電芯身份管理。

所述的整車控制(VCU)模塊202的作用包括但不限于：電機扭矩控制、整車狀態(tài)監(jiān)控、能量回收、附件(儀表板)管理、高壓安全管理、網(wǎng)絡管理及整車系統(tǒng)故障診斷。

所述的公共服務模塊2092作用包括但不限于：微處理器302診斷協(xié)議棧、微處理器302標定協(xié)議棧、微處理器302刷寫服務、CAN網(wǎng)絡管理、微處理器302功耗管理、微處理器302配置管理。

所述的車輛狀態(tài)信號204包括但不限于：加速踏板信號、制動踏板信號、電機狀態(tài)信號、車速信號、碰撞信號、制動系統(tǒng)信號(如真空度)、高壓部件信號(如DCDC狀態(tài)，充電機狀態(tài)等信號)、其他駕駛員輸入信號(如模式開關信號等)。

所述的電池狀態(tài)信號206，包括但不限于：電池溫度、電池電壓、母線電流電壓、高壓絕緣狀態(tài)信號、高壓互鎖檢測、充電機接入狀態(tài)、電池包熱管理系統(tǒng)中水溫，冷卻液壓力等。

所述的車輛控制信號205，包括但不限于：電機轉矩命令信號、儀表盤控制信號、DC/DC控制信號、電機熱管理狀態(tài)信號(例如水溫，冷卻液壓力等)、電機熱管理水泵控制信號、電機熱管理閥門控制信號。

所述的電池管理信號207，包括但不限于：高壓繼電器控制信號、電池包熱管理水泵控制信號、電池包熱管理閥門控制信號。

所述的電動汽車整車控制系統(tǒng)201同時采集車輛狀態(tài)信號204和電池狀態(tài)信號206，在同一個微處理器302內計算車輛控制信號205和電池管理信號207。

請同時參閱圖4所示，是本發(fā)明電動汽車整車控制系統(tǒng)的軟件架構示意圖。

所述的電動汽車整車控制系統(tǒng)201的微處理器302中，電池管理模塊203、整車控制模塊202及公共服務模塊209，搭建在同一微處理器302的底層硬件驅動405軟件之上，由任務調度器404統(tǒng)一完成任務調度。電池管理模塊203、整車控制模塊202及公共服務模塊209，每隔一定時間被輪流調用一次，三個模塊之間通過全局變量共享信號，具有保證數(shù)據(jù)的實時 性和真實性的技術效果。

請同時參閱圖5所示，是本發(fā)明電動汽車整車控制系統(tǒng)的微處理器的工作過程示意圖。

所述的電動汽車整車控制系統(tǒng)201的微處理器302的運行時，包括以下步驟：

開始500；

車輛狀態(tài)信號采集501；

電池狀態(tài)信號采集502；

車輛控制信號邏輯計算503；

電池管理信號邏輯計算504；

車輛控制信號輸出505；

電池管理信號輸出506

公共服務信號計算機輸出507；及

執(zhí)行結束508。

所述的任務調度器404每隔一定時間循環(huán)調用上述的微處理器302運行步驟。

本發(fā)明的電動汽車整車控制系統(tǒng)201，電池管理模塊203、整車控制模塊202及公共服務模塊209搭建在同一個微處理器302中，相對于電池管理模塊和整車控制模塊分離的現(xiàn)有技術，減少了硬件數(shù)量和故障點，降低了材料成本，提高了系統(tǒng)可靠性。

本發(fā)明的電動汽車整車控制系統(tǒng)201，在同一個PCB板中集成了電池管理模塊203和整車控制模塊2，增加了車輛電氣系統(tǒng)空間布置的靈活性，降低了空間狹小時的維修難度。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然并非用以限定本發(fā)明實施的范圍，依據(jù)本發(fā)明的權利要求書及說明內容所作的簡單的等效變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。