本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域,尤其電動(dòng)汽車的電路控制領(lǐng)域,具體是指一種電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)及其管理控制方法。
背景技術(shù):
電動(dòng)車輛的電路按照電壓來分通??煞譃榈蛪弘娐泛透邏弘娐?,按照是否包含電源來分可分為電源電路和負(fù)載電路。電動(dòng)車輛的電氣可分為5部分:低壓電源系統(tǒng)(負(fù)責(zé)低壓電源供給、保障、故障處置、應(yīng)急處理等)、高壓電源系統(tǒng)(負(fù)責(zé)高壓電源供給、保障、故障處置、應(yīng)急處理、車輛充電等)、負(fù)載系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)(負(fù)責(zé)駕駛操作信息處理、車輛控制策略、信息交互等)和信息系統(tǒng)(CAN儀表和車載信息終端等)。
電動(dòng)車輛發(fā)展初期整車集成工作的通常做法是單件安裝,統(tǒng)一控制——即把各電氣件分別安裝在車上,通過一個(gè)邏輯控制器來控制每一個(gè)部件的協(xié)調(diào)工作。這種做法的主要缺點(diǎn)是:控制部件繁多,控制程序復(fù)雜,電路線束復(fù)雜,占用空間大。
最近幾年電氣部件集成化開發(fā)普遍,比如二合一電源、三合一電源、四合一控制器、五合一控制器等種類繁多的配電方案,這些方案將DC-DC、DC-AC、電機(jī)控制器、充電機(jī)、高壓配電箱、甚至是整車控制器等進(jìn)行組合設(shè)計(jì),同時(shí)在部件控制系統(tǒng)上也做了相應(yīng)的集成。這樣做所帶來的好處是:部件種類減少了,控制簡化了,線束簡單了,占用空間減少了。無論是散件裝配還是小總成安裝,基本的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和原理是不變的,因?yàn)檐囕v電氣系統(tǒng)是為車輛性能服務(wù)的,電源、負(fù)載、控制是不可或缺的三大組成部分。
目前負(fù)載電路綜合系統(tǒng)管理在設(shè)計(jì)時(shí)考慮還不周全,無論是電池管理系統(tǒng)還是傳統(tǒng)的整車控制器都不能夠在功能上進(jìn)行充分有效的專業(yè)化管理,而科學(xué)合理的電路管理直接影響到車輛的電氣安全和使用安全,因此必須將負(fù)載電路升級為專業(yè)的智能電路,具備電路智能管理能力。要實(shí)現(xiàn)負(fù)載電路智能管理,就需要配備智能電路管理系統(tǒng)。
從現(xiàn)階段的技術(shù)發(fā)展來看,目前車輛電氣部件在結(jié)構(gòu)集成和線束連接方面發(fā)展較快、較好,滿足了電動(dòng)車輛裝配和使用的方便性,但在電路綜合系統(tǒng)安全和管理方面做的不夠?qū)I(yè)化,其中一些典型表現(xiàn)有:電池管理系統(tǒng)對高壓電源電路進(jìn)行了簡單控制,但沒有延伸到負(fù)載高壓電路的管控,影響了使用和高壓安全;傳統(tǒng)意義上的整車控制器對電路組件只能進(jìn)行簡單控制,繁多的控制部件和控制需求造成整車控制軟件復(fù)雜,要花費(fèi)大量工作去處理電路部件的控制邏輯,大大影響了整車控制策略的功能和細(xì)化;電路信息至關(guān)重要,關(guān)系到車輛安全、管理和控制,現(xiàn)階段主要的檢測和檢修需要人工處理,不方便;雖然現(xiàn)在有些集成部件為了強(qiáng)化產(chǎn)品功能,做了一些關(guān)于電路檢測和控制方面工作,但在全面的負(fù)載電路綜合系統(tǒng)管理方面還欠缺較多。電動(dòng)車輛電路復(fù)雜,通訊和控制比重遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)車輛,電路安全更是技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn),所以電動(dòng)車輛負(fù)載電路綜合管理迫切需要提升專業(yè)技術(shù)水平。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題,本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)全面的負(fù)載電路管理控制的電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)及其管理控制方法。
本發(fā)明的電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)及其管理控制方法具體如下:
該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng),其主要特點(diǎn)是,所述的系統(tǒng)包括控制執(zhí)行模塊、智能電路管理模塊以及信息采集和處理模塊,且所述的控制執(zhí)行模塊和信息采集和處理模塊均與所述的智能電路管理模塊、該電動(dòng)汽車的負(fù)載電路相連接,其中,
所述的信息采集和處理模塊用以采集負(fù)載電路信息,并將所述的負(fù)載電路信息發(fā)送給所述的智能電路管理模塊;
所述的智能電路管理模塊用以根據(jù)所述的信息采集和處理模塊采集的所述的負(fù)載電路信息,向所述的控制執(zhí)行模塊發(fā)送相應(yīng)的控制信息對所述的電動(dòng)汽車的負(fù)載電路進(jìn)行管理;
所述的控制執(zhí)行模塊用以根據(jù)所述的控制信息執(zhí)行與所述的負(fù)載電路的受控部件相關(guān)的控制輸出。
較佳地,所述的智能電路管理模塊包括一智能電路管理單元和分別與該智能管理單元相連接的控制接口、外部通訊接口、內(nèi)部通訊接口、調(diào)試接口、電源接口和狀態(tài)指示燈,其中,
所述的智能電路管理單元內(nèi)置一策略控制軟件,且所述的智能電路管理單元通過所述的策略控制軟件,并根據(jù)所述的負(fù)載電路信息和對所述的負(fù)載電路進(jìn)行管理和控制
所述的控制接口為一CAN線接口,用以通過CAN線實(shí)現(xiàn)所述的智能電路管理模塊與所述的控制執(zhí)行模塊的信息交互;
所述的外部通訊接口為一CAN線接口,用以通過CAN線實(shí)現(xiàn)所述的智能電路管理模塊與所述的系統(tǒng)的外部的信息交互;
所述的內(nèi)部通訊接口為一CAN線接口,用以通過CAN線使所述的智能電路管理模塊與所述的信息采集和處理模塊的信息交互;
所述的狀態(tài)指示燈設(shè)置有不同顏色,用以顯示當(dāng)前所述的智能電路管理模塊的狀態(tài)信息。
較佳地,所述的系統(tǒng)還包括一電路監(jiān)測線束和一導(dǎo)線連接溫度傳感器,且所述的電路監(jiān)測線束和所述的導(dǎo)線連接溫度傳感器均與所述的信息采集和處理模塊相連接,且
所述的電路監(jiān)測線束用以連接所述的負(fù)載電路中的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)與所述的信息采集和處理模塊;
所述的導(dǎo)線連接溫度傳感器用以監(jiān)測所述的負(fù)載電路中的高壓線路連接點(diǎn)的溫度變化,以獲取相應(yīng)的溫度信息,并將所述的溫度信息發(fā)送給所述的信息采集和處理模塊。
更佳地,所述的負(fù)載電路的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)包括負(fù)載電路中的內(nèi)部通訊線、傳感器和信號線,所述的傳感器包括儲(chǔ)氣罐氣壓傳感器、真空罐真空壓力傳感器、冷卻液位傳感器和冷卻液溫度傳感器。
較佳地,所述的負(fù)載電路的受控部件包括高壓用電設(shè)備、低壓用電設(shè)備、高壓繼電器和低壓繼電器。
基于上述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車智能電路管理控制的方法,其主要特點(diǎn)是,所述的方法包括以下步驟:
(1)所述的系統(tǒng)上電,所述的智能電路管理系統(tǒng)自檢,并在自檢通過后通過所述的信息采集和處理模塊采集并處理負(fù)載電路信息,以生成所述的并將所述的經(jīng)處理的負(fù)載電路信息發(fā)送給所述的智能電路管理模塊;
(2)所述的智能電路管理模塊對接收到的經(jīng)處理的負(fù)載電路信息進(jìn)行分析處理,并根據(jù)該經(jīng)處理的負(fù)載電路信息生成相應(yīng)的控制信息;
(3)所述的智能電路管理模塊將其生成的控制信息發(fā)送給所述的控制執(zhí)行模塊,所述的控制執(zhí)行模塊根據(jù)該控制信息實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)的負(fù)載電路的控制。
較佳地,所述的步驟(1)具體為:
所述的系統(tǒng)上電,所述的智能電路管理系統(tǒng)自檢,并在自檢通過后通過所述的信息采集和處理模塊采集所述的負(fù)載電路的負(fù)載電路信息,并對其采集到的負(fù)載電路信息進(jìn)行篩選、模數(shù)轉(zhuǎn)換和翻譯,以獲取處理電路信息,并將所得的處理電路信息發(fā)送給所述的智能電路管理模塊。
較佳地,所述的智能電路管理模塊包括一智能電路管理單元和一與該智能電路管理單元相連接的一調(diào)試接口,用戶可通過所述的調(diào)試接口向所述的智能電路管理模塊輸入一策略控制軟件,所述的策略控制軟件包括負(fù)載電路故障分級標(biāo)準(zhǔn)和對應(yīng)的解決方案,所述的負(fù)載電路故障分級標(biāo)準(zhǔn)用以對所述的負(fù)載電路信息進(jìn)行故障分級,且所述的步驟(2)具體為:
所述的智能電路管理模塊對其接收到的負(fù)載電路信息進(jìn)行分析處理,獲取當(dāng)前的故障狀態(tài),如果所述的負(fù)載電路有故障,則所述的智能電路管理模塊根據(jù)內(nèi)置的策略控制軟件中的負(fù)載電路信息故障分級標(biāo)準(zhǔn)將所述的負(fù)載電路信息進(jìn)行分級,并根據(jù)所述的負(fù)載電路信息的分級結(jié)果,并獲取對應(yīng)解決方案,所述的智能電路管理模塊根據(jù)該解決方案生成相應(yīng)的控制信息;否則所述的智能電路管理模塊保持不變。
更佳地,所述的解決方案包括普通級別故障處置策略、安全級別故障處置策略和節(jié)能控制策略。
更佳地,所述的智能電路管理模塊中還包括一與所述的智能電路管理單元相連接的狀態(tài)指示燈,所述的步驟(3)前還包括一步驟:
(3.0)所述的智能電路管理模塊根據(jù)所述的解決方案生成一對應(yīng)的使能信號,并發(fā)送給所述的狀態(tài)指示燈,所述的狀態(tài)指示燈根據(jù)該使能信號進(jìn)行控制燈光顏色。
采用該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)及其管理控制方法,由于其具有智能電路管理模塊,對所述的電動(dòng)車輛的負(fù)載電路進(jìn)行檢測、監(jiān)控,并根據(jù)監(jiān)控結(jié)果生成相應(yīng)的解決方案,可以科學(xué)合理的對電動(dòng)車輛的負(fù)載電路進(jìn)行充分有效的專業(yè)化管理,具備智能化的負(fù)載電路管理和協(xié)調(diào)功能,可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的閉環(huán)控制與管理、自行判斷和問題處置,且能實(shí)現(xiàn)電源分配與時(shí)序控制、電路狀態(tài)監(jiān)測、電路信息處理、快速故障響應(yīng)與分析、安全級別故障處置策略、普通級別故障處置策略、節(jié)能控制策略和電路管理系統(tǒng)自身故障檢測及處理。該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):
專業(yè)化:電路管理更專業(yè),使用功能和安全功能更完善;
信息化:電路狀態(tài)清晰明確,快速線路自我診斷;
模塊化:功能獨(dú)立,能與其他系統(tǒng)進(jìn)行更好的控制配合,間接促成其它控制系統(tǒng)更加專職。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)安裝在電動(dòng)車輛中時(shí)的拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施方式
為了更好的說明對本發(fā)明進(jìn)行說明,下面舉出一些實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng),其中所述的系統(tǒng)包括控制執(zhí)行模塊、智能電路管理模塊以及信息采集和處理模塊,且所述的控制執(zhí)行模塊和信息采集和處理模塊均與所述的智能電路管理模塊、該電動(dòng)汽車的負(fù)載電路相連接,其中,
所述的信息采集和處理模塊用以采集負(fù)載電路信息,并將所述的負(fù)載電路信息發(fā)送給所述的智能電路管理模塊;
所述的智能電路管理模塊用以根據(jù)所述的信息采集和處理模塊采集的所述的負(fù)載電路信息,向所述的控制執(zhí)行模塊發(fā)送相應(yīng)的控制信息對所述的電動(dòng)汽車的負(fù)載電路進(jìn)行管理;
所述的控制執(zhí)行模塊用以根據(jù)所述的控制信息執(zhí)行與所述的負(fù)載電路的受控部件相關(guān)的控制輸出。
所述的智能電路管理模塊包括一智能電路管理單元和分別與該智能管理單元相連接的控制接口、外部通訊接口、內(nèi)部通訊接口、調(diào)試接口、電源接口和狀態(tài)指示燈,其中,
所述的智能電路管理單元內(nèi)置一策略控制軟件,且所述的智能電路管理單元通過所述的策略控制軟件,并根據(jù)所述的負(fù)載電路信息和對所述的負(fù)載電路進(jìn)行管理和控制
所述的控制接口為一CAN線接口,用以通過CAN線實(shí)現(xiàn)所述的智能電路管理模塊與所述的控制執(zhí)行模塊的信息交互;
所述的外部通訊接口為一CAN線接口,用以通過CAN線實(shí)現(xiàn)所述的智能電路管理模塊與所述的系統(tǒng)的外部的信息交互;
所述的內(nèi)部通訊接口為一CAN線接口,用以通過CAN線使所述的智能電路管理模塊與所述的信息采集和處理模塊的信息交互;
所述的狀態(tài)指示燈設(shè)置有不同顏色,用以顯示當(dāng)前所述的智能電路管理模塊的狀態(tài)信息。
所述的系統(tǒng)還包括一電路監(jiān)測線束和一導(dǎo)線連接溫度傳感器,且所述的電路監(jiān)測線束和所述的導(dǎo)線連接溫度傳感器均與所述的信息采集和處理模塊相連接,且
所述的電路監(jiān)測線束用以連接所述的負(fù)載電路中的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)與所述的信息采集和處理模塊;
所述的導(dǎo)線連接溫度傳感器用以監(jiān)測所述的負(fù)載電路中的高壓線路連接點(diǎn)的溫度變化,以獲取相應(yīng)的溫度信息,并將所述的溫度信息發(fā)送給所述的信息采集和處理模塊。
所述的負(fù)載電路的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)包括負(fù)載電路中的內(nèi)部通訊線、傳感器和信號線,所述的傳感器包括儲(chǔ)氣罐氣壓傳感器、真空罐真空壓力傳感器、冷卻液位傳感器和冷卻液溫度傳感器。
所述的負(fù)載電路的受控部件包括高壓用電設(shè)備、低壓用電設(shè)備、高壓繼電器和低壓繼電器。
基于上述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車智能電路管理控制的方法,其中包括以下步驟:
(1)所述的系統(tǒng)上電,所述的智能電路管理系統(tǒng)自檢,并在自檢通過后通過所述的信息采集和處理模塊采集并處理負(fù)載電路信息,以生成所述的并將所述的經(jīng)處理的負(fù)載電路信息發(fā)送給所述的智能電路管理模塊;
(2)所述的智能電路管理模塊對接收到的經(jīng)處理的負(fù)載電路信息進(jìn)行分析處理,并根據(jù)該經(jīng)處理的負(fù)載電路信息生成相應(yīng)的控制信息;
(3)所述的智能電路管理模塊將其生成的控制信息發(fā)送給所述的控制執(zhí)行模塊,所述的控制執(zhí)行模塊根據(jù)該控制信息實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)的負(fù)載電路的控制。
所述的步驟(1)具體為:
所述的系統(tǒng)上電,所述的智能電路管理系統(tǒng)自檢,并在自檢通過后通過所述的信息采集和處理模塊采集所述的負(fù)載電路的負(fù)載電路信息,并對其采集到的負(fù)載電路信息進(jìn)行篩選、模數(shù)轉(zhuǎn)換和翻譯,以獲取處理電路信息,并將所得的處理電路信息發(fā)送給所述的智能電路管理模塊。
所述的智能電路管理模塊包括一智能電路管理單元和一與該智能電路管理單元相連接的一調(diào)試接口,用戶可通過所述的調(diào)試接口向所述的智能電路管理模塊輸入一策略控制軟件,所述的策略控制軟件包括負(fù)載電路故障分級標(biāo)準(zhǔn)和對應(yīng)的解決方案,所述的負(fù)載電路故障分級標(biāo)準(zhǔn)用以對所述的負(fù)載電路信息進(jìn)行故障分級,且所述的步驟(2)具體為:
所述的智能電路管理模塊對其接收到的負(fù)載電路信息進(jìn)行分析處理,獲取當(dāng)前的故障狀態(tài),如果所述的負(fù)載電路有故障,則所述的智能電路管理模塊根據(jù)內(nèi)置的策略控制軟件中的負(fù)載電路信息故障分級標(biāo)準(zhǔn)將所述的負(fù)載電路信息進(jìn)行分級,并根據(jù)所述的負(fù)載電路信息的分級結(jié)果,并獲取對應(yīng)解決方案,所述的智能電路管理模塊根據(jù)該解決方案生成相應(yīng)的控制信息;否則所述的智能電路管理模塊保持不變。
所述的解決方案包括普通級別故障處置策略、安全級別故障處置策略和節(jié)能控制策略。
所述的智能電路管理模塊中還包括一與所述的智能電路管理單元相連接的狀態(tài)指示燈,所述的步驟(3)前還包括一步驟:
(3.0)所述的智能電路管理模塊根據(jù)所述的解決方案生成一對應(yīng)的使能信號,并發(fā)送給所述的狀態(tài)指示燈,所述的狀態(tài)指示燈根據(jù)該使能信號進(jìn)行控制燈光顏色。
電動(dòng)車輛的負(fù)載電路廣義上講是包括除了動(dòng)力電池和低壓蓄電池以外的所有電路。為了設(shè)計(jì)和管理的方便,在具體實(shí)施例中,一般將車輛電路分為低壓電源電路(包括低壓蓄電池、低壓電源管理系統(tǒng)、繼電器和導(dǎo)線等)、高壓電源電路(包括動(dòng)力電池、高壓電源管理系統(tǒng)、充電裝置、漏電檢測裝置、電流傳感器、繼電器和導(dǎo)線等)、車輛控制電路(包括車輛控制器、電子換擋器、電子油門、電制動(dòng)踏板、駐車制動(dòng)開關(guān)等信息和傳感設(shè)備、通訊和控制線束等)、信息電路(CAN儀表、車載信息終端、通訊線束等)和負(fù)載電路。
負(fù)載電路的內(nèi)容涵蓋范圍較大,包括各型高壓用電設(shè)備、各型低壓用電設(shè)備、各型高低壓繼電器、各型線路的高低壓插件、各型高低壓熔斷器、傳感器、線束等。負(fù)載電路的部件控制方式多樣,失效方式多樣,高壓電源線、低壓電源線、通訊和控制線交互聯(lián)系。所述的電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、智能化的管理能力,其必須具備的功能如下:
1.智能化的電路管理和協(xié)調(diào):含有智能策略程序,獨(dú)立的閉環(huán)控制與管理、自行判斷和問題處置,具體包括對電源進(jìn)行分配與時(shí)序控制、對自身和負(fù)載電路狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、對負(fù)載電路信息處理、對電動(dòng)汽車負(fù)載電路的故障進(jìn)行快速響應(yīng)與分析、設(shè)置安全級別故障處置策略、普通級別故障處置策略和節(jié)能控制策略。
2.對負(fù)載電路設(shè)備進(jìn)行控制管理:操作響應(yīng)與控制,具體包括對單/雙控屬性負(fù)載設(shè)備管理、對負(fù)載電路的狀態(tài)監(jiān)測、實(shí)現(xiàn)和負(fù)載電路的通訊與控制、實(shí)現(xiàn)傳感器(物理形式上可以是一個(gè)具體的傳感器,也可是傳感導(dǎo)線)對負(fù)載電路監(jiān)測節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接的或間接的信息采集、并實(shí)現(xiàn)對負(fù)載電路控制信號的監(jiān)測。
3.信息交互:實(shí)現(xiàn)該電動(dòng)車輛不同的系統(tǒng)間的信息傳遞與響應(yīng),通過多路CAN線設(shè)備,通訊和聯(lián)合控制方便,可讀取和響應(yīng)其它部件的公開信息和控制需求信息,同時(shí)也將必要的公開信息和控制需求信息發(fā)出。
在一種具體實(shí)施例中,所述的電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)(Intelligent Circuit Management System,簡稱ICMS)構(gòu)成和工作原理:
智能電路管理系統(tǒng)(ICMS)由智能電路管理模塊、信息采集和處理模塊和控制執(zhí)行模塊以及連接在所述的信息采集和處理模塊上的導(dǎo)線連接溫度傳感器和線路監(jiān)測線束,整個(gè)系統(tǒng)的配套線束輔助系統(tǒng)構(gòu)成。
請參閱圖1,所述的電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)中的電動(dòng)汽車智能電路管理模塊包括7個(gè)單元,分別為控制接口、外部通訊接口、狀態(tài)指示燈、智能電路管理單元、內(nèi)部通訊接口、調(diào)試接口和電源接口。
該系統(tǒng)的內(nèi)部部件包括智能電路管理模塊、與該智能電路管理模塊相連接的控制執(zhí)行模塊、信息采集和處理模塊、導(dǎo)線連接溫度傳感器和電路監(jiān)控線束。
所述的控制執(zhí)行模塊由若干小型繼電器、集成電路、電子配件等組成的電子產(chǎn)品,用于接收智能電路管理模塊(ICMA)發(fā)出的控制指令信息,控制指令信息經(jīng)過解析與處理后,執(zhí)行與受控部件相關(guān)的控制輸出。具備CAN線接口,與智能電路管理模塊(ICMA)可實(shí)現(xiàn)CAN通訊
智能電路管理模塊(Intelligent Circuit Management Assembly,簡稱ICMA)由若干集成電路、電子配件、LED燈等組成的電子產(chǎn)品,用于對車輛負(fù)載電路的專業(yè)化管理??膳c車輛其它系統(tǒng)通訊,對車輛進(jìn)行聯(lián)合管理和控制
電路監(jiān)測線束為電路監(jiān)控節(jié)點(diǎn)與信息采集和處理模塊之間的信息采集線束,是智能電路管理模塊(ICMA)收集電路信息的重要路徑
導(dǎo)線連接溫度傳感器固定于高壓線路連接節(jié)點(diǎn),用于監(jiān)測連接處的溫度變化??煞乐惯B接松動(dòng)造成阻值變大而引起高溫危險(xiǎn)
信息采集和處理模塊由若干集成電路、電子配件等組成的電子產(chǎn)品,用于收集各種電路信息和通訊信息,并將處理后的信息發(fā)送給智能電路管理模塊(ICMA),用于邏輯判斷和策略控制,且該信息采集和處理模塊也具備CAN線通訊接口。
其中,所述的智能電路管理模塊(ICMA)構(gòu)成說明如下:
智能電路管理單元用于專門開發(fā)的集成電路組件,屬于智能電路管理模塊(ICMA)的核心控制部件,內(nèi)部有智能電路管理系統(tǒng)的策略控制軟件,能夠讀取輸入信息并作出管理和控制反應(yīng)。
控制接口為一CAN線接口,通過CAN線與控制執(zhí)行模塊連接,是智能電路管理單元發(fā)出控制指令的通道。
外部通訊接口為一CAN線接口,與車輛其它系統(tǒng)進(jìn)行信息交互的通道。
狀態(tài)指示燈用以顯示相關(guān)控制信息的狀態(tài)。
電源接口為一低壓電源接口,用于供電。
調(diào)試接口特征說明用于程序輸入和在線仿真的通道。
內(nèi)部通訊接口為一CAN線接口,與信息采集和處理模塊連接,接收負(fù)載電路所有的相關(guān)信息。
在一種具體實(shí)施例中,該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)(ICMS)系統(tǒng)的工作原理為:
(1)通過信息采集和處理模塊,該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)能夠收集各種電路信息,比如可直接采集到的信息有:電路監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的連接信息、導(dǎo)線連接溫度傳感器的溫度信息、各種傳感器的輸出信號、其它電路或開關(guān)等觸發(fā)的各種使用信號、設(shè)備的故障信號等;間接采集到得信息有:通過負(fù)載設(shè)備CAN線發(fā)出的信息等。能夠?qū)Σ杉降碾娐沸畔⑦M(jìn)行處理,比如篩選需要的信息,對采集到得信號處理并轉(zhuǎn)換成信息數(shù)據(jù),翻譯信號等,并將整理后的信息發(fā)送給智能電路管理模塊(ICMA)。
該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)能夠通過自身CAN線接口,將智能電路管理模塊(ICMA)發(fā)出的CAN線控制指令發(fā)送至具備CAN通訊的負(fù)載設(shè)備。信息采集和處理模塊是標(biāo)準(zhǔn)化組件,可擴(kuò)展,能夠大大降低智能電路管理模塊(ICMA)的復(fù)雜程度,并增強(qiáng)其專業(yè)的信息處理能力。
(2)通過智能電路管理單元,對負(fù)載電路的信息進(jìn)行充分分析和處理,是電路管理的核心處理組件。大量經(jīng)過邏輯分析的電路信息,按照電路原理、電路使用策略、電路故障處理策略、車輛安全策略、車輛使用策略等要求,形成對負(fù)載電路科學(xué)合理的控制邏輯,同時(shí)也會(huì)整理出豐富的電路信息分析結(jié)果。通過控制輸出可實(shí)現(xiàn)專業(yè)的電路管理行為;通過信息交互,可為其它系統(tǒng)、駕駛員、車輛信息監(jiān)控平臺(tái)等提供大量的專業(yè)化電路信息。另外可與其它系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)外的聯(lián)合控制,即通過通訊手段,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間策略性配合控制。
(3)通過控制執(zhí)行模塊,能夠接收智能電路管理模塊(ICMA)發(fā)出的各種控制指令信息,對其進(jìn)行解析后,轉(zhuǎn)換成各種控制信號,比如使能信號、高/低電平轉(zhuǎn)換信號、PWM信號、模擬信號、5V直流電源等,可控制負(fù)載電路中的所有設(shè)備和繼電器。
對于需要較大功率的控制信號,通過其內(nèi)部的小型繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)換控制,可實(shí)現(xiàn)較大的控制電流,比如用于驅(qū)動(dòng)大型高壓繼電器控制信號線等??梢酝ㄟ^軟件設(shè)置或延時(shí)繼電器,實(shí)現(xiàn)對負(fù)載電路中設(shè)備或繼電器的上、下電時(shí)序控制。
控制執(zhí)行模塊是標(biāo)準(zhǔn)化組件,可擴(kuò)展,能夠大大降低智能電路管理模塊(ICMA)的復(fù)雜程度,并增強(qiáng)其專業(yè)的信息處理能力。
(4)布置于電路監(jiān)控節(jié)點(diǎn)通過電路監(jiān)測線束獲取監(jiān)測信息,電路監(jiān)控節(jié)點(diǎn)包括高壓電路組件連接點(diǎn)、重要通訊節(jié)點(diǎn)、重要的控制電路節(jié)點(diǎn)、設(shè)備接口等,監(jiān)測信息包括相關(guān)電路的電流、電壓、阻值等電路參數(shù)。
(5)通過導(dǎo)線連接溫度傳感器,能夠檢測連接點(diǎn)的溫度。此參數(shù)對于高壓線路非常重要,檢測到快速溫升時(shí),可斷開相關(guān)電路,防止連接點(diǎn)阻值過大導(dǎo)致劇烈的溫升。也可檢測小阻值連接點(diǎn)的緩慢且趨勢化的溫度變化,用于預(yù)測連接情況,做出合理控制動(dòng)作,比如分析出連接點(diǎn)有松動(dòng)跡象,發(fā)出檢查預(yù)警、降功率使用、屏蔽相關(guān)功能等。
(6)通過控制接口,能夠?qū)⒅悄茈娐饭芾韱卧目刂浦噶钔ㄟ^CAN線發(fā)出給所述的控制執(zhí)行模塊。
(7)通過調(diào)試接口,能夠?qū)崿F(xiàn)程序輸入和在線仿真。
(8)通過外部通訊接口,能夠與車輛其它系統(tǒng)進(jìn)行信息互通,對車輛進(jìn)行聯(lián)合控制。
(9)通過內(nèi)部通訊接口,通過CAN線,能夠接收所有需求的負(fù)載電路信息
(11)通過被設(shè)計(jì)為簡單的狀態(tài)顯示功能的狀態(tài)指示燈,能夠快速觀察負(fù)載電路內(nèi)各主要高壓繼電器的連接狀態(tài),也能夠快速知道智能電路管理模塊(ICMA)的狀態(tài)信息(比如處于正常工作狀態(tài)、故障狀態(tài)還是待機(jī)節(jié)能狀態(tài)等)。
在電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)(ICMS)包括如下功能:
(1)智能化的電路管理和協(xié)調(diào):含有智能策略程序,獨(dú)立的閉環(huán)控制與管理、自行判斷和問題處置
(2)電源分配與時(shí)序控制:通過各電源支路繼電器,按策略時(shí)序控制高低壓電路上、下電
(3)電路狀態(tài)監(jiān)測:能夠根據(jù)車輛的需要使用狀態(tài),判斷線路連接原理是否正確、線路各節(jié)點(diǎn)通斷狀態(tài)是否符合邏輯、電路監(jiān)控節(jié)點(diǎn)間的絕緣(漏電)狀態(tài)、所需監(jiān)控線路的壓降狀態(tài)、線路阻值(短路)狀態(tài)等,可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。能夠?qū)?dǎo)線、插件、熔斷器、繼電器分段分析,確定從電源到負(fù)載之間的連接狀態(tài),檢查每個(gè)用電支路整條線路上的問題。
(4)電路信息處理:根據(jù)電路各監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行線路分析和信息公開,比如各監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)、線路健康評估指標(biāo)、故障隱患分析(比如高壓線路阻值突然發(fā)生變化可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱、著火的概率)等,信息參數(shù)和分析結(jié)果是電路管理策略的核心依據(jù)。
(5)快速故障響應(yīng)與分析:故障電路隔離、可用資源分析和評估(比如故障分級與控制,嚴(yán)重級別是禁止行車的,部分輕微級別根據(jù)實(shí)際情況可行車,但需要特別注意相關(guān)故障)。
(6)安全級別故障處置策略:如行車時(shí)突然檢測到電驅(qū)系統(tǒng)嚴(yán)重故障,此時(shí)需要立刻關(guān)閉相關(guān)電路高壓電源,但必須保證助力轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)工作正常;行車時(shí)突然檢測到氣壓信號突變降零,此時(shí)必須立刻起動(dòng)空氣壓縮機(jī)常工作,而且發(fā)出停車檢查警告等。
(7)普通級別故障處置策略:根據(jù)故障分級控制(比如氣泵壞了,氣壓還未達(dá)到低限值之前車還可以開;助力轉(zhuǎn)向壞了,可以允許緩行,但要限制車速;DC-DC壞了,低壓蓄電池電壓還未達(dá)到低限值之前車還可以開;冷卻風(fēng)扇壞了,限制驅(qū)動(dòng)功率,防止需要散熱的部件過熱保護(hù)等)。
(8)節(jié)能控制策略:根據(jù)行車需要,以滿足其需要進(jìn)行資源配置,減少資源浪費(fèi)。比如冷卻系統(tǒng)可根據(jù)散熱需求,控制冷卻風(fēng)扇和冷卻水泵的節(jié)能使用;助力轉(zhuǎn)向可根據(jù)車速、駐車情況進(jìn)行節(jié)能控制;充電時(shí),根據(jù)充電需求,只開啟車輛相關(guān)輔助設(shè)備并適當(dāng)使用即可;
(9)電路管理系統(tǒng)自身故障檢測及處理:能夠自檢故障、顯示和發(fā)出故障信息。能根據(jù)自檢故障類型進(jìn)行評估,做出恰當(dāng)?shù)奶幹梅桨?,在保證車輛安全的同時(shí)盡量使車輛處于可使用狀態(tài)(比如,無法檢測高壓總負(fù)繼電器的閉合反饋,但通過其它電路信息得知系統(tǒng)高壓電路工作正常,則可給予警告,提醒檢查高壓繼電器反饋線路,此時(shí)允許負(fù)載電路正常工作,不影響行車)。
所述的電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)對負(fù)載電路具體包括以下操作:
(1)單控屬性負(fù)載電路管理是對單控屬性的負(fù)載電路進(jìn)行管理,其中所述的單控屬性為供給電源和控制使用兩個(gè)動(dòng)作均由一個(gè)控制器控制完成,比如DC-DC變換器的高壓電源由電路管理系統(tǒng)控制,其使用情況也由電路管理系統(tǒng)控制;直流無刷冷卻風(fēng)扇的低壓電源由電路管理系統(tǒng)控制,其是否工作也由電路管理系統(tǒng)根據(jù)冷卻系統(tǒng)溫度按策略決定。
高壓負(fù)載電路中的單控屬性負(fù)載電路有:電動(dòng)轉(zhuǎn)向泵、電動(dòng)氣泵、DC-DC電源、DC-AC電源、電空調(diào)、電暖風(fēng)等。
低壓負(fù)載電路中的單控屬性負(fù)載電路有:冷卻風(fēng)扇、水泵、真空泵等。
(2)雙控屬性負(fù)載設(shè)備管理是對雙控屬性的負(fù)載電路進(jìn)行管理,所述的雙控屬性是指電源供給和控制使用兩個(gè)動(dòng)作分別由不同的兩個(gè)控制器控制完成。比如電機(jī)控制器的高壓電源由電路管理系統(tǒng)控制,與故障和安全相關(guān)的控制由電路管理系統(tǒng)完成,但是使用控制由車輛控制系統(tǒng)管理;變速箱控制器的低壓電源由電路管理系統(tǒng)控制,與故障和安全相關(guān)的控制由電路管理系統(tǒng)完成,但是使用控制由車輛控制系統(tǒng)管理)。
高壓負(fù)載電路中的雙控屬性負(fù)載電路有:電機(jī)控制器。
低壓負(fù)載電路中的雙控屬性負(fù)載電路有:變速箱控制器。
(3)負(fù)載設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測:與負(fù)載設(shè)備建立反饋聯(lián)系,實(shí)時(shí)讀取或判斷設(shè)備的狀態(tài),比如故障狀態(tài)、待機(jī)狀態(tài)、工作狀態(tài)、斷開狀態(tài)等。
(4)負(fù)載設(shè)備的通訊與控制:負(fù)載供電電路控制,負(fù)載使用控制,負(fù)載控制信息通訊交互
該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)種包括的傳感器(物理形式上可以是一個(gè)具體的傳感器,也可是傳感導(dǎo)線)及其采集的信號具體如下:
(1)直接采集傳感器信息與信號:儲(chǔ)氣罐氣壓傳感器、真空罐真空壓力傳感器、冷卻液位傳感器、冷卻液溫度傳感器、導(dǎo)線連接溫度傳感器、B級電壓部件防護(hù)殼打開信號、車輛碰撞信號、ON擋信號、點(diǎn)火信號、空調(diào)信號、暖風(fēng)信號、設(shè)備故障信號等
(2)間接采集信號:擋位信號、離合位置信號、車速信號等
(3)控制信號:PWM信號(空調(diào)、直流無刷冷卻風(fēng)扇、直流無刷水泵等會(huì)用到)、普通開關(guān)信號(高或低電平,用于電平信號通訊或直接控制繼電器通斷)等
該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)與所述的電動(dòng)車輛其他系統(tǒng)間的信息傳遞與響應(yīng),通過多路CAN線實(shí)現(xiàn),通訊和聯(lián)合控制非常方便,可讀取和響應(yīng)該電動(dòng)車輛其他系統(tǒng)的公開信息和控制需求信息,同時(shí)也將必要的公開信息和控制需求信息發(fā)出。
與所述的電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)進(jìn)行通訊和聯(lián)合控制的該電動(dòng)車輛的其他系統(tǒng)包括:車輛控制控制器(VCU)、電機(jī)控制器(MCU)、變速箱控制器(TCU)、高壓電源管理系統(tǒng)、低壓電源管理系統(tǒng)和CAN儀表和車載信息終端等。
車輛在進(jìn)行電氣原理設(shè)計(jì)時(shí),負(fù)載電路設(shè)計(jì)需要以智能電路管理系統(tǒng)(ICMS)為核心,負(fù)載電路中的高/低壓電路中的所有部件及相關(guān)線束必須受控。
該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)的裝車具體包括以下步驟:
(1)將智能電路管理系統(tǒng)(ICMS)的三個(gè)模塊布置并裝配在車輛的安裝支架上,帶高壓配電箱的車輛可將其安裝在箱體內(nèi);
(2)將導(dǎo)線連接溫度傳感器和電路監(jiān)測線束安裝到相關(guān)監(jiān)控節(jié)點(diǎn);
(3)將負(fù)載電路的所有通訊、信號和采集線束連入信息采集和處理模塊;
(4)將負(fù)載電路的所有控制輸出線束連入控制執(zhí)行模塊;
(5)連通智能電路管理模塊(ICMA)的通訊(CAN線)和配套線束;
(6)接入相關(guān)電源、檢測、控制和通訊線束。
該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)的工作順序具體如下:
(1)模塊上電后自檢,建立系統(tǒng)間通訊聯(lián)系;
(2)負(fù)載電路通電前檢查;
(3)負(fù)載電路低壓通電檢查;
(4)負(fù)載電路高壓通電檢查;
(5)負(fù)載電路工作狀態(tài)監(jiān)測及管理。
在一種具體實(shí)施例中,在為某廠開發(fā)的純電動(dòng)箱式物流車載貨汽車底盤中,使用了智能電路管理系統(tǒng)(ICMS)。智能電路管理系統(tǒng)(ICMS)的模塊安裝于車輛高壓配電箱內(nèi),高壓配電箱內(nèi)含有負(fù)載電路的繼電器、熔斷器、高壓插件等主要電路監(jiān)控部件,導(dǎo)線連接溫度傳感器和電路監(jiān)測線束大部分裝配于高壓配電箱內(nèi)部,其余線束一起集成在整車線束上,根據(jù)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,合理選取一定數(shù)量的控制執(zhí)行模塊、信息采集和處理模塊。部分功能可根據(jù)用戶需要通過軟件設(shè)置來調(diào)整。
實(shí)車測試此系統(tǒng)的功能,比如繼電器通斷時(shí)序控制正常,能夠準(zhǔn)備監(jiān)測并判斷高壓插件是否連接到位,能夠讀取每個(gè)繼電器的邏輯工作狀態(tài),能夠控制助力轉(zhuǎn)向油泵正常工作,能夠上傳和接收CAN線上的信息數(shù)據(jù),等等。所涉及到的管理功能均能夠?qū)崿F(xiàn),而且可以在控制軟件層面豐富控制功能,滿足用戶多樣化的使用需求。
采用該電動(dòng)汽車智能電路管理系統(tǒng)及其方法,由于其具有智能電路管理模塊,對所述的電動(dòng)車輛的負(fù)載電路進(jìn)行檢測、監(jiān)控,并根據(jù)監(jiān)控結(jié)果生成相應(yīng)的解決方案,可以科學(xué)合理的對電動(dòng)車輛的負(fù)載電路進(jìn)行充分有效的專業(yè)化管理,具備智能化的負(fù)載電路管理和協(xié)調(diào)功能,以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的閉環(huán)控制與管理、自行判斷和問題處置,且能實(shí)現(xiàn)電源分配與時(shí)序控制、電路狀態(tài)監(jiān)測、電路信息處理、快速故障響應(yīng)與分析、安全級別故障處置策略、普通級別故障處置策略、節(jié)能控制策略和電路管理系統(tǒng)自身故障檢測及處理。該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):
專業(yè)化——電路管理更專業(yè),使用功能和安全功能更完善;
信息化——電路狀態(tài)清晰明確,快速線路自我診斷;
模塊化——功能獨(dú)立,能與其他系統(tǒng)進(jìn)行更好的控制配合,間接促成其它控制系統(tǒng)更加專職。
在此說明書中,本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是,很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此,說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。