純電動汽車整車控制器的制造方法
專利名稱:純電動汽車整車控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種純電動汽車整車控制器，包括電源管理模塊、微控制單元、外圍電路，微控制單元內(nèi)部集成處理器、局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，所述外圍電路中的局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、局域網(wǎng)絡(luò)通訊接口與局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器組成局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路；所述局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路共三路；微控制單元內(nèi)還集成有RS485收發(fā)控制器、RS232收發(fā)控制器、脈寬調(diào)制模塊、脈沖捕捉通道、模擬量采集模塊、數(shù)字量采集模塊、高端驅(qū)動模塊。本控制器設(shè)置三路局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路，其中一路與整車局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通訊，一路作為固件升級通訊電路，另一路冗余備用；上位機(jī)可以通過RS485通訊接口連接控制器進(jìn)行通訊。
【專利說明】
純電動汽車整車控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及電動汽車用整車控制器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]純電動汽車作為一種綠色運(yùn)輸工具被越來越廣泛地應(yīng)用，比如廠區(qū)內(nèi)的純電動物流車、環(huán)衛(wèi)車等。整車控制器作為電動汽車的核心部件之一，其性能的好壞直接關(guān)系到電動汽車的使用性能?，F(xiàn)有的整車控制器與其他外部控制器(如電機(jī)控制器)都是通過CAN總線進(jìn)行通訊連接的，CAN(控制器局域網(wǎng)Controller Area Network)是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN的高性能和可靠性已被認(rèn)同，但是如果純電動汽車只用一路CAN進(jìn)行通訊，還存在一些不足:它不能與Internet互聯(lián)，不可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的信息共享;它不易與上位機(jī)、控制機(jī)直接連接，因此有必要對現(xiàn)有整車控制器進(jìn)行改進(jìn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種純電動汽車整車控制器，不但管理整車的所有電氣控制單元，還具有多種通訊電路。
[0004]本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:純電動汽車整車控制器，包括電源管理模塊、微控制單元、外圍電路，微控制單元內(nèi)部集成處理器以及與處理器連接的局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器、脈寬調(diào)制模塊、脈沖捕捉通道、模擬量采集模塊、數(shù)字量采集模塊、高端驅(qū)動模塊、寄存器、協(xié)處理器、只讀存儲器、隨機(jī)存取存儲器、電可擦除只讀存儲器，電源管理模塊提供供電電路;所述外圍電路中還設(shè)有與局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器連接的局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、局域網(wǎng)絡(luò)通訊接口，獨(dú)立電源給局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片供電，局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器、局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、局域網(wǎng)絡(luò)通訊接口組成局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路;所述局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路共三路，其中一路與整車局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通訊，一路作為固件升級通訊電路，一路備用。
[0005]進(jìn)一步改進(jìn)的微控制單元內(nèi)還集成有RS485收發(fā)控制器，RS485收發(fā)控制器與外圍電路中的RS485驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、RS485通訊接口組成RS485通訊電路，獨(dú)立電源給RS485驅(qū)動芯片供電。
[0006]更進(jìn)一步改進(jìn)的微控制單元內(nèi)還集成有RS232收發(fā)控制器，外圍電路中另外設(shè)有 RS232驅(qū)動芯片、濾波電容、RS232通訊接口，獨(dú)立電源給RS232驅(qū)動芯片供電，RS232收發(fā)控制器、RS232驅(qū)動芯片、濾波電容、RS232通訊接口組成RS232通訊電路。
[0007]優(yōu)選的電源管理模塊采用芯片TLE4471，輸入電壓范圍為-45V—60V，輸出三路獨(dú)立隔離的5V電源，還可以提供三個使能端，獨(dú)立驅(qū)動三路5V電源。
[0008]外圍電路中設(shè)置光耦隔離硬件電路、脈沖調(diào)制通訊接口，光耦隔離硬件電路、脈沖調(diào)制通訊接口與脈寬調(diào)制模塊組成脈寬調(diào)制電路。
[0009]外圍電路中還設(shè)有另一光耦隔離硬件電路、數(shù)字脈沖采集接口，光耦隔離硬件電路、數(shù)字脈沖采集接口與脈沖捕捉通道組成數(shù)字脈沖采集電路。
[0010]外圍電路中設(shè)有電壓跟隨器、模擬量采集接口，電壓跟隨器、模擬量采集接口與模擬量采集模塊組成模擬量采集電路。
[0011]外圍電路中還設(shè)有另一光耦隔離硬件電路、濾波電路、數(shù)字量采集接口，光耦隔離硬件電路、濾波電路、數(shù)字量采集接口與數(shù)字量采集模塊組成數(shù)字量采集電路。
[0012]外圍電路中另設(shè)有浪涌保護(hù)芯片、高端驅(qū)動接口，浪涌保護(hù)芯片、高端驅(qū)動接口和高端驅(qū)動模塊組成高端驅(qū)動電路。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:1、設(shè)置三路局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路，其中一路與整車局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通訊；一路作為固件升級通訊電路，該電路連接好上位機(jī)通訊成功后，在 bootloader模式下進(jìn)行固件升級；另一路冗余備用。2、增加RS485通訊電路，上位機(jī)可以通過RS485通訊接口連接控制器，進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定、實(shí)時監(jiān)控、顯示實(shí)時曲線，分析判斷整車控制狀態(tài)。3、增加RS232通訊電路作為，作為備用通訊電路可連接只帶有RS232接口的設(shè)備。4、電源管理模塊的芯片的輸入電壓為-45V—+60V，兼容多種車輛的電壓系統(tǒng)；電源管理模塊可以輸出三路獨(dú)立隔離的5V電源，還可以提供三個使能端，獨(dú)立輸出驅(qū)動三路5V電源，電源管理模塊為用電器件獨(dú)立供電，形成獨(dú)立的電壓回路，提高抗干擾能力?！靖綀D說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的原理框圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路。
[0016]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的RS485通訊電路。[〇〇17]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中電源管理芯片輸入輸出示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖、實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。[0〇19]控制器包括微控制單元(MCU)、外圍電路、接口、電源管理模塊。電源管理模塊，如圖4所示，采用專業(yè)汽車級別電源管理芯片TLE4471，輸入電壓范圍為-45V—60V，工作溫度-40°C至150°C，可以輸出三路獨(dú)立隔離的5V電源，還可以提供三個使能端，可以獨(dú)立輸出驅(qū)動三路5V電源，可以進(jìn)行延時下電，激活硬件看門狗等功能。獨(dú)立的5V電源分別給處理器、驅(qū)動芯片等供電。
[0020] M⑶、外圍電路、接口的原理框圖如圖1所示。[〇〇21] M⑶內(nèi)部集成處理器(CPU)、寄存器、協(xié)處理器、只讀存儲器(R0M)、隨機(jī)存取存儲器 (RAM)、電可擦除只讀存儲器(EEPR0M)，還集成增強(qiáng)型捕捉定時器模塊(ECT)、周期中斷定時器模塊(PIT)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ATD)、串行通信接口(SCI)、MSCAN總線。MCU內(nèi)部還集成RS485 收發(fā)控制器、局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)收發(fā)控制器、RS232收發(fā)控制器、脈寬調(diào)制(PWM)模塊、脈沖捕捉通道、模擬量采集模塊、數(shù)字量采集模塊、高端驅(qū)動模塊，可以實(shí)現(xiàn)RS485通訊、CAN通訊、 RS232通訊、PWM通訊、數(shù)字脈沖信號采集、模擬量信號采集、數(shù)字量信號采集、高端驅(qū)動等功能。[〇〇22]RS485通訊電路的包括集成在MCU中的RS485收發(fā)控制器以及外圍電路中的RS485驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、RS485通訊接口，外圍電路如圖3所示，RS485通訊電路的驅(qū)動芯片采用非常成熟的SP485R芯片。共模電感和濾波電容可以濾除總線上的共模干擾信號，高頻雜波信號，從而達(dá)到提供總線的抗干擾能力。浪涌保護(hù)芯片可以保護(hù)總線上尖峰脈沖信號，比如靜電，瞬間高壓脈沖等對驅(qū)動芯片的損害，從而保護(hù)驅(qū)動芯片。配置終端匹配電阻，充分減少信號的衰減，保證信號的完整性。獨(dú)立的5V 控制電源給RS485驅(qū)動芯片獨(dú)立供電，提高穩(wěn)定性，隔離干擾。RS485電路用于上位機(jī)的通訊，進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定和實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)控，RS485通訊采用115200波特率保證數(shù)據(jù)的實(shí)時性。
[0023]每路CAN通訊電路包括集成在M⑶中的CAN收發(fā)控制器及外圍電路中的CAN驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、CAN通訊接口。獨(dú)立的5V控制電源給CAN驅(qū)動芯片獨(dú)立供電，提高穩(wěn)定性，隔離干擾。CAN通訊電路如圖2所示，共模電感和濾波電容可以濾除總線上的共模干擾信號，高頻雜波信號，從而達(dá)到提供總線的抗干擾能力。 浪涌保護(hù)芯片可以保護(hù)總線上尖峰脈沖信號，比如靜電，瞬間高壓脈沖等對驅(qū)動芯片的損害，從而保護(hù)驅(qū)動芯片。配置終端匹配電阻，充分減少信號的衰減，保證信號的完整性。獨(dú)立的5V控制電源給TJA1050T驅(qū)動芯片獨(dú)立供電，提高穩(wěn)定性，隔離干擾。[〇〇24] 該控制器共設(shè)置三路CAN通訊電路，一路用來專門與整車CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通訊， 一路用于固件的升級，還冗余了一路CAN，以備以后更多CAN節(jié)點(diǎn)外設(shè)的時候分配使用。 [〇〇25]RS232通訊電路包括集成在M⑶中的RS232收發(fā)控制器、外圍電路中的RS232驅(qū)動芯片、濾波電容、RS232通訊接口。獨(dú)立的5V控制電源給232驅(qū)動芯片獨(dú)立供電，提高穩(wěn)定性，隔離干擾，本電路為備用接口電路。
[0026]脈寬調(diào)制(P麗)通訊電路包括集成在M⑶中的PWM模塊、外圍電路中光耦隔離硬件電路、PWM通訊接口。P麗模塊內(nèi)設(shè)8個8位P麗通道，可以通過寄存器配置構(gòu)成4個16位的PWM 通道，導(dǎo)通頻率可以達(dá)到300KHZ，采用獨(dú)立的5V控制電源，有效隔離干擾。用此電路實(shí)現(xiàn)控制冷卻水栗及冷卻風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)智能溫度調(diào)節(jié)功效。
[0027]數(shù)字脈沖采集電路包括集成在MCU中的8路8位的脈沖捕捉通道、外圍電路中的光耦隔離硬件電路、數(shù)字脈沖采集接口，可以通過寄存器設(shè)置構(gòu)成4個16位的ECT通道，導(dǎo)通頻率可以達(dá)到300KHZ，采用獨(dú)立的5V控制電源，有效隔離干擾。通過此電路可以采集水栗的數(shù)字脈沖反饋信號，可以判斷冷卻水栗是否處于正常工作狀態(tài)，從而及時報警，提供冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定性，安全性。
[0028]模擬量采集電路包括集成在MCU中的12位模擬量采集(ADT )模塊、外圍電路中電壓跟隨器、模擬量采集接口。此電路用于采集油門踏板信號以及蓄電池12V電壓信號，經(jīng)過電壓跟隨器隔離，模擬量信號進(jìn)入MCU，進(jìn)行一階濾波處理。[0029 ]數(shù)字量采集電路包括集成在MCU中的數(shù)字量采集模塊、外圍電路中的光耦隔離硬件電路、濾波電路、數(shù)字量采集接口。采用獨(dú)立的5V控制電源，有效隔離干擾，程序內(nèi)部采用數(shù)字濾波算法實(shí)現(xiàn)信號的穩(wěn)定可靠采集。通過此電路采集檔位，鑰匙等開關(guān)量信號。[0〇3〇]尚端驅(qū)動電路包括集成在MCU中的尚端驅(qū)動t旲塊、外圍電路中的浪涌保護(hù)芯片、尚端驅(qū)動接口。高端驅(qū)動模塊采用專業(yè)汽車級驅(qū)動芯片BTS724作為高端驅(qū)動，單通道可以驅(qū)動12V、3.2A的負(fù)載，浪涌保護(hù)芯片防止負(fù)載開關(guān)狀態(tài)變化導(dǎo)致電流沖擊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.純電動汽車整車控制器，所述控制器包括電源管理模塊、微控制單元、外圍電路，微 控制單元內(nèi)部集成處理器以及與處理器連接的局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器、脈寬調(diào)制模塊、脈沖 捕捉通道、模擬量采集模塊、數(shù)字量采集模塊、高端驅(qū)動模塊、寄存器、協(xié)處理器、只讀存儲 器、隨機(jī)存取存儲器、電可擦除只讀存儲器，電源管理模塊提供供電電路，其特征在于:所述 外圍電路中還設(shè)有與局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器連接的局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模 電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、局域網(wǎng)絡(luò)通訊接口，獨(dú)立電源給局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片供 電，局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器、局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電 阻、濾波電容、局域網(wǎng)絡(luò)通訊接口組成局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路;所述局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路共三路， 其中一路與整車局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通訊，一路作為固件升級通訊電路，一路備用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:所述微控制單元內(nèi)還集 成有RS485收發(fā)控制器，RS485收發(fā)控制器與外圍電路中的RS485驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、 共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、RS485通訊接口組成RS485通訊電路，獨(dú)立電源給 RS485驅(qū)動芯片供電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:所述微控制單元內(nèi)還集 成有RS232收發(fā)控制器，外圍電路中另外設(shè)有RS232驅(qū)動芯片、濾波電容、RS232通訊接口，獨(dú) 立電源給RS232驅(qū)動芯片供電，RS232收發(fā)控制器、RS232驅(qū)動芯片、濾波電容、RS232通訊接 口組成RS232通訊電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:電源管理模塊采用芯片 TLE4471，輸入電壓范圍為-45V—60V，輸出三路獨(dú)立的5V電源，還可以提供三個使能端，獨(dú) 立驅(qū)動三路5V電源。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:外圍電路中設(shè)置光耦隔 離硬件電路、脈沖調(diào)制通訊接口，光耦隔離硬件電路、脈沖調(diào)制通訊接口與脈寬調(diào)制模塊組 成脈寬調(diào)制電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:外圍電路中還設(shè)有另 一光耦隔離硬件電路、數(shù)字脈沖采集接口，光耦隔離硬件電路、數(shù)字脈沖采集接口與脈沖捕 捉通道組成數(shù)字脈沖采集電路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:外圍電路中設(shè)有電壓跟 隨器、模擬量采集接口，電壓跟隨器、模擬量采集接口與模擬量采集模塊組成模擬量采集電 路。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:外圍電路中還設(shè)有另一 光耦隔離硬件電路、濾波電路、數(shù)字量采集接口，光耦隔離硬件電路、濾波電路、數(shù)字量采集 接口與數(shù)字量采集模塊組成數(shù)字量采集電路。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:外圍電路中另設(shè)有浪涌 保護(hù)芯片、高端驅(qū)動接口，浪涌保護(hù)芯片、高端驅(qū)動接口和高端驅(qū)動模塊組成高端驅(qū)動電 路。
【文檔編號】B60R16/02GK205706529SQ201620343285
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】郭權(quán), 阮子文, 阮雪薇, 許天成, 胡海土, 莫靈剛, 許國良, 范新法
【申請人】浙江寶成機(jī)械科技有限公司
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種純電動汽車整車控制器，包括電源管理模塊、微控制單元、外圍電路，微控制單元內(nèi)部集成處理器、局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，所述外圍電路中的局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、局域網(wǎng)絡(luò)通訊接口與局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器組成局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路；所述局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路共三路；微控制單元內(nèi)還集成有RS485收發(fā)控制器、RS232收發(fā)控制器、脈寬調(diào)制模塊、脈沖捕捉通道、模擬量采集模塊、數(shù)字量采集模塊、高端驅(qū)動模塊。本控制器設(shè)置三路局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路，其中一路與整車局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通訊，一路作為固件升級通訊電路，另一路冗余備用；上位機(jī)可以通過RS485通訊接口連接控制器進(jìn)行通訊。
【專利說明】
純電動汽車整車控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及電動汽車用整車控制器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]純電動汽車作為一種綠色運(yùn)輸工具被越來越廣泛地應(yīng)用，比如廠區(qū)內(nèi)的純電動物流車、環(huán)衛(wèi)車等。整車控制器作為電動汽車的核心部件之一，其性能的好壞直接關(guān)系到電動汽車的使用性能?，F(xiàn)有的整車控制器與其他外部控制器(如電機(jī)控制器)都是通過CAN總線進(jìn)行通訊連接的，CAN(控制器局域網(wǎng)Controller Area Network)是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN的高性能和可靠性已被認(rèn)同，但是如果純電動汽車只用一路CAN進(jìn)行通訊，還存在一些不足:它不能與Internet互聯(lián)，不可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的信息共享;它不易與上位機(jī)、控制機(jī)直接連接，因此有必要對現(xiàn)有整車控制器進(jìn)行改進(jìn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種純電動汽車整車控制器，不但管理整車的所有電氣控制單元，還具有多種通訊電路。
[0004]本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:純電動汽車整車控制器，包括電源管理模塊、微控制單元、外圍電路，微控制單元內(nèi)部集成處理器以及與處理器連接的局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器、脈寬調(diào)制模塊、脈沖捕捉通道、模擬量采集模塊、數(shù)字量采集模塊、高端驅(qū)動模塊、寄存器、協(xié)處理器、只讀存儲器、隨機(jī)存取存儲器、電可擦除只讀存儲器，電源管理模塊提供供電電路;所述外圍電路中還設(shè)有與局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器連接的局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、局域網(wǎng)絡(luò)通訊接口，獨(dú)立電源給局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片供電，局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器、局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、局域網(wǎng)絡(luò)通訊接口組成局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路;所述局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路共三路，其中一路與整車局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通訊，一路作為固件升級通訊電路，一路備用。
[0005]進(jìn)一步改進(jìn)的微控制單元內(nèi)還集成有RS485收發(fā)控制器，RS485收發(fā)控制器與外圍電路中的RS485驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、RS485通訊接口組成RS485通訊電路，獨(dú)立電源給RS485驅(qū)動芯片供電。
[0006]更進(jìn)一步改進(jìn)的微控制單元內(nèi)還集成有RS232收發(fā)控制器，外圍電路中另外設(shè)有 RS232驅(qū)動芯片、濾波電容、RS232通訊接口，獨(dú)立電源給RS232驅(qū)動芯片供電，RS232收發(fā)控制器、RS232驅(qū)動芯片、濾波電容、RS232通訊接口組成RS232通訊電路。
[0007]優(yōu)選的電源管理模塊采用芯片TLE4471，輸入電壓范圍為-45V—60V，輸出三路獨(dú)立隔離的5V電源，還可以提供三個使能端，獨(dú)立驅(qū)動三路5V電源。
[0008]外圍電路中設(shè)置光耦隔離硬件電路、脈沖調(diào)制通訊接口，光耦隔離硬件電路、脈沖調(diào)制通訊接口與脈寬調(diào)制模塊組成脈寬調(diào)制電路。
[0009]外圍電路中還設(shè)有另一光耦隔離硬件電路、數(shù)字脈沖采集接口，光耦隔離硬件電路、數(shù)字脈沖采集接口與脈沖捕捉通道組成數(shù)字脈沖采集電路。
[0010]外圍電路中設(shè)有電壓跟隨器、模擬量采集接口，電壓跟隨器、模擬量采集接口與模擬量采集模塊組成模擬量采集電路。
[0011]外圍電路中還設(shè)有另一光耦隔離硬件電路、濾波電路、數(shù)字量采集接口，光耦隔離硬件電路、濾波電路、數(shù)字量采集接口與數(shù)字量采集模塊組成數(shù)字量采集電路。
[0012]外圍電路中另設(shè)有浪涌保護(hù)芯片、高端驅(qū)動接口，浪涌保護(hù)芯片、高端驅(qū)動接口和高端驅(qū)動模塊組成高端驅(qū)動電路。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:1、設(shè)置三路局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路，其中一路與整車局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通訊；一路作為固件升級通訊電路，該電路連接好上位機(jī)通訊成功后，在 bootloader模式下進(jìn)行固件升級；另一路冗余備用。2、增加RS485通訊電路，上位機(jī)可以通過RS485通訊接口連接控制器，進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定、實(shí)時監(jiān)控、顯示實(shí)時曲線，分析判斷整車控制狀態(tài)。3、增加RS232通訊電路作為，作為備用通訊電路可連接只帶有RS232接口的設(shè)備。4、電源管理模塊的芯片的輸入電壓為-45V—+60V，兼容多種車輛的電壓系統(tǒng)；電源管理模塊可以輸出三路獨(dú)立隔離的5V電源，還可以提供三個使能端，獨(dú)立輸出驅(qū)動三路5V電源，電源管理模塊為用電器件獨(dú)立供電，形成獨(dú)立的電壓回路，提高抗干擾能力?！靖綀D說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的原理框圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路。
[0016]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的RS485通訊電路。[〇〇17]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中電源管理芯片輸入輸出示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖、實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。[0〇19]控制器包括微控制單元(MCU)、外圍電路、接口、電源管理模塊。電源管理模塊，如圖4所示，采用專業(yè)汽車級別電源管理芯片TLE4471，輸入電壓范圍為-45V—60V，工作溫度-40°C至150°C，可以輸出三路獨(dú)立隔離的5V電源，還可以提供三個使能端，可以獨(dú)立輸出驅(qū)動三路5V電源，可以進(jìn)行延時下電，激活硬件看門狗等功能。獨(dú)立的5V電源分別給處理器、驅(qū)動芯片等供電。
[0020] M⑶、外圍電路、接口的原理框圖如圖1所示。[〇〇21] M⑶內(nèi)部集成處理器(CPU)、寄存器、協(xié)處理器、只讀存儲器(R0M)、隨機(jī)存取存儲器 (RAM)、電可擦除只讀存儲器(EEPR0M)，還集成增強(qiáng)型捕捉定時器模塊(ECT)、周期中斷定時器模塊(PIT)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ATD)、串行通信接口(SCI)、MSCAN總線。MCU內(nèi)部還集成RS485 收發(fā)控制器、局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)收發(fā)控制器、RS232收發(fā)控制器、脈寬調(diào)制(PWM)模塊、脈沖捕捉通道、模擬量采集模塊、數(shù)字量采集模塊、高端驅(qū)動模塊，可以實(shí)現(xiàn)RS485通訊、CAN通訊、 RS232通訊、PWM通訊、數(shù)字脈沖信號采集、模擬量信號采集、數(shù)字量信號采集、高端驅(qū)動等功能。[〇〇22]RS485通訊電路的包括集成在MCU中的RS485收發(fā)控制器以及外圍電路中的RS485驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、RS485通訊接口，外圍電路如圖3所示，RS485通訊電路的驅(qū)動芯片采用非常成熟的SP485R芯片。共模電感和濾波電容可以濾除總線上的共模干擾信號，高頻雜波信號，從而達(dá)到提供總線的抗干擾能力。浪涌保護(hù)芯片可以保護(hù)總線上尖峰脈沖信號，比如靜電，瞬間高壓脈沖等對驅(qū)動芯片的損害，從而保護(hù)驅(qū)動芯片。配置終端匹配電阻，充分減少信號的衰減，保證信號的完整性。獨(dú)立的5V 控制電源給RS485驅(qū)動芯片獨(dú)立供電，提高穩(wěn)定性，隔離干擾。RS485電路用于上位機(jī)的通訊，進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定和實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)控，RS485通訊采用115200波特率保證數(shù)據(jù)的實(shí)時性。
[0023]每路CAN通訊電路包括集成在M⑶中的CAN收發(fā)控制器及外圍電路中的CAN驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、CAN通訊接口。獨(dú)立的5V控制電源給CAN驅(qū)動芯片獨(dú)立供電，提高穩(wěn)定性，隔離干擾。CAN通訊電路如圖2所示，共模電感和濾波電容可以濾除總線上的共模干擾信號，高頻雜波信號，從而達(dá)到提供總線的抗干擾能力。 浪涌保護(hù)芯片可以保護(hù)總線上尖峰脈沖信號，比如靜電，瞬間高壓脈沖等對驅(qū)動芯片的損害，從而保護(hù)驅(qū)動芯片。配置終端匹配電阻，充分減少信號的衰減，保證信號的完整性。獨(dú)立的5V控制電源給TJA1050T驅(qū)動芯片獨(dú)立供電，提高穩(wěn)定性，隔離干擾。[〇〇24] 該控制器共設(shè)置三路CAN通訊電路，一路用來專門與整車CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通訊， 一路用于固件的升級，還冗余了一路CAN，以備以后更多CAN節(jié)點(diǎn)外設(shè)的時候分配使用。 [〇〇25]RS232通訊電路包括集成在M⑶中的RS232收發(fā)控制器、外圍電路中的RS232驅(qū)動芯片、濾波電容、RS232通訊接口。獨(dú)立的5V控制電源給232驅(qū)動芯片獨(dú)立供電，提高穩(wěn)定性，隔離干擾，本電路為備用接口電路。
[0026]脈寬調(diào)制(P麗)通訊電路包括集成在M⑶中的PWM模塊、外圍電路中光耦隔離硬件電路、PWM通訊接口。P麗模塊內(nèi)設(shè)8個8位P麗通道，可以通過寄存器配置構(gòu)成4個16位的PWM 通道，導(dǎo)通頻率可以達(dá)到300KHZ，采用獨(dú)立的5V控制電源，有效隔離干擾。用此電路實(shí)現(xiàn)控制冷卻水栗及冷卻風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)智能溫度調(diào)節(jié)功效。
[0027]數(shù)字脈沖采集電路包括集成在MCU中的8路8位的脈沖捕捉通道、外圍電路中的光耦隔離硬件電路、數(shù)字脈沖采集接口，可以通過寄存器設(shè)置構(gòu)成4個16位的ECT通道，導(dǎo)通頻率可以達(dá)到300KHZ，采用獨(dú)立的5V控制電源，有效隔離干擾。通過此電路可以采集水栗的數(shù)字脈沖反饋信號，可以判斷冷卻水栗是否處于正常工作狀態(tài)，從而及時報警，提供冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定性，安全性。
[0028]模擬量采集電路包括集成在MCU中的12位模擬量采集(ADT )模塊、外圍電路中電壓跟隨器、模擬量采集接口。此電路用于采集油門踏板信號以及蓄電池12V電壓信號，經(jīng)過電壓跟隨器隔離，模擬量信號進(jìn)入MCU，進(jìn)行一階濾波處理。[0029 ]數(shù)字量采集電路包括集成在MCU中的數(shù)字量采集模塊、外圍電路中的光耦隔離硬件電路、濾波電路、數(shù)字量采集接口。采用獨(dú)立的5V控制電源，有效隔離干擾，程序內(nèi)部采用數(shù)字濾波算法實(shí)現(xiàn)信號的穩(wěn)定可靠采集。通過此電路采集檔位，鑰匙等開關(guān)量信號。[0〇3〇]尚端驅(qū)動電路包括集成在MCU中的尚端驅(qū)動t旲塊、外圍電路中的浪涌保護(hù)芯片、尚端驅(qū)動接口。高端驅(qū)動模塊采用專業(yè)汽車級驅(qū)動芯片BTS724作為高端驅(qū)動，單通道可以驅(qū)動12V、3.2A的負(fù)載，浪涌保護(hù)芯片防止負(fù)載開關(guān)狀態(tài)變化導(dǎo)致電流沖擊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.純電動汽車整車控制器，所述控制器包括電源管理模塊、微控制單元、外圍電路，微 控制單元內(nèi)部集成處理器以及與處理器連接的局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器、脈寬調(diào)制模塊、脈沖 捕捉通道、模擬量采集模塊、數(shù)字量采集模塊、高端驅(qū)動模塊、寄存器、協(xié)處理器、只讀存儲 器、隨機(jī)存取存儲器、電可擦除只讀存儲器，電源管理模塊提供供電電路，其特征在于:所述 外圍電路中還設(shè)有與局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器連接的局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模 電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、局域網(wǎng)絡(luò)通訊接口，獨(dú)立電源給局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片供 電，局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器、局域網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、共模電感濾波芯片、終端電 阻、濾波電容、局域網(wǎng)絡(luò)通訊接口組成局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路;所述局域網(wǎng)絡(luò)通訊電路共三路， 其中一路與整車局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通訊，一路作為固件升級通訊電路，一路備用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:所述微控制單元內(nèi)還集 成有RS485收發(fā)控制器，RS485收發(fā)控制器與外圍電路中的RS485驅(qū)動芯片、浪涌保護(hù)芯片、 共模電感濾波芯片、終端電阻、濾波電容、RS485通訊接口組成RS485通訊電路，獨(dú)立電源給 RS485驅(qū)動芯片供電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:所述微控制單元內(nèi)還集 成有RS232收發(fā)控制器，外圍電路中另外設(shè)有RS232驅(qū)動芯片、濾波電容、RS232通訊接口，獨(dú) 立電源給RS232驅(qū)動芯片供電，RS232收發(fā)控制器、RS232驅(qū)動芯片、濾波電容、RS232通訊接 口組成RS232通訊電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:電源管理模塊采用芯片 TLE4471，輸入電壓范圍為-45V—60V，輸出三路獨(dú)立的5V電源，還可以提供三個使能端，獨(dú) 立驅(qū)動三路5V電源。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:外圍電路中設(shè)置光耦隔 離硬件電路、脈沖調(diào)制通訊接口，光耦隔離硬件電路、脈沖調(diào)制通訊接口與脈寬調(diào)制模塊組 成脈寬調(diào)制電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:外圍電路中還設(shè)有另 一光耦隔離硬件電路、數(shù)字脈沖采集接口，光耦隔離硬件電路、數(shù)字脈沖采集接口與脈沖捕 捉通道組成數(shù)字脈沖采集電路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:外圍電路中設(shè)有電壓跟 隨器、模擬量采集接口，電壓跟隨器、模擬量采集接口與模擬量采集模塊組成模擬量采集電 路。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:外圍電路中還設(shè)有另一 光耦隔離硬件電路、濾波電路、數(shù)字量采集接口，光耦隔離硬件電路、濾波電路、數(shù)字量采集 接口與數(shù)字量采集模塊組成數(shù)字量采集電路。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車整車控制器，其特征在于:外圍電路中另設(shè)有浪涌 保護(hù)芯片、高端驅(qū)動接口，浪涌保護(hù)芯片、高端驅(qū)動接口和高端驅(qū)動模塊組成高端驅(qū)動電 路。
【文檔編號】B60R16/02GK205706529SQ201620343285
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】郭權(quán), 阮子文, 阮雪薇, 許天成, 胡海土, 莫靈剛, 許國良, 范新法
【申請人】浙江寶成機(jī)械科技有限公司
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