專利名稱：電動車集成運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車領(lǐng)域，特別涉及一種電動車集成運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市生活節(jié)奏的日益加快，人們環(huán)保意識的進(jìn)一步增強(qiáng)，人們對代步工具提出了更高的要求，從解決環(huán)境污染以及應(yīng)對能源緊缺的角度來看，電動汽車將有替代傳統(tǒng)的燃油汽車的可能性。電動汽車的種類有燃料電池電動汽車、混合動力汽車和純電動汽車。
純電動汽車又分機(jī)動車和場地車兩大類，目前，場地電動汽車多為簡易觀光車(或稱電平車)，隨著市場對場地電動汽車的需求量越來越大，大型企業(yè)廠內(nèi)的通勤和參觀、學(xué)校內(nèi)、遊樂園、機(jī)場和大型場地等場合也開始廣泛采用電動面包車或大型電動汽車。電動車敞開式結(jié)構(gòu)與箱式汽車差距較大，其不足之處是夏天無冷氣，北方冬季無暖氣，且多使用有污染的鉛酸電池供電；在車的控制方面，也多采用簡單調(diào)速方式，行車安全無法保證，由于缺乏網(wǎng)絡(luò)數(shù)字檢測及現(xiàn)場總線協(xié)議，場地電動汽車的控制也無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化。在場地電動汽車中，當(dāng)前使用的CAN總線，需采用阻抗為120Ω的雙絞屏蔽總線電纜，是多主競爭式總線結(jié)構(gòu)，硬件成本高。
另外在場地電動車的電池配用方面，缺乏低成本、長壽命的儲能電池配置，而在車體結(jié)構(gòu)方面，則不具備雙面多門的結(jié)構(gòu)，滿足多人同時上下和安全逃生的條件。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電動車集成運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)，對純電動汽車進(jìn)行改進(jìn)，配置無污染的鋰電池，采用網(wǎng)絡(luò)智能數(shù)據(jù)采集模式，實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)傳遞，簡化線絡(luò)，提高可靠性，滿足觀光和場地使用要求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
電動車集成運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)，包括車體板、底盤、座箱、動力系統(tǒng)及操作系統(tǒng)，所述操作系統(tǒng)中包括能源子系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，能源子系統(tǒng)中的能量管理系統(tǒng)分別與動力電池、充電器、電控單元相連，實(shí)現(xiàn)動力電池的實(shí)時監(jiān)測，動力電池與功率轉(zhuǎn)換器相連實(shí)現(xiàn)動力的輸出；輔助系統(tǒng)中輔助動力源分別與動力電池、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)備的供電控制；
所述動力系統(tǒng)、能源子系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)通過Modbus現(xiàn)場總線協(xié)議分別與儀表盤相連，儀表盤內(nèi)設(shè)有電腦單元和顯示屏，電腦單元還分別與報(bào)警燈和GPRS無線車載通訊裝置相連；
所述動力系統(tǒng)為帶變速機(jī)構(gòu)的后直流驅(qū)動形式，腳踏開關(guān)與電控單元相連，電控單元依次與功率轉(zhuǎn)換器、電動機(jī)及機(jī)械傳動裝置相連，機(jī)械傳動裝置驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動；動力電池為磷酸鐵鋰電池組。
所述能量管理系統(tǒng)中設(shè)有電池均衡器和電池電壓電流溫度檢測單元，電池電壓電流溫度檢測單元中溫度傳感器發(fā)出的溫度信號經(jīng)上拉電阻輸入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器檢測并與電腦單元通訊，所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器由信號接入單元、信號變換單元、隔離放大模塊和嵌入式微電腦依次連接組成；電池均衡器中包括電池均衡調(diào)節(jié)驅(qū)動器，實(shí)現(xiàn)各組鋰電池之間的電壓的自動均衡，電池電壓電流信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器采集與電腦單元進(jìn)行通訊。所述充電器為斬波式充電器，包括整流電路、儲能斬波電路和斬波控制與剩余電量管理電路，斬波控制與剩余電量管理電路與能量管理系統(tǒng)通訊，控制充電過程并隨時檢測核算剩余電量，儲能斬波電路中T8和T9為功率開關(guān)，Dl和D2為保護(hù)T8和T9的續(xù)流二極管，用于卸掉T8和T9開關(guān)時的反向感生電流，電容C4、C5和電感L為濾波元件，儲能斬波電路的輸出端接鋰電池組，當(dāng)給鋰電池組充電時，功率開關(guān)T8接通，整流電路輸出的直流電源接到儲能斬波電路上，并控制功率開關(guān)T9按設(shè)定頻率接通和斷開，產(chǎn)生相應(yīng)頻率的方波使鋰電池組快速充電，當(dāng)鋰電池組充滿電時，功率開關(guān)T8斷開。所述車體板為封閉式結(jié)構(gòu)，車體兩側(cè)各設(shè)置:Γ8個帶玻璃窗的車門，車門數(shù)量與座箱排數(shù)對應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:I)采用雙面多門的封閉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于多人同時上下，滿足乘客快速上下和安全逃生的要求，另外每個門上設(shè)有透明玻離窗，便于觀光；2)采用了通用性強(qiáng)、功能完善的網(wǎng)絡(luò)智能數(shù)據(jù)采模模塊，信息可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳遞，簡化了控制線絡(luò)、提高了控制系統(tǒng)可靠性；3)采用了 Modbus現(xiàn)場總線協(xié)議，Modbus是主從工作方式,硬件成本低；4)采用了 IOOAh磷酸鐵鋰電池組，體積小、重量輕、壽命長、無污染，符合人們對生活質(zhì)量的更高追求，網(wǎng)絡(luò)智能電動車必將成為城市生活中一個新的亮點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明場地電動車實(shí)施例外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中實(shí)施例的內(nèi)部配置圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中動力系統(tǒng)及操作系統(tǒng)原理圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)原理圖；圖6是電池均衡器與電流電壓檢測單元原理圖；圖7是電池溫度檢測器I原理圖；圖8是電池溫度檢測器2原理圖；圖9是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器原理圖；圖10是本發(fā)明充電器原理圖。圖中:1-5號門2-后輪 3-4號門 4_3號門 5_2號門 6_擋板7_前輪8-1號門9-后面板10-5號座箱11-4號座箱12-3號座箱13_2號座箱14-駕駛座15-制動踏板16-加速踏板17-控制系統(tǒng)18-副駕座19-車底板20_2號座21-充電插座22-3號座23-動力系統(tǒng)24-4號座 25_5號座 26-電池組二27-電池組一具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明:
如圖1 圖3，是本發(fā)明場地電動車實(shí)施例外形結(jié)構(gòu)示意圖，車體板為封閉式結(jié)構(gòu)，車門數(shù)量與座箱排數(shù)對應(yīng)，實(shí)施例中座箱數(shù)為5排，故本發(fā)明車體的兩面各設(shè)5個帶推開門，能使乘客快速上下，每個車門上都有玻璃窗，便于觀光和場地使用，無污染。車體內(nèi)第2 4排座箱為三人座，中間座的人可就近下車，實(shí)施例中共有14個座位，非常適合場地使用。3號座箱12下方設(shè)電池組一 27和充電插座21，5號座箱10下方設(shè)電池組二 26，只要向充電插座21插入220V交流電源即可充電。動力電池為IOOAh磷酸鐵鋰電池組；控制系統(tǒng)17安放在駕駛座14和副駕座18之間。
4號座箱24下設(shè)動力系統(tǒng)23，動力系統(tǒng)為帶變速機(jī)構(gòu)的后直流驅(qū)動形式，在慢速時驅(qū)動力矩大，制動踏板15和加速踏板16分別與電控單元相連。
見圖4，為本發(fā)明動力系統(tǒng)及操作系統(tǒng)原理圖，所述操作系統(tǒng)中包括能源子系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，能源子系統(tǒng)中的能量管理系統(tǒng)分別與動力電池、充電器、電控單元相連，實(shí)現(xiàn)動力電池的實(shí)時監(jiān)測，動力電池與功率轉(zhuǎn)換器相連實(shí)現(xiàn)動力的輸出；
見圖5，是本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)原理圖，動力系統(tǒng)、能源子系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)通過Modbus現(xiàn)場總線協(xié)議分別與儀表盤相連，儀表盤內(nèi)設(shè)有電腦單元和顯示屏，電腦單元還分別與報(bào)警燈和GPRS無線車載通訊裝置相連。動力系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)、制動操作、功率變換、電機(jī)及傳動的控制，輔助系統(tǒng)中輔助動力源分別與動力電池、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相連，輔助系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)燈光調(diào)控、車門控制、空調(diào)控制等其它輔助設(shè)備的控制。
見圖6，能量管理系統(tǒng)中設(shè)有電池均衡器和電池電壓電流溫度檢測單元，電池電壓電流溫度檢測單元中溫度傳感器發(fā)出的溫度信號經(jīng)上拉電阻輸入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器，電池均衡器中包括電池均衡調(diào)節(jié)驅(qū)動器，電池均衡調(diào)節(jié)驅(qū)動器與電腦單元通訊，每個電池均衡調(diào)節(jié)驅(qū)動器可驅(qū)動8個鋰電池，實(shí)現(xiàn)各組鋰電池之間的電壓的自動均衡，避免由于各組鋰電池的電壓不同引起的內(nèi)部放電現(xiàn)象，電池電壓電流信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器采集并與電腦單元進(jìn)行通訊。
電池溫度檢測單元中溫度傳感器Tn發(fā)出的溫度信號經(jīng)上拉電阻Rn輸入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器檢測并與電腦單元通訊，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器可實(shí)現(xiàn)多通道輸入，通用性強(qiáng)，并可直接聯(lián)網(wǎng)；
見圖7中，電池I 8為磷酸鋰儲能電池，Tl T8為DS18B20 —線總線數(shù)字式溫度變送器，每一塊電池粘貼一個，能實(shí)現(xiàn)8個儲能鋰電池的溫度自動檢測，避免電池的不正常溫升，Vd為供電電源，一般為+ 5V，⑶I接網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器電腦上的I/O 口 1，地為接供電電源地，Rl R8為上拉電阻。
見圖8中，電池9 16為磷酸鋰儲能電池，T9 T16為DS18B20 —線總線數(shù)字式溫度變送器，Vd為供電電源，一般為+ 5V，⑶2接網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器電腦的I/O 口 2，地為接供電電源地，R8 R16為上拉電阻。
見圖9，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器由信號接入單元、信號變換單元、隔離放大模塊和嵌入式微電腦依次連接組成；信號接入單元由三個⑶4051或CC4051單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)組成。信號接入單兀對應(yīng)A1、A2、A3三個輸出端分別輸出，哪一路信號輸出由片選信號QH和選通信號D2、D1、D0確定；
信號變換單元輸入基準(zhǔn)電壓Vuot和電子開關(guān)的選通信號D2、DU D0，變換好的信號由B1、B2、B3三個輸出端分別輸出；隔離放大單元是由電容開關(guān)隔離和可編程放大器和電阻網(wǎng)絡(luò)組成，GL為電容開關(guān)式隔離選通信號、DO為電容開關(guān)控制信號、放大選控信號均來自嵌入式微電腦；這種電容開關(guān)式隔離，具有高可靠隔離特性，可編程放大器，線性好，依據(jù)信號自動選定量程，尤其能保證微弱數(shù)據(jù)信號放大不失真。嵌入式微電腦基于DSP (如TMS320C54X)技術(shù)設(shè)計(jì)，設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換單元、基準(zhǔn)電壓源、一線總線式數(shù)字溫度變送器、網(wǎng)絡(luò)接口、USB接口和存儲器。為了消除環(huán)境溫度對熱電耦測量精度產(chǎn)生的影響，嵌入式微電腦連接一個DS18B20 —線總線式數(shù)字溫度傳感器；網(wǎng)絡(luò)接口可采用Profibus-DP和Modbus現(xiàn)場總線，實(shí)現(xiàn)與電腦單元的通信；USB接口可用于程序的更新。見圖10，充電器為斬波式充電器，包括整流電路、儲能斬波電路和斬波控制與剩余電量管理電路，斬波控制與剩余電量管理電路與能量管理系統(tǒng)通訊，控制充電過程并隨時檢測核算剩余電量，以提示電池組行駛能力，儲能斬波電路中T8和T9為功率開關(guān)，Dl和D2為保護(hù)T8和T9的續(xù)流二極管，用于卸掉T8和T9開關(guān)時的反向感生電流，電容C4、C5和電感L為濾波元件，儲能斬波電路的輸出端接鋰電池組，當(dāng)給鋰電池組充電時，功率開關(guān)T8接通，整流電路輸出的直流電源接到儲能斬波電路上，并控制功率開關(guān)T9按設(shè)定頻率接通和斷開，產(chǎn)生相應(yīng)頻率的方波使鋰電池組快速充電，當(dāng)鋰電池組充滿電時，功率開關(guān)T8斷開，同時儀表盤上報(bào)警燈閃動，告知充電人拔掉電源。電源插座為通用安全插座，為方便利用普通電源插座的電源充電，還可另備一各車載專用線，即一端裝有與電源插座配套的插頭，另一端為普通電源插頭。
權(quán)利要求
1.電動車集成運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)，包括車體板、底盤、座箱、動力系統(tǒng)及操作系統(tǒng)，其特征在于，所述操作系統(tǒng)中包括能源子系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，能源子系統(tǒng)中的能量管理系統(tǒng)分別與動力電池、充電器、電控單元相連，實(shí)現(xiàn)動力電池的實(shí)時監(jiān)測，動力電池與功率轉(zhuǎn)換器相連實(shí)現(xiàn)動力的輸出；輔助系統(tǒng)中輔助動力源分別與動力電池、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)備的供電控制； 所述動力系統(tǒng)、能源子系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)通過Modbus現(xiàn)場總線協(xié)議分別與儀表盤相連，儀表盤內(nèi)設(shè)有電腦單元和顯示屏，電腦單元還分別與報(bào)警燈和GPRS無線車載通訊裝置相連； 所述動力系統(tǒng)為帶變速機(jī)構(gòu)的后直流驅(qū)動形式，腳踏開關(guān)與電控單元相連，電控單元依次與功率轉(zhuǎn)換器、電動機(jī)及機(jī)械傳動裝置相連，機(jī)械傳動裝置驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動；動力電池為磷酸鐵鋰電池組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車集成運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述能量管理系統(tǒng)中設(shè)有電池均衡器和電池電壓電流溫度檢測單元，電池電壓電流溫度檢測單元中溫度傳感器發(fā)出的溫度信號經(jīng)上拉電阻輸入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器檢測并與電腦單元通訊，所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器由信號接入單元、信號變換單元、隔離放大模塊和嵌入式微電腦依次連接組成；電池均衡器中包括電池均衡調(diào)節(jié)驅(qū)動器，實(shí)現(xiàn)各組鋰電池之間的電壓的自動均衡，電池電壓電流信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器采集與電腦單元進(jìn)行通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車集成運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電器為斬波式充電器，包括整流電路、儲能斬波電路和斬波控制與剩余電量管理電路，斬波控制與剩余電量管理電路與能量管理系統(tǒng)通訊，控制充電過程并隨時檢測核算剩余電量，儲能斬波電路中T8和T9為功率開關(guān)，Dl和D2為保護(hù)T8和T9的續(xù)流二極管，用于卸掉T8和T9開關(guān)時的反向感生電流，電容C4、C5和電感L為濾波元件，儲能斬波電路的輸出端接鋰電池組，當(dāng)給鋰電池組充電時，功率開關(guān)T8接通，整流電路輸出的直流電源接到儲能斬波電路上，并控制功率開關(guān)T9按設(shè)定頻率接通和斷開，產(chǎn)生相應(yīng)頻率的方波使鋰電池組快速充電，當(dāng)鋰電池組充滿電時，功率開關(guān)T8斷開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車集成運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述車體板為封閉式結(jié)構(gòu)，車體兩側(cè)各設(shè)置31個帶玻璃窗的車門，車門數(shù)量與座箱排數(shù)對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動車領(lǐng)域，特別涉及一種電動車集成運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)，包括車體板、底盤、座箱、動力系統(tǒng)及操作系統(tǒng)，其特征在于，所述操作系統(tǒng)中包括能源子系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，能量管理系統(tǒng)分別與動力電池、充電器、電控單元相連，實(shí)現(xiàn)動力電池的實(shí)時監(jiān)測，動力電池與功率轉(zhuǎn)換器相連實(shí)現(xiàn)動力的輸出。所述車體板為封閉式結(jié)構(gòu)，車體兩側(cè)各設(shè)置3~8個帶玻璃窗的車門，車門數(shù)量與座箱排數(shù)對應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1)滿足乘客快速上下和安全逃生的要求；2)采用了通用性強(qiáng)、功能完善的網(wǎng)絡(luò)智能數(shù)據(jù)采模模塊，信息可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳遞；3)采用了Modbus現(xiàn)場總線協(xié)議；4)采用了100Ah磷酸鐵鋰電池組，壽命長、無污染。
文檔編號B60J5/04GK103192822SQ20131013962
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者馮素萍, 王春巖, 姜麗, 侯文浩, 趙勃敬 申請人:遼寧凱信新能源技術(shù)有限公司