本發(fā)明涉及供電領(lǐng)域的一種用于車載移動(dòng)充電裝置的CAN總線接口。

背景技術(shù)：

由于電動(dòng)汽車的顯著優(yōu)勢(shì)，目前電動(dòng)汽車已經(jīng)快速發(fā)展成為一種非常重要的交通工具。各主要國家都把推廣和發(fā)展電動(dòng)汽車作為重要的發(fā)展戰(zhàn)略，作為節(jié)能減排的重要的手段。我國目前的各種電動(dòng)汽車已經(jīng)達(dá)到幾千萬輛?，F(xiàn)有的電動(dòng)汽車大多用電池作為儲(chǔ)能裝置，在電動(dòng)汽車使用過程中，由于人為疏忽或設(shè)備故障，會(huì)出現(xiàn)因?yàn)殡娔芎谋M而停在路途中的情況，需要補(bǔ)充能源才能到達(dá)附近的充/換電點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于車載移動(dòng)充電裝置的CAN總線接口,其可以降低電位差對(duì)于車載移動(dòng)充電裝置監(jiān)控的影響和干擾，也便于車載移動(dòng)充電裝置的擴(kuò)展。

實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是：一種用于車載移動(dòng)充電裝置的CAN總線接口，包括CAN總線接口芯片U3，CAN總線收發(fā)芯片U4，以及第一隔離芯片U5和第二隔離芯片U6，其中所述CAN總線接口芯片U3上設(shè)有TXD1接口和RXD1接口，所述CAN總線收發(fā)芯片U4上設(shè)有TXD2接口和RXD2接口，所述第一隔離芯片U5位于述CAN總線接口芯片U3的TXD1接口和所述CAN總線收發(fā)芯片U4的TXD2接口之間，所述第二隔離芯片U5位于述CAN總線接口芯片U3的RXD1接口和所述CAN總線收發(fā)芯片U4的RXD2接口之間。

進(jìn)一步的，所述第一隔離芯片U5和所述第二隔離芯片U6采用相同的光電隔離芯片，第一隔離芯片U5和第二隔離芯片U6是反向設(shè)置的。

再進(jìn)一步的，所述第一隔離芯片U5包括NC5接口、VF5+接口、VF5-接口、NC7接口、VE5接口、VO5接口、GND5接口和VCC5接口，VF5+接口通過電阻R13接+5V電源端，VF5-接口連接所述CAN總線接口芯片U3的TXD1接口，VF5+接口和VF5-接口在所述第一隔離芯片U5內(nèi)通過第一發(fā)光二極管連接，VE5接口、VO5接口、GND5接口在所述第一隔離芯片U5內(nèi)通過第一PMOS管連接，VE5接口、VO5接口、GND5接口對(duì)應(yīng)連接所述第一PMOS管的基極、發(fā)射極和離散極，GND5接口接地，VE5接口通過依次串聯(lián)的電阻R14和電容C21接地，VO5接口通過電阻R15連接+5V電源端并連接所述CAN總線收發(fā)芯片U4的TXD2接口，VCC5接口連接+5V電源端；

所述第二隔離芯片U6包括NC6接口、VF6+接口、VF6-接口、NC8接口、VE6接口、VO6接口、GND6接口和VCC6接口，VF6+接口通過電阻R16接+5V電源端，VF6-接口連接所述CAN總線收發(fā)芯片U4的RXD2接口，VF6+接口和VF6-接口在所述第二隔離芯片U6內(nèi)通過第二發(fā)光二極管連接，VE6接口、VO6接口、GND6接口在所述第二隔離芯片U6內(nèi)通過第二PMOS管連接，VE6接口、VO6接口、GND6接口對(duì)應(yīng)連接所述第二PMOS管的基極、發(fā)射極和離散極，GND6接口接地，VE6接口通過依次串聯(lián)的電阻R17和電容C22接地，VO6接口通過電阻R18連接+5V電源端并連接所述CAN總線接口芯片U3上的RXD1接口，VCC6接口連接+5V電源端。

更進(jìn)一步的，所述CAN總線接口芯片U3上還設(shè)有連接車載移動(dòng)充電裝置中主處理器的AD0～AD7接口，以及通過電阻R20連接+5V的電源端的INT1接口。

更進(jìn)一步的，所述CAN總線接口芯片U3上還設(shè)有通過電阻R8連接+5V電源端，通過電阻R19接地的RX1接口。

更進(jìn)一步的，所述CAN總線接口芯片U3上設(shè)有同時(shí)接+5V電源端的MODE接口、VDD1接口、VDD2接口、VDD3接口，以及同時(shí)接地的VSS1接口、VSS2接口和VSS3接口，接地端與+5V電源端之間設(shè)有電容C15。

更進(jìn)一步的，所述CAN總線接口芯片U3上設(shè)有XTAL1接口和XTAL2接口，所述XTAL1接口和所述XTAL2接口之間設(shè)有時(shí)鐘電路，該時(shí)鐘電路包括兩端分別連接XTAL1接口和XTAL2接口的晶振jz2，以及將XTAL1接口接地的，依次串聯(lián)的電容C16和電阻R9，以及將XTAL2接口接地的電電容C17。

更進(jìn)一步的，所述CAN總線收發(fā)芯片U4上設(shè)有TXD2接口、RXD2接口、VREF接口、RS接口、CANH接口、CANL接口、VCC2接口和GND2接口，RS接口通過電阻R12接地，CANH接口通過電阻R10和電容C18接地，CANL接口通過電阻R11和電容C19接地，VCC2接口連接+5V電源端，并通過電容C20接地，GND2接口接地。

采用了本發(fā)明的一種用于車載移動(dòng)充電裝置的CAN總線接口的技術(shù)方案，包括CAN總線接口芯片U3，CAN總線收發(fā)芯片U4，以及第一隔離芯片U5和第二隔離芯片U6，其中所述CAN總線接口芯片U3上設(shè)有TXD1接口和RXD1接口，所述CAN總線收發(fā)芯片U4上設(shè)有TXD2接口和RXD2接口，所述第一隔離芯片U5位于述CAN總線接口芯片U3的TXD1接口和所述CAN總線收發(fā)芯片U4的TXD2接口之間，所述第二隔離芯片U5位于述CAN總線接口芯片U3的RXD1接口和所述CAN總線收發(fā)芯片U4的RXD2接口之間。其技術(shù)效果是：可以降低電位差對(duì)于車載移動(dòng)充電裝置監(jiān)控的影響和干擾，也便于車載移動(dòng)充電裝置的擴(kuò)展。

附圖說明

圖1為車載移動(dòng)充電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為車載移動(dòng)充電裝置的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的一種用于車載移動(dòng)充電裝置的CAN總線接口的結(jié)構(gòu)圖。

圖4為車載移動(dòng)充電裝置的計(jì)量通信回路的結(jié)構(gòu)圖。

圖5為車載移動(dòng)充電裝置的信號(hào)隔離變換回路的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明：

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明：

請(qǐng)參閱圖1，車載移動(dòng)充電裝置包括：充電控制電路1、電池組2、電源轉(zhuǎn)換電路3、汽車充電電路4、監(jiān)控系統(tǒng)5和充電槍6。電源轉(zhuǎn)換電路3可以為逆變控制電路31和DC/DC變換控制電路32。車載移動(dòng)充電裝置安裝固定在移動(dòng)車輛上，在道路上給因電能耗盡不能繼續(xù)行駛的車輛充電。

充電控制電路1連接若干電池組2，每個(gè)電池組2連接一個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路3，每個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路3均連接匹配的汽車充電電路4，汽車充電電路4連接匹配的充電槍6。電池組2由數(shù)量眾多的單體電池通過串/并聯(lián)方式組合而成，充電槍6可以為美標(biāo)充電槍、歐標(biāo)充電槍或國標(biāo)充電槍。

外部提供的市電通過充電控制電路1置換成直流電，并將直流電的電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能存儲(chǔ)在電池組2中。在需要對(duì)外輸出電能的時(shí)候，電池組2中的化學(xué)能通過電源轉(zhuǎn)換電路3轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的交流電或滿足電動(dòng)汽車需求的直流電。電動(dòng)汽車充電電路4負(fù)責(zé)和外部電動(dòng)汽車進(jìn)行通信，對(duì)充電槍6進(jìn)行管理和控制。電源轉(zhuǎn)換電路3中將電池組2中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的交流電的是逆變控制電路31，將電池組2中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為滿足電動(dòng)汽車需求的直流電是DC/DC變換控制電路32。

監(jiān)控系統(tǒng)5控制充電控制電路1、電池組2、電源轉(zhuǎn)換電路3、汽車充電電路4和充電槍6。，并具有顯示、計(jì)量、計(jì)費(fèi)的功能。

請(qǐng)參閱圖2，監(jiān)控系統(tǒng)5包括主處理器50、以及與主處理器50連接的電能計(jì)量電路51、看門狗52、鍵盤53、液晶顯示器54、刷卡接口裝置55、語音提示裝置56、報(bào)警裝置57、無線網(wǎng)絡(luò)接口58、GPS接口59和均衡充電電路500。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端可以通過GPS接口59實(shí)現(xiàn)對(duì)車載移動(dòng)充電裝置的定位，通過無線網(wǎng)絡(luò)接口58實(shí)現(xiàn)對(duì)車載移動(dòng)充電裝置狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)視和遠(yuǎn)程傳輸，從而支持在大范圍內(nèi)對(duì)的車載移動(dòng)充電裝置進(jìn)行集中監(jiān)視和控制。監(jiān)控系統(tǒng)5上還設(shè)有三路本發(fā)明的一種用于車載移動(dòng)充電裝置的CAN總線接口。

第一路所述CAN總線接口連接所有的汽車充電電路4，每個(gè)汽車充電電路4連接對(duì)應(yīng)的充電槍6。汽車充電電路4可在主處理器50的控制下，根據(jù)充電槍6制式的不同，完成相應(yīng)的操作。

第二路所述CAN總線接口連接所有的電源轉(zhuǎn)換電路3，即所有的逆變控制電路31和DC/DC變換控制電路32。每個(gè)逆變控制電路31將對(duì)應(yīng)電池組2存儲(chǔ)的低壓直流電轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的工頻正弦交流電，同時(shí)對(duì)逆變過程的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。DC/DC變換控制電路32，主要為直流電動(dòng)汽車提供充電電源，主要實(shí)現(xiàn)把電池組2存儲(chǔ)的低壓直流電轉(zhuǎn)換為較高電壓的直流電，同時(shí)對(duì)變換過程的溫度、電壓和電流等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。

第三路所述CAN總線接口連接所有的電池監(jiān)視電路20，每個(gè)電池監(jiān)視電路20連接對(duì)應(yīng)的電池組2。電池監(jiān)視電路20，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組2和電池組2中單體電池的狀態(tài)參數(shù)，電壓、溫度等，進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)視和評(píng)估。電池監(jiān)視電路20測(cè)量的單體電池電壓的傳感器也是均衡充電電路500對(duì)充電控制電路1進(jìn)行控制的重要的參數(shù)采集傳感器。

電能計(jì)量電路51、看門狗52、鍵盤53、液晶顯示器54、刷卡接口裝置55、語音提示裝置56、報(bào)警裝置57、無線網(wǎng)絡(luò)接口58和GPS接口59、均衡充電電路500,與汽車充電電路4、逆變控制電路31、DC/DC變換控制電路32、電池監(jiān)視電路20，以及主處理器50及其外圍電路共同構(gòu)成了一個(gè)完整的分布式監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)施對(duì)車載移動(dòng)充電裝置的全面監(jiān)視和控制。

監(jiān)控系統(tǒng)5具有良好的可擴(kuò)展性，適應(yīng)于不同規(guī)模的車載移動(dòng)充電裝置。

此外主處理器50還配置了必要的存儲(chǔ)器、時(shí)鐘和電源。

所述CAN總線接口包括CAN總線接口芯片U3，CAN總線收發(fā)芯片U4，以及第一隔離芯片U5和第二隔離芯片U6。其中CAN總線接口芯片U3為SJA100芯片，CAN總線收發(fā)芯片U4為82C50芯片。第一隔離芯片U5和第二隔離芯片U6均為6N137芯片。

其中CAN總線接口芯片U3上設(shè)有AD0～AD7接口，CS1接口，ALE/AS1接口，RD/E接口，WR接口、INT1接口、RST1接口和CLKOUT1接口。

其中INT1接口通過阻值為4.7kΩ的電阻R20連接+5V電源端。AD0～AD7接口用于實(shí)現(xiàn)主處理器50，和汽車充電電路4、逆變控制器31、DC/DC變換控制器32、電池監(jiān)視電路20之間的通信。

CAN總線接口芯片U3上還設(shè)有TXD1接口、TX1接口、RXD1接口、RX1接口、MODE接口、VDD1接口、VDD2接口、VDD3接口、VSS1接口、VSS2接口、VSS3接口、XTAL1接口和XTAL2接口，其中RX1接口通過阻值為2kΩ的電阻R8連接+5V電源端，通過阻值為4.7kΩ的電阻R19接地。MODE接口、VDD1接口、VDD2接口和VDD3接口連接+5V電源端，VSS1接口、VSS2接口、VSS3接口接地，接地端和+5V電源端之間設(shè)有電容值為0.1μF的電容C15。XTAL1接口和XTAL2接口之間連接時(shí)鐘電路，該時(shí)鐘電路包括兩端分別連接XTAL1接口和XTAL2接口的振動(dòng)頻率為16MHZ的晶振jz2，以及將XTAL1接口接地的，依次串聯(lián)的電容值為30pF的電容C16和阻值為10MΩ的電阻R9，以及將XTAL2接口接地的電容值為30pF的電容C17。

CAN總線收發(fā)芯片U4上設(shè)有TXD2接口、RXD2接口、VREF接口、RS接口、CANH接口、CANL接口、VCC2接口、GND2接口，RS接口通過阻值為47kΩ的電阻R12接地。CANH接口通過阻值為5Ω的電阻R10和電容值為30pF的電容C18接地，CANL接口通過阻值為5Ω的電阻R11和電容值為30pF的電容C19接地，VCC2接口連接+5V電源端，并通過電容值為0.1μF的電容C20接地。GND2接口接地。

第一隔離芯片U5包括NC5接口、VF5+接口、VF5-接口、NC7接口、VE5接口、VO5接口、GND5接口和VCC5接口。其中VF5+接口通過阻值為1kΩ的電阻R13接+5V電源端，VF5-接口連接CAN總線接口芯片U3的TXD1接口。VF5+接口和VF5-接口在第一隔離芯片U5內(nèi)通過第一發(fā)光二極管連接。VE5接口、VO5接口、GND5接口在第一隔離芯片U5內(nèi)通過第一PMOS管連接，VE5接口、VO5接口、GND5接口對(duì)應(yīng)連接所述第一PMOS管的基極、發(fā)射極和離散極。GND5接口接地，VE5接口通過依次串聯(lián)的阻值為10kΩ的電阻R14和電容值為0.1μF的電容C21接地，VO5接口通過阻值為330Ω的電阻R15連接+5V電源端并連接CAN總線收發(fā)芯片U4上的TXD2接口，VCC5接口連接+5V電源端。

第二隔離芯片U6包括NC6接口、VF6+接口、VF6-接口、NC8接口、VE6接口、VO6接口、GND6接口和VCC6接口。其中VF6+接口通過阻值為1kΩ的電阻R16接+5V電源端，VF6-接口連接CAN總線收發(fā)芯片U4上的RXD2接口。VF6+接口和VF6-接口在第二隔離芯片U6內(nèi)通過第二發(fā)光二極管連接。VE6接口、VO6接口、GND6接口在第二隔離芯片U6內(nèi)通過第二PMOS管連接，VE6接口、VO6接口、GND6接口對(duì)應(yīng)連接所述第二PMOS管的基極、發(fā)射極和離散極。GND6接口接地，VE6接口通過依次串聯(lián)的阻值為10kΩ的電阻R17和電容值為0.1μF的電容C22接地，VO6接口通過阻值為330Ω的電阻R18連接+5V電源端并連接CAN總線接口芯片U3上的RXD1接口，VCC6接口連接+5V電源端。

所述車載移動(dòng)充電裝置的監(jiān)控系統(tǒng)5通過圖3所示的CAN總線接口連接到外部的總線擴(kuò)展模塊，降低了不同CAN總線擴(kuò)展模塊的電位差對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)5通信和監(jiān)測(cè)功能產(chǎn)生影響，同時(shí)通過第一隔離芯片U5和第二隔離芯片U6的光電隔離措施，提高監(jiān)控系統(tǒng)5抗干擾性。

車載移動(dòng)充電裝置通過對(duì)汽車充電電路4、逆變控制電路31、DC/DC變換控制電路32、電池監(jiān)視電路20的模塊化設(shè)計(jì)，通過標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線接口和自定義的用戶層協(xié)議實(shí)現(xiàn)與主處理器50之間數(shù)據(jù)、信號(hào)、控制指令和控制參數(shù)的傳輸。

電能計(jì)量電路51包括信號(hào)隔離變換回路512和計(jì)量通信回路511。

計(jì)量通信回路511包括電能計(jì)量芯片U1，電能計(jì)量芯片U1為ADE7758電能計(jì)量芯片。電能計(jì)量芯片U1上設(shè)有RESET接口、DVDD接口、AVDD接口、V1P接口、V1N接口、V2N接口、V2P接口、AGND接口、REFin/out接口、DGND接口、DIN接口、DOUT接口、SCLK接口、CS0接口、CLKOUT接口，CLKIN接口、IRQ接口、SAG接口、ZX接口和CF接口。

其中，RESET接口、DVDD接口、AVDD接口同時(shí)接+5V電源端并通過相互并聯(lián)的極性電容C2和電容C1數(shù)字接地。其中極性電容C2的電容值為10μF，擊穿電壓50V。電容C1的電容值0.1μF。AGND接口模擬接地。DGND接口數(shù)字接地。REFin/out接口，通過互并聯(lián)的極性電容C8和電容C7同時(shí)數(shù)字接地和模擬接地。其中極性電容C8的電容值為10μF，擊穿電壓50V。電容C7的電容值0.1μF。DIN接口和DOUT接口連接主處理器50。CLKOUT接口和CLKIN接口之間設(shè)有計(jì)量時(shí)鐘電路，所述計(jì)量時(shí)鐘電路包括連接在CLKOUT接口和CLKIN接口之間的晶振Y1，以及連接在CLKOUT接口和數(shù)字地之間的電容值為22pF的電容C5以及連接在CLKIN接口和數(shù)字地之間的電容值為22pF的電容C6。

信號(hào)隔離變換回路512包括連接汽車充電電路4的第一電流互感器TV1和第二電流互感器TA1，其中第一電流互感器TV1一次側(cè)的同名端與汽車充電電路4的火線之間連接阻值為200kΩ的電阻R5，第一電流互感器TV1一次側(cè)的非同名端連接汽車充電電路4的零線，第一電流互感器TV1低壓側(cè)的非同名端接地，同時(shí)第一電流互感器TV1的低壓側(cè)的同名端和非同名端之間并聯(lián)有阻值為200Ω的電阻R6、電容值為33nF的電容C9、二極管VD5和二極管VD6，其中二極管VD5的負(fù)極接地，二極管VD6的正極接地。第一電流互感器TV1的低壓側(cè)的同名形成連接電能計(jì)量芯片U1的V2P接口的V2P信號(hào)端。同時(shí)信號(hào)隔離變換回路512還包括連接在電能計(jì)量芯片U1的V2N接口和接地端之間的，相互并聯(lián)的阻值為1kΩ的電阻R7和電容值為33nF的電容C10，為信號(hào)隔離變換回路512的V2N信號(hào)端。

充電槍6的零線端口連接汽車充電電路4的零線，充電槍6的火線端口連接第二電流互感器TA1一次側(cè)的非同名端，第二電流互感器TA1一次側(cè)的同名端連接汽車充電電路4的火線。第二電流互感器TA1低壓側(cè)的同名端連接阻值為200Ω且接地的電阻R2，非同名端連接阻值為200Ω且接地的電阻R3，第二電流互感器TA1低壓側(cè)的同名端通過阻值為1kΩ的電阻R1連接電容值為33nF且接地的電容C3，以及二極管VD1的正極和二極管VD2的負(fù)極，形成信號(hào)隔離變換回路512的V1P信號(hào)端。第二電流互感器TA1的非同名端通過阻值為1kΩ的電阻R4連接電容值為33nF且接地的電容C4，以及二極管VD3的負(fù)極和二極管VD4的正極，形成信號(hào)隔離變換回路512的V1N信號(hào)端。二極管VD1的負(fù)極、二極管VD2的正極、二極管VD3的正極和二極管VD4的負(fù)極均接地。

信號(hào)隔離變換回路512首先將交流電壓通過電阻R5轉(zhuǎn)換為2mA的電流信號(hào)，然后通過第一電流互感器TV1進(jìn)行隔離變換，在低壓側(cè)形成一個(gè)幅值約2mA的交流信號(hào)，通過在低壓側(cè)并聯(lián)一個(gè)200Ω的電阻R6形成與一次側(cè)電壓成比例變化的第一電壓信號(hào),即V2P信號(hào)和V2N信號(hào)。針對(duì)電流信號(hào)測(cè)量，在充電槍6或汽車充電電路4中，串聯(lián)第二電流互感器TA1把電流按比例轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的5A的額定電流信號(hào)，然后在信號(hào)隔離變換回路512中通過第二電流互感器TA1,把第二電流互感器TA1的一次側(cè)的額定電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成為第二電流互感器TA1的低壓側(cè)的低壓信號(hào)，并通過在第二電流互感器TA1的低壓側(cè)并聯(lián)電阻R2和電阻R3，得到與一次電流成比例變化的第二電壓信號(hào)即V1N信號(hào)和V1N信號(hào)。

計(jì)量通信回路511把經(jīng)過隔離變換的電壓和電流信號(hào)傳遞到電能計(jì)量芯片U1，完成相位、幅值、有效值的測(cè)量，并計(jì)算功率和功率參數(shù)，傳遞給主處理器50。

電能計(jì)量電路51可進(jìn)行電壓、電流、有功，無功和視在功率測(cè)量，完全滿足車載移動(dòng)充電裝置的計(jì)量、監(jiān)視和計(jì)費(fèi)的需求。其電能計(jì)量電路51計(jì)量精度高且不會(huì)收到外來干擾信號(hào)的影響。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。