一種集成電池管理和整車控制功能的電動車控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理和整車控制領(lǐng)域，特別涉及一種電池管理和整車控制集成控制器，適用于短途觀光電動車的電池管理和整車控制集成控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]整車控制器(V⑶)和電池管理系統(tǒng)(BMS)作為電動汽車的核心零部件逐漸受到人們的廣泛關(guān)注。由于短途觀光電動車結(jié)構(gòu)簡單，VCU和BMS再作為各自單獨的控制器件，就造成了浪費資源，增加了整車的成本。
[0003]BMS和VCU的整合集成完全有條件、有必要，本發(fā)明就該問題提供一種電池管理整車控制集成控制器，用于短途觀光電動車的電控單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種用于短途觀光電動車的電池管理和整車控制集成控制器。包括電池管理功能和整車控制功能。其中電池管理功能包括電壓采集、電流采集、均衡、熱管理、充放電指示、故障報警、SOC ;整車控制功能包括控制電池、電機(jī)的開關(guān)、按需求給電機(jī)發(fā)送扭矩、CAN通訊連接調(diào)試終端、儀表、充電機(jī)等。
[0005]具體提供一種集成電池管理和整車控制功能的電動車控制器，其中，所述控制器主要包括微處理器模塊、電源模塊、模擬量輸入模塊、溫度采集模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊；模擬量輸入模塊、溫度采集模塊分別將得到的信號接入微處理器模塊；電源模塊分別與開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊連接，所述電源模塊由多個電池組成；開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊分別通過第一隔離電路后與微處理器模塊連接；所述電壓采集模塊內(nèi)部包括譯碼器單元、ADC單元、第二隔離電路、繼電器陣列，所述微處理器模塊輸出的控制信號通過第一隔離電路后傳給譯碼器單元，所述譯碼器單元輸出信號以驅(qū)動繼電器陣列進(jìn)而選通對應(yīng)電池，所述ADC單元采得選通電池的電壓通過第一隔離電路后回傳給微處理器模塊完成電壓采集，其中，所述譯碼器單元和ADC單元與繼電器陣列之間存在第二隔離電路；所述均衡模塊內(nèi)部包括譯碼器單元、多個均衡電路，所述微處理器模塊輸出的控制信號通過第一隔離電路后傳給譯碼器以驅(qū)動與對應(yīng)電池連接的均衡電路。
[0006]優(yōu)選的所述模擬量輸入模塊接收電流信號、踏板開度信號接入微控制器模塊內(nèi)部的 ADC。
[0007]優(yōu)選的所述溫度采集模塊接收2路溫度信號后接入微控制器模塊內(nèi)部的ADC。
[0008]優(yōu)選的所述開關(guān)量輸入模塊接收2路開關(guān)量信號，以用于檢測鑰匙開關(guān)信號、充電指示、風(fēng)扇的堵轉(zhuǎn)。
[0009]優(yōu)選的所述開關(guān)量輸出模塊輸出2路開關(guān)量信號，以用于驅(qū)動繼電器、驅(qū)動風(fēng)扇、
聲光報警裝置。
[0010] 優(yōu)選的所述CAN接口模塊包括CAN接收、CAN發(fā)送2路CAN信號，以用于向CAN儀表發(fā)送用于顯示的電池信息、連接終端調(diào)試設(shè)備信息、與充電機(jī)通信控制充電過程信息、向電機(jī)發(fā)送控制指令信息。
[0011 ] 其中，微處理模塊通過隔離向譯碼器下指令，譯碼器解釋指令后，驅(qū)動指令所對應(yīng)的均衡電路單元。譯碼器占用微處理器4路資源，譯碼器解釋微處理器命令后，輸出η路命令給η路電池所對應(yīng)的均衡電路，節(jié)省了微處理器的I/O資源；由于譯碼器是邏輯器件，這樣的設(shè)計提高了電路的可靠性，保證了一次有且僅有一節(jié)電池的均衡電路被選通。
[0012]其中，所述電壓采集模塊，微處理器給譯碼器下指令，譯碼器解釋指令后驅(qū)動繼電器陣列，選通電池，ADC采得電池電壓通過隔離回傳電壓信號給微處理器。譯碼器占用微處理器4路資源，譯碼器解釋微處理器命令后，輸出η路命令給繼電器陣列，繼電器陣列選通對應(yīng)電池，節(jié)省了微處理器的I/O資源；由于譯碼器是邏輯器件，這樣的設(shè)計提高了電路的可靠性，保證了一次有且僅有一節(jié)電池被選通；外擴(kuò)ADC，提高了轉(zhuǎn)換精度；強(qiáng)電弱電隔離，模擬量與數(shù)字量隔離，減少了噪聲干擾，提高電路的可靠性。
【附圖說明】
[0013]圖1是集成控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是電壓采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是均衡模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明提供一種集成電池管理和整車控制功能的電動車控制器，其中，所述控制器主要包括微處理器模塊、電源模塊、模擬量輸入模塊、溫度采集模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊；模擬量輸入模塊、溫度采集模塊分別將得到的信號接入微處理器模塊；電源模塊分別與開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊連接，所述電源模塊由多個電池組成；開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊分別通過第一隔離電路后與微處理器模塊連接；電壓采集模塊內(nèi)部包括譯碼器單元、ADC單元、第二隔離電路、繼電器陣列，所述微處理器模塊輸出的控制信號通過第一隔離電路后傳給譯碼器單元，所述譯碼器單元輸出信號以驅(qū)動繼電器陣列進(jìn)而選通對應(yīng)電池，所述ADC單元采得選通電池的電壓通過第一隔離電路后回傳給微處理器模塊完成電壓采集，其中，所述譯碼器單元和ADC單元與繼電器陣列之間存在第二隔離電路；所述均衡模塊內(nèi)部包括譯碼器單元、多個均衡電路，所述微處理器模塊輸出的控制信號通過第一隔離電路后傳給譯碼器以驅(qū)動與對應(yīng)電池連接的均衡電路。
[0018]如圖2所示，對于所述電壓采集模塊，微處理器給譯碼器下指令，譯碼器解釋指令后驅(qū)動繼電器陣列，選通電池，ADC采得電池電壓通過隔離回傳電壓信號給微處理器。譯碼器占用微處理器4路資源，譯碼器解釋微處理器命令后，輸出η路命令給繼電器陣列，繼電器陣列選通對應(yīng)電池，節(jié)省了微處理器的I/O資源；由于譯碼器是邏輯器件，這樣的設(shè)計提高了電路的可靠性，保證了一次有且僅有一節(jié)電池被選通；外擴(kuò)ADC，提高了轉(zhuǎn)換精度；強(qiáng)電弱電隔離，模擬量與數(shù)字量隔離，減少了噪聲干擾，提高電路的可靠性。
[0019]如圖3所示，其中，微處理模塊通過隔離向譯碼器下指令，譯碼器解釋指令后，驅(qū)動指令所對應(yīng)的均衡電路單元。譯碼器占用微處理器4路資源，譯碼器解釋微處理器命令后，輸出η路命令給η路電池所對應(yīng)的均衡電路，節(jié)省了微處理器的I/O資源；由于譯碼器是邏輯器件，這樣的設(shè)計提高了電路的可靠性，保證了一次有且僅有一節(jié)電池的均衡電路被選通。
[0020]將本發(fā)明所述的電池管理和整車控制集成控制器裝在短途觀光電動車上，將車載啟動電源接到集成控制器的電源接口，接入電池電壓信號、電流信號、踏板信號、溫度采集信號、鑰匙開關(guān)信號、CAN信號、充電指示信號，集成控制器的電池管理、整車控制發(fā)揮作用。其中，采集到鑰匙開關(guān)打開信號，打開集成控制器、集成控制器打開繼電器，接通電池、電機(jī)；采集電壓信號，判斷電壓過低過高、是否需要觸發(fā)聲光報警；采集總電壓、單體電壓信號、電流信號，估算SOC ;采集充電指示信號，判斷充放電狀態(tài)、判斷在充電狀態(tài)下是否需要均衡；采集踏板信號、SOC (CAN信號)、車速(CAN信號)，根據(jù)電機(jī)特性數(shù)據(jù)來確定需求扭矩，驅(qū)動電機(jī)實現(xiàn)需求扭矩，驅(qū)動整車行駛。
[0021]將本發(fā)明所述的電池管理和整車控制集成控制器裝在某款短途觀光電動車上，將車載啟動電源接到集成控制器的電源接口，接入電池電壓信號、電流信號、踏板信號、溫度采集信號、鑰匙開關(guān)信號、CAN信號、充電指示信號，集成控制器的電池管理、整車控制發(fā)揮作用，控制車輛正常運行、估算電池S0C、判斷故障、充放電狀態(tài)、充電均衡保護(hù)電池的一致性等。
【主權(quán)項】
1.一種集成電池管理和整車控制功能的電動車控制器，其中，所述控制器主要包括微處理器模塊、電源模塊、模擬量輸入模塊、溫度采集模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊；其特征在于: 模擬量輸入模塊、溫度采集模塊分別將得到的信號接入微處理器模塊； 電源模塊分別與開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊連接，所述電源模塊由多個電池組成； 開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊分別通過第一隔離電路后與微處理器模塊連接； 所述電壓采集模塊內(nèi)部包括譯碼器單元、ADC單元、第二隔離電路、繼電器陣列，所述微處理器模塊輸出的控制信號通過第一隔離電路后傳給譯碼器單元，所述譯碼器單元輸出信號以驅(qū)動繼電器陣列進(jìn)而選通對應(yīng)電池，所述ADC單元采得選通電池的電壓通過第一隔離電路后回傳給微處理器模塊完成電壓采集，其中，所述譯碼器單元和ADC單元與繼電器陣列之間存在第二隔離電路； 所述均衡模塊內(nèi)部包括譯碼器單元、多個均衡電路，所述微處理器模塊輸出的控制信號通過第一隔離電路后傳給譯碼器以驅(qū)動與對應(yīng)電池連接的均衡電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于:所述模擬量輸入模塊接收電流信號、踏板開度信號接入微控制器模塊內(nèi)部的ADC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于:所述溫度采集模塊接收2路溫度信號后接入微控制器t旲塊內(nèi)部的ADC。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于:所述開關(guān)量輸入模塊接收2路開關(guān)量信號，以用于檢測鑰匙開關(guān)信號、充電指示、風(fēng)扇的堵轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于:所述開關(guān)量輸出模塊輸出2路開關(guān)量信號，以用于驅(qū)動繼電器、驅(qū)動風(fēng)扇、聲光報警裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于:所述CAN接口模塊包括CAN接收、CAN發(fā)送2路CAN信號，以用于向CAN儀表發(fā)送用于顯示的電池信息、連接終端調(diào)試設(shè)備信息、與充電機(jī)通信控制充電過程信息、向電機(jī)發(fā)送控制指令信息。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種集成電池管理和整車控制功能的電動車控制器，其中，所述控制器主要包括微處理器模塊、電源模塊、模擬量輸入模塊、溫度采集模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊；模擬量輸入模塊、溫度采集模塊分別將信號接入微處理器模塊；電源模塊分別與開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊連接；開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、CAN接口模塊、均衡模塊、電壓采集模塊分別通過第一隔離電路后與微處理器模塊連接。此種集成控制器的電池管理、整車控制能夠控制車輛正常運行、判斷故障、得到充放電狀態(tài)、使充電均衡以保護(hù)電池的一致性。
【IPC分類】B60L15-20, B60L11-18
【公開號】CN104802656
【申請?zhí)枴緾N201410042695
【發(fā)明人】李司光, 祁星鑫, 劉良治, 劉璽斌
【申請人】陜西汽車集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月29日