專(zhuān)利名稱(chēng):一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，包括主控CPU單元、供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置、輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置、CAN電平轉(zhuǎn)換裝置和輸出控制裝置，主控CPU單元同時(shí)與供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置、輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置、CAN電平轉(zhuǎn)換裝置和輸出控制裝置相連接?；趽Q電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置能對(duì)電池艙門(mén)進(jìn)行穩(wěn)定的控制，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)；在電池艙門(mén)控制發(fā)出故障失效時(shí)，也能快速檢測(cè)及時(shí)提醒相關(guān)人員。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，尤其是指一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]作為電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模推廣應(yīng)用的重要前提和基礎(chǔ)，電動(dòng)汽車(chē)充換電技術(shù)的發(fā)展引起了各方廣泛關(guān)注。目前電動(dòng)汽車(chē)充換電模式以換電為主，充電為輔的模式。為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，各大車(chē)企都推出了可換電模式的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型。對(duì)于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)，電池艙的控制及故障檢測(cè)顯的尤為重要，但現(xiàn)有的電池艙門(mén)控制裝置往往缺乏故障檢測(cè)裝置，一旦發(fā)生故障相關(guān)人員無(wú)法快速排除故障。中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN203623634U，
【公開(kāi)日】2014年6月4日，名稱(chēng)為“電動(dòng)汽車(chē)電池框蓋自動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)”的發(fā)明專(zhuān)利中公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)電池框蓋自動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括雙向電機(jī)，雙向電機(jī)通過(guò)底板與雙向油泵連接，雙向油泵上設(shè)有蓄油包，雙向油泵通過(guò)第三油管與電池框內(nèi)的第一翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連，第一翻轉(zhuǎn)機(jī)包括第一聯(lián)通器，第一聯(lián)通器還通過(guò)第一油管分別與左、右兩個(gè)第一液壓缸相連，左、右兩個(gè)第一液壓缸分別通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)與左、右開(kāi)關(guān)艙門(mén)聯(lián)動(dòng)，左、右開(kāi)關(guān)艙門(mén)的下端與電池框鉸接。不足之處在于，該實(shí)用新型只有使電池框蓋翻轉(zhuǎn)的功能，如若出故障，沒(méi)有檢測(cè)裝置對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中電池艙門(mén)控制裝置缺少檢測(cè)裝置，相關(guān)人員無(wú)法快速得知故障的具體情況的缺陷，提供一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，通過(guò)該控制裝置可以對(duì)電池艙門(mén)有效控制的同時(shí)對(duì)故障也能快速的檢測(cè)。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，包括主控CPU單元、供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置、輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置、CAN電平轉(zhuǎn)換裝置和輸出控制裝置，主控CPU單元同時(shí)與供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置、輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置、CAN電平轉(zhuǎn)換裝置和輸出控制裝置相連接。供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置提供控制裝置所需要的電源，輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置用于檢測(cè)外部打開(kāi)艙門(mén)信號(hào)，CAN電平轉(zhuǎn)換裝置完成外部信號(hào)與控制系統(tǒng)的完全隔離，輸出控制裝置實(shí)現(xiàn)了控制信號(hào)的檢測(cè)和電池艙門(mén)狀態(tài)的反饋，以及艙門(mén)狀態(tài)的輸出。
[0006]作為一種優(yōu)選方案，主控CPU單元采用STM32F103RC芯片U1，芯片Ul的18腳、32腳、48腳和64腳由供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置供電，芯片Ul的5腳和6腳連接外部晶振裝置Yl，芯片Ul的60腳連接3位排插JPl的選擇引腳，芯片Ul的7腳連接復(fù)位電路，芯片Ul的18腳與19腳之間、31腳和32腳之間、47腳和48腳之間、63腳和64腳之間設(shè)置有濾波電容組。芯片Ul的60腳與3位排插JPl相連，用于設(shè)置啟動(dòng)模式；復(fù)位電路用于控制主芯片的復(fù)位，濾波電容組用于組成有效的濾波效果。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置由汽車(chē)電瓶的12V直流電輸入，經(jīng)過(guò)濾波和穩(wěn)壓電路后，通過(guò)集成芯片U2輸出供主控CPU單元的3.3V直流電輸出、通過(guò)集成芯片U3輸出供CAN電平轉(zhuǎn)換裝置的5V直流電輸出。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置包括二極管D4，二極管D4的陰極與外部打開(kāi)艙門(mén)信號(hào)接口相連接，二極管的D4的陽(yáng)極連接電阻R16的一端，電阻R16的另一端與芯片Ul的41腳相連；二極管D4的陰極還通過(guò)電阻R14與12V直流電輸入相連，二極管D4的陰極同時(shí)還連接二極管D3的陰極，二極管D3的陽(yáng)極接地；二極管D4的陽(yáng)極還通過(guò)電阻R15與3.3V直流電輸出相連，二極管D4的陽(yáng)極同時(shí)還與電容C21的一端相連，電容C21的另一端接地；電阻R16的另一端還與電容C22的一端相連，電容C22的另一端接地。當(dāng)外部打開(kāi)艙門(mén)信號(hào)輸入為高時(shí)，二極管D4由于陰極電壓高，二極管D4不導(dǎo)通，故在電阻R15上拉電阻的作用下，CPU側(cè)此信號(hào)為高電平。當(dāng)外部打開(kāi)艙門(mén)信號(hào)輸入為低時(shí)，CPU側(cè)信號(hào)也為低。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，CAN電平轉(zhuǎn)換裝置包括集成芯片U4,集成芯片U4的I腳和4腳與主控CPU單元相連接，集成芯片U4的5腳與供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置相連接，集成芯片U4的2腳和3腳之間連接有濾波電容C15，集成芯片U4的6腳和7腳分別為CAN網(wǎng)絡(luò)輸出低電平和CAN網(wǎng)絡(luò)輸出高電平，低電平和高電平之間并聯(lián)有路TVS管DTVSl。低電平和高電平之間并聯(lián)有路TVS管DTVSl用于完成CAN網(wǎng)絡(luò)的端口防護(hù)。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，輸出控制裝置包括繼電器JDQl和繼電器JDQ2，繼電器JDQl的5腳和繼電器JDQ2的5腳同時(shí)分別接在推桿電機(jī)的兩極，繼電器JDQl的2腳和繼電器JDQ2的2腳均與5V直流電輸出相連，繼電器JDQl的2腳同時(shí)連接濾波電容C38的一端和電容C39的一端，濾波電容C38的另一端和電容C39的另一端接地，繼電器JDQ2的2腳同時(shí)連接濾波電容C42的一端和電容C43的一端，濾波電容C42的另一端和電容C43的另一端接地；芯片Ul的30腳通過(guò)三極管Ql與繼電器JDQl的I腳相連，芯片Ul的29腳通過(guò)三極管Q2與繼電器JDQ2的I腳相連。CPU控制信號(hào)經(jīng)過(guò)三極管Ql的放大控制繼電器JDQl的I腳，當(dāng)主控CPU輸出為高電平時(shí)，繼電器JDQl控制端接通，繼電器JDQl吸合；繼電器JDQ2側(cè)工作原理同理。繼電器JDQl的5腳和繼電器JDQ2的5腳同時(shí)接在推桿電機(jī)的兩極實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反運(yùn)動(dòng)控制。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，繼電器JDQl的5腳和繼電器JDQ2的5腳還同時(shí)連接有阻容吸收電路。阻容吸收電路抑制了電機(jī)停止和開(kāi)啟時(shí)的瞬時(shí)干擾。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置能對(duì)電池艙門(mén)進(jìn)行穩(wěn)定的控制，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)；在電池艙門(mén)控制發(fā)出故障失效時(shí)，也能快速檢測(cè)及時(shí)提醒相關(guān)人員。

【附圖說(shuō)明】

[0013]圖1是本實(shí)用新型的一種電路原理連接圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型的主控CPU單元的電路圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型的供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置的電路圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型的輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置的電路圖；
[0017]圖5是本實(shí)用新型的輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置的反饋信號(hào)電路圖；
[0018]圖6是本實(shí)用新型的CAN電平轉(zhuǎn)換裝置和輸出控制裝置的電路圖；
[0019]圖7是本實(shí)用新型輸出控制裝置的電路圖。
[0020]其中:1、主控CPU單元，2、供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置，3、輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置，4、CAN電平轉(zhuǎn)換裝置，5、輸出控制裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步描述。
[0022]實(shí)施例:一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，其電路原理連接圖如圖1所示，包括主控CPU單元1、供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置2、輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置3、CAN電平轉(zhuǎn)換裝置4和輸出控制裝置5，主控CPU單元同時(shí)與供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置、輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置、CAN電平轉(zhuǎn)換裝置和輸出控制裝置相連接。供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置提供控制裝置所需要的電源，輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置用于檢測(cè)外部打開(kāi)艙門(mén)信號(hào)，CAN電平轉(zhuǎn)換裝置完成外部信號(hào)與控制系統(tǒng)的完全隔離，輸出控制裝置實(shí)現(xiàn)了控制信號(hào)的檢測(cè)和電池艙門(mén)狀態(tài)的反饋，以及艙門(mén)狀態(tài)的輸出。
[0023]主控CPU單元的電路圖如圖2所示，主控CPU單元采用STM32F103RC芯片Ul，芯片Ul的18腳、32腳、48腳和64腳由供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置供電，芯片Ul的5腳和6腳連接外部晶振裝置Y1，芯片Ul的60腳連接3位排插JPl的選擇引腳，芯片Ul的7腳連接復(fù)位電路，芯片Ul的18腳與19腳之間、31腳和32腳之間、47腳和48腳之間、63腳和64腳之間設(shè)置有濾波電容組。芯片Ul的60腳與3位排插JPl相連，用于設(shè)置啟動(dòng)模式；復(fù)位電路用于控制主芯片的復(fù)位，選用10nF和InF的瓷片電容并聯(lián)作為濾波電容組，濾波電容組用于組成有效的濾波效果。晶振選用8M無(wú)源晶振和與之匹配的20pF的瓷片電容。
[0024]供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置的電路圖如圖3所示，供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置由汽車(chē)電瓶的12V直流電輸入，經(jīng)過(guò)濾波和穩(wěn)壓電路后，通過(guò)集成芯片U2輸出供主控CPU單元的3.3V直流電輸出、通過(guò)集成芯片U3輸出供CAN電平轉(zhuǎn)換裝置的5V直流電輸出。12V直流電輸入與地之間并聯(lián)型號(hào)為10D390的39V的壓敏電阻，抑制電壓波動(dòng)。并聯(lián)型號(hào)為SMBJ18CA的TVS管，抑制電源的瞬時(shí)干擾。12V直流電輸入正串聯(lián)型號(hào)為SMAB210的整流二極管。12V直流電輸入選用1uF的無(wú)極性電容作為濾波，集成芯片U2為線性穩(wěn)壓芯片LM2576-3，集成芯片U3為線性穩(wěn)壓芯片LM2576-5。首先是由汽車(chē)蓄電池供電的12V電源輸入，經(jīng)過(guò)濾波電路和整形電路的調(diào)理得到干凈的12V直流電，然后通過(guò)線性穩(wěn)壓模塊LM2576-5和LM2576-3降壓，然后經(jīng)過(guò)濾波和鉗位電路，使得提供給系統(tǒng)的5V電源和3.3V電源穩(wěn)定可靠，同時(shí)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電源指示電路。
[0025]輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置的電路圖如圖4所示，包括二極管D4，二極管D4的陰極與外部打開(kāi)艙門(mén)信號(hào)接口相連接，二極管的D4的陽(yáng)極連接電阻R16的一端，電阻R16的另一端與芯片Ul的41腳相連；二極管D4的陰極還通過(guò)電阻R14與12V直流電輸入相連，二極管D4的陰極同時(shí)還連接二極管D3的陰極，二極管D3的陽(yáng)極接地；二極管D4的陽(yáng)極還通過(guò)電阻R15與3.3V直流電輸出相連，二極管D4的陽(yáng)極同時(shí)還與電容C21的一端相連，電容C21的另一端接地；電阻R16的另一端還與電容C22的一端相連，電容C22的另一端接地。輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置的反饋信號(hào)的電路圖如圖5所示，采用三極管Q3將3.3V的電平放大到12V。輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置及其反饋電路實(shí)現(xiàn)了控制信號(hào)的檢測(cè)和電池艙門(mén)狀態(tài)的反饋，以及艙門(mén)狀態(tài)的輸出，此輸出可以直接驅(qū)動(dòng)顯示儀表進(jìn)行相應(yīng)的指示。
[0026]CAN電平轉(zhuǎn)換裝置的電路圖如圖6所示，包括集成芯片U4，集成芯片U4的I腳和4腳與主控CPU單元相連接，集成芯片U4的5腳與供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置相連接，集成芯片U4的2腳和3腳之間連接有濾波電容C15，集成芯片U4的6腳和7腳分別為CAN網(wǎng)絡(luò)輸出低電平和CAN網(wǎng)絡(luò)輸出高電平，低電平和高電平之間并聯(lián)有路TVS管DTVSl。選擇的CAN收發(fā)器為T(mén)JA1051/3，由CPU發(fā)出的TX信號(hào)經(jīng)過(guò)CAN收發(fā)器轉(zhuǎn)化為差分電壓信號(hào)。外部的差分信號(hào)經(jīng)過(guò)CAN收發(fā)器轉(zhuǎn)化為3.3V的電平信號(hào)可以直接通過(guò)RX信號(hào)線輸入給CPU。可以尚效的完成CAN通訊功能。
[0027]輸出控制裝置的電路圖如圖7所示，包括繼電器JDQI和繼電器JDQ2，繼電器JDQI的5腳和繼電器JDQ2的5腳同時(shí)分別接在推桿電機(jī)的兩極，繼電器JDQl的2腳和繼電器JDQ2的2腳均與5V直流電輸出相連，繼電器JDQl的2腳同時(shí)連接濾波電容C38的一端和電容C39的一端，濾波電容C38的另一端和電容C39的另一端接地，繼電器JDQ2的2腳同時(shí)連接濾波電容C42的一端和電容C43的一端，濾波電容C42的另一端和電容C43的另一端接地；芯片Ul的30腳通過(guò)三極管Ql與繼電器JDQl的I腳相連，芯片Ul的29腳通過(guò)三極管Q2與繼電器JDQ2的I腳相連。繼電器JDQl的5腳和繼電器JDQ2的5腳還同時(shí)連接有阻容吸收電路。輸出控制裝置實(shí)現(xiàn)了由電機(jī)推動(dòng)的艙門(mén)的自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉。同時(shí)設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路，抑制繼電器線圈的反電動(dòng)勢(shì)，降低了電源系統(tǒng)的波動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，包括主控CPU單元、供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置、輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置、CAN電平轉(zhuǎn)換裝置和輸出控制裝置，主控CPU單元同時(shí)與供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置、輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置、CAN電平轉(zhuǎn)換裝置和輸出控制裝置相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，其特征是，所述的主控CPU單元采用STM32F103RC芯片U1，芯片Ul的18腳、32腳、48腳和64腳由供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置供電，芯片Ul的5腳和6腳連接外部晶振裝置Y1，芯片Ul的60腳連接3位排插JPl的選擇引腳，芯片Ul的7腳連接復(fù)位電路，芯片Ul的18腳與19腳之間、31腳和32腳之間、47腳和48腳之間、63腳和64腳之間設(shè)置有濾波電容組。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，其特征是，所述的供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置由汽車(chē)電瓶的12V直流電輸入，經(jīng)過(guò)濾波和穩(wěn)壓電路后，通過(guò)集成芯片U2輸出供主控CPU單元的3.3V直流電輸出、通過(guò)集成芯片U3輸出供CAN電平轉(zhuǎn)換裝置的5V直流電輸出。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，其特征是，所述的輸入信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理裝置包括二極管D4，二極管D4的陰極與外部打開(kāi)艙門(mén)信號(hào)接口相連接，二極管的D4的陽(yáng)極連接電阻R16的一端，電阻R16的另一端與芯片Ul的41腳相連；二極管D4的陰極還通過(guò)電阻R14與12V直流電輸入相連，二極管D4的陰極同時(shí)還連接二極管D3的陰極，二極管D3的陽(yáng)極接地；二極管D4的陽(yáng)極還通過(guò)電阻R15與3.3V直流電輸出相連，二極管D4的陽(yáng)極同時(shí)還與電容C21的一端相連，電容C21的另一端接地；電阻R16的另一端還與電容C22的一端相連，電容C22的另一端接地。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，其特征是，所述的CAN電平轉(zhuǎn)換裝置包括集成芯片U4，集成芯片U4的I腳和4腳與主控CPU單元相連接，集成芯片U4的5腳與供電系統(tǒng)電源穩(wěn)壓濾波裝置相連接，集成芯片U4的2腳和3腳之間連接有濾波電容C15，集成芯片U4的6腳和7腳分別為CAN網(wǎng)絡(luò)輸出低電平和CAN網(wǎng)絡(luò)輸出高電平，低電平和高電平之間并聯(lián)有路TVS管DTVSl。6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，其特征是，所述的輸出控制裝置包括繼電器JDQl和繼電器JDQ2，繼電器JDQl的5腳和繼電器JDQ2的5腳同時(shí)分別接在推桿電機(jī)的兩極，繼電器JDQl的2腳和繼電器JDQ2的2腳均與5V直流電輸出相連，繼電器JDQl的2腳同時(shí)連接濾波電容C38的一端和電容C39的一端，濾波電容C38的另一端和電容C39的另一端接地，繼電器JDQ2的2腳同時(shí)連接濾波電容C42的一端和電容C43的一端，濾波電容C42的另一端和電容C43的另一端接地；芯片Ul的30腳通過(guò)三極管Ql與繼電器JDQl的I腳相連，芯片Ul的29腳通過(guò)三極管Q2與繼電器JDQ2的I腳相連。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于換電模式的電動(dòng)汽車(chē)電池艙門(mén)控制裝置，其特征是，所述的繼電器JDQl的5腳和繼電器JDQ2的5腳還同時(shí)連接有阻容吸收電路。
【文檔編號(hào)】G05B19-04GK204287798SQ201420686302
【發(fā)明者】于小兵, 楊曉東, 代兆洋, 丁國(guó)強(qiáng) [申請(qǐng)人]杭州新時(shí)空電動(dòng)汽車(chē)有限公司