專利名稱：基于can總線的電動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于電動汽車的超級電容能量管理系統(tǒng)，尤其是一種 基于CAN總線的電動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)，屬于汽車用超級電容能量管 理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電動汽車研究與開發(fā)產(chǎn)業(yè)化過程中，超級電容作為動力電池，由于其無 污染、壽命長、充電速度快等優(yōu)點，已成為供能主力。但是超級電容組成的能 量供給系統(tǒng)節(jié)點多，如何能快速、正確找到故障超級電容，成為能量管理系統(tǒng) 亟需解決的問題，同時，設(shè)計好能量管理系統(tǒng)也有利于整車系統(tǒng)的穩(wěn)定。
在已有技術(shù)中，超級電容能量管理系統(tǒng)采用人工檢查的方法，在離線狀態(tài) 下，使用手持設(shè)備逐個檢測每個模塊的電壓和溫度，不僅耗時耗力，而且不能 在線檢測超級電容的工作狀態(tài)，為電動汽車的正常工作帶來安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服已有技術(shù)中對超級電容能量管理系統(tǒng)采用人工 檢查方法，需要離線檢測超級電容的工作狀態(tài)、耗時耗力的弊端，提供一種能 夠快速、正確找到故障超級電容、有利于整車系統(tǒng)的穩(wěn)定的基于CAN總線的電 動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)。
本實用新型基于C認總線的電動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)將每N個單體
超級電容設(shè)計為一個受測模塊，通過檢測每個受測模塊的電壓和溫度狀態(tài)，判 斷整車能量系統(tǒng)是否正常工作。
本實用新型具體技術(shù)解決方案如下
本實用新型基于CAN總線的電動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)，包括兩個電 容能量檢測模塊CAN總線節(jié)點和一個顯示模塊CAN總線節(jié)點，電容能量檢測模 塊CAN總線節(jié)點包括微控制器模塊、電壓測量模塊、溫度測量模塊，微控制器 模塊由微處理器芯片及其外圍元件組成，具有AD接口、數(shù)字I/0接口和CAN 接口，設(shè)計采集相應(yīng)路數(shù)的電壓和溫度信號，并通過CAN接口與整車其他部分 進行數(shù)據(jù)傳輸；電壓測量模塊連接至微控制器的AD接口，溫度采集模塊連接傳送至微控制器的數(shù)字I/O 口 ；顯示模塊CAN總線節(jié)點通過CAN總線與電容能 量檢測模塊CAN總線節(jié)點連接，接收來自電容能量檢測模塊的信號，并在顯示 屏和儀表盤上顯示；
電壓測量模塊，包括采集每N個單體超級電容構(gòu)成的受測模塊電壓差的電 壓傳感器，電壓傳感器串聯(lián)傳送至電壓互感器，由電壓互感器通過運放電路連 接至微控制器的AD接口，采集每個電容能量檢測模塊的電壓差；
溫度測量模塊包括采集每N個單體超級電容構(gòu)成的電容能量檢測模塊溫度 的溫度傳感器，溫度傳感器采用數(shù)字溫度芯片，直接將數(shù)字信號連接傳送至微 控制器的數(shù)字I/0 口。
上述微控制器模塊實現(xiàn)以下的控制流程
開機時首先接收來自CAN總線上的信息，判斷是否有其他CAN節(jié)點指令； 若無，則開始檢測超級電容模塊的電壓和溫度，并判斷是否在正常范圍內(nèi)； 將檢測的超級電容模塊電壓和溫度數(shù)據(jù)，通過CAN總線傳送至顯示系統(tǒng)， 顯示相應(yīng)的電壓、溫度值以及報警信號。
本實用新型為一種基于CAN總線的電動汽車的超級電容能量管理系統(tǒng)，整 個系統(tǒng)由微控制器、電壓檢測、溫度檢測、顯示模塊構(gòu)成，利用微控制器采集 電壓和溫度信號判斷超級電容的工作狀態(tài)并做出預(yù)報，能夠快速、正確找到故 障超級電容，有利于整車系統(tǒng)的穩(wěn)定，系統(tǒng)通過CAN接口與整車其他控制系統(tǒng) 相接。


圖1為本實用新型基于CAN總線的電動汽車的超級電容能量管理系統(tǒng)與其 他控制節(jié)點一起組成整車CAN總線通信系統(tǒng)總體框圖2為本實用新型基于CAN總線的電動汽車的超級電容能量管理系統(tǒng)節(jié)點 接口原理圖3為微控制器模塊原理圖4為電壓測量模塊原理圖5為溫度測量模塊原理圖6為基于CAN總線的電動汽車的超級電容能量管理系統(tǒng)控制流程圖。
具體實施方式

下面參考圖l-6，通過實施例來具體說明本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型并不局限于以下實施例。
本實施例基于C認總線的電動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)，包括兩個電容
能量管理CAN總線節(jié)點和一個顯示CAN總線節(jié)點。電容能量檢測CAN總線節(jié)點 包括微控制器模塊、電壓測量模塊、溫度測量模塊。微控制器模塊由處理器芯 片及其外圍組成，具有AD接口、數(shù)字I/0接口和CAN接口，可采集20路電壓 和40路溫度信號，并通過CAN接口與整車其他部分進行數(shù)據(jù)傳輸；電壓測量 模塊，包括采集每N個單體超級電容構(gòu)成的受測模塊電壓差的電壓傳感器，電 壓傳感器串聯(lián)傳送至電壓互感器，由電壓互感器通過運放電路連接至微控制器 的AD接口，采集每個電容能量檢測模塊的電壓差；溫度測量模塊包括采集每N 個單體超級電容構(gòu)成的電容能量檢測模塊溫度的溫度傳感器，溫度傳感器為一 線制數(shù)字溫度傳感器，采用數(shù)字溫度芯片，直接將數(shù)字信號連接傳送至微控制 器的數(shù)字I/O 口 。顯示模塊CAN總線節(jié)點通過CAN總線接收來自電容能量檢測 模塊的信號，并在顯示屏和儀表盤上顯示。
如圖1所示，針對電動汽車能量管理系統(tǒng)采用兩個能量管理節(jié)點1和能量 管理節(jié)點2，與其他控制模塊一起組成整車CAN總線通信系統(tǒng)，而整車的CAN 總線系統(tǒng)采用單CAN總線結(jié)構(gòu)，跟雙CAN總線相比，降低了成本。
如圖2所示，基于CAN總線的電動汽車的超級電容能量管理系統(tǒng)節(jié)點分為 三個部分20路電壓信號采集、40路溫度信號采集、CAN總線接口。
圖3-圖5分別給出了微控制器、電壓測量、溫度測量的工作原理圖。微控 制采用模擬數(shù)字混合集成芯片，該控制器具有豐富的模擬輸入通道和數(shù)字接口， 并且具有一個CAN總線接口，無需用擴展CAN控制芯片就可以實現(xiàn)與外部 CAN總線的通信。
如圖6所示為基于CAN總線的電動汽車的超級電容能量管理系統(tǒng)的控制流 程。開機時首先接收來自CAN總線上的內(nèi)容，判斷是否有其他CAN節(jié)點的指 令，若無，則開始檢測超級電容模塊的電壓和溫度，并判斷是否在正常范圍內(nèi)， 并通過CAN總線連接顯示系統(tǒng)，顯示相應(yīng)的電壓、溫度值以及報警信號。
本實施例能量管理系統(tǒng)具有如下基本功能
1、 對電動汽車的超級電能能量系統(tǒng)的每組電池的電壓和溫度進行實時采 集，建立每組電池的工作過程檔案。
2、 電池需要充電時，及時報警，防止電池過放電而影響壽命。
3、 在汽車行駛過程中，自動報警損壞的模塊，以便及時更換。
4、 具有CAN接口，方便與整車其他模塊通信。
權(quán)利要求1、基于CAN總線的電動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)，其特征在于，包括兩個電容能量檢測模塊CAN總線節(jié)點、一個顯示模塊CAN總線節(jié)點，電容能量檢測模塊CAN總線節(jié)點包括微控制器模塊、電壓測量模塊、溫度測量模塊，微控制器模塊由微處理器芯片及其外圍元件組成，具有AD接口、數(shù)字I/O接口和CAN接口，通過CAN接口與整車其他部分連接進行數(shù)據(jù)傳輸，電壓測量模塊連接至微控制器的AD接口，溫度測量模塊連接傳送至微控制器的數(shù)字I/O口；顯示模塊CAN總線節(jié)點通過CAN總線與電容能量檢測模塊CAN總線節(jié)點連接。
2、 按照權(quán)利要求1所述基于CAN總線的電動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)， 其特征在于，電壓測量模塊，包括采集每N個單體超級電容構(gòu)成的受測模塊電 壓差的電壓傳感器，電壓傳感器串聯(lián)傳送至電壓互感器，由電壓互感器通過運 放電路連接至微控制器的AD接口，采集每個電容能量檢測模塊的電壓差。
3、 按照權(quán)利要求1所述基于C認總線的電動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)， 其特征在于，溫度測量模塊包括采集每N個單體超級電容構(gòu)成的電容能量檢測 模塊溫度的溫度傳感器，溫度傳感器采用數(shù)字溫度芯片，直接將數(shù)字信號連接 傳送至微控制器的數(shù)字I/O 口 。
4、 按照權(quán)利要求1所述基于CAN總線的電動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)， 其特征在于，所述微控制器模塊實現(xiàn)以下的控制流程開機時首先接收來自CAN總線上的信息，判斷是否有其他CAN節(jié)點的指若無，則開始檢測超級電容模塊的電壓和溫度，并判斷是否在正常范圍內(nèi)； 將檢測的超級電容模塊電壓和溫度數(shù)據(jù)，通過CAN總線傳送至顯示系統(tǒng)， 顯示相應(yīng)的電壓、溫度值以及報警信號。
5、 按照權(quán)利要求3所述基于CAN總線的電動汽車超級電容能量管理系統(tǒng)， 其特征在于，采用CAN總線通信方式，微控制器模塊設(shè)計CAN節(jié)點，每一個 節(jié)點設(shè)計采集20路模擬信號，40路數(shù)字信號，采用一線制數(shù)字溫度傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種用于電動汽車的超級電容能量管理系統(tǒng)，屬汽車用超級電容能量管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型包括兩個電容能量檢測模塊CAN總線節(jié)點、一個顯示模塊CAN總線節(jié)點，電容能量檢測模塊CAN總線節(jié)點包括微控制器模塊、電壓測量模塊、溫度測量模塊，其中微控制器模塊具有AD接口、數(shù)字I/O接口和CAN接口，電壓測量模塊連接至微控制器的AD接口，溫度測量模塊連接傳送至微控制器的數(shù)字I/O口；顯示模塊CAN總線節(jié)點通過CAN總線與電容能量檢測模塊CAN總線節(jié)點連接。本實用新型利用微控制器采集電壓和溫度信號判斷電容工作狀態(tài)并做出預(yù)報，能夠快速、正確找到故障超級電容、有利于整車系統(tǒng)的穩(wěn)定。系統(tǒng)通過CAN接口與整車其他控制系統(tǒng)相接。
文檔編號H04L12/40GK201153267SQ200820016540
公開日2008年11月19日 申請日期2008年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者劉兆偉, 程紹良, 謝镕安 申請人:上海中上汽車科技有限公司