一種集成電池管理和整車控制功能的電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，VCU和BMS再作為各自單獨(dú)的控制器件，就造成了浪費(fèi)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(wèn)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(dòng)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(dòng)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(bào)警、SOC ;整車控制功能包括控制電池、電機(jī)的開(kāi)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(dòng)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(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(hào)接入微處理器模塊；電源模塊分別與開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(gè)電池組成；開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(guò)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(hào)通過(guò)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(hào)以驅(qū)動(dòng)繼電器陣列進(jìn)而選通對(duì)應(yīng)電池，所述ADC單元采得選通電池的電壓通過(guò)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(gè)均衡電路，所述微處理器模塊輸出的控制信號(hào)通過(guò)第一隔離電路后傳給譯碼器以驅(qū)動(dòng)與對(duì)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(hào)、踏板開(kāi)度信號(hào)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(hào)后接入微控制器模塊內(nèi)部的ADC。
[0008]優(yōu)選的所述開(kāi)關(guān)量輸入模塊接收2路開(kāi)關(guān)量信號(hào)，以用于檢測(cè)鑰匙開(kāi)關(guān)信號(hào)、充電指示、風(fēng)扇的堵轉(zhuǎn)。
[0009]優(yōu)選的所述開(kāi)關(guān)量輸出模塊輸出2路開(kāi)關(guān)量信號(hào)，以用于驅(qū)動(dòng)繼電器、驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、
聲光報(bào)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(hào)，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(guò)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(guò)隔離向譯碼器下指令，譯碼器解釋指令后，驅(qū)動(dòng)指令所對(duì)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(duì)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(jì)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(dòng)繼電器陣列，選通電池，ADC采得電池電壓通過(guò)隔離回傳電壓信號(hào)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(duì)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(jì)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(shuō)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(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)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(dòng)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(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(hào)接入微處理器模塊；電源模塊分別與開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(gè)電池組成；開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(guò)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(hào)通過(guò)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(hào)以驅(qū)動(dòng)繼電器陣列進(jìn)而選通對(duì)應(yīng)電池，所述ADC單元采得選通電池的電壓通過(guò)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(gè)均衡電路，所述微處理器模塊輸出的控制信號(hào)通過(guò)第一隔離電路后傳給譯碼器以驅(qū)動(dòng)與對(duì)應(yīng)電池連接的均衡電路。
[0018]如圖2所示，對(duì)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(dòng)繼電器陣列，選通電池，ADC采得電池電壓通過(guò)隔離回傳電壓信號(hào)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(duì)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(jì)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(guò)隔離向譯碼器下指令，譯碼器解釋指令后，驅(qū)動(dòng)指令所對(duì)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(duì)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(jì)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(dòng)車上，將車載啟動(dòng)電源接到集成控制器的電源接口，接入電池電壓信號(hào)、電流信號(hào)、踏板信號(hào)、溫度采集信號(hào)、鑰匙開(kāi)關(guān)信號(hào)、CAN信號(hào)、充電指示信號(hào)，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(kāi)關(guān)打開(kāi)信號(hào)，打開(kāi)集成控制器、集成控制器打開(kāi)繼電器，接通電池、電機(jī)；采集電壓信號(hào)，判斷電壓過(guò)低過(guò)高、是否需要觸發(fā)聲光報(bào)警；采集總電壓、單體電壓信號(hào)、電流信號(hào)，估算SOC ;采集充電指示信號(hào)，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(hào)、SOC (CAN信號(hào))、車速(CAN信號(hào))，根據(jù)電機(jī)特性數(shù)據(jù)來(lái)確定需求扭矩，驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)需求扭矩，驅(qū)動(dòng)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(dòng)車上，將車載啟動(dòng)電源接到集成控制器的電源接口，接入電池電壓信號(hào)、電流信號(hào)、踏板信號(hào)、溫度采集信號(hào)、鑰匙開(kāi)關(guān)信號(hào)、CAN信號(hào)、充電指示信號(hào)，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(yùn)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(xiàng)】
1.一種集成電池管理和整車控制功能的電動(dòng)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(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(hào)接入微處理器模塊； 電源模塊分別與開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(gè)電池組成； 開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(guò)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(hào)通過(guò)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(hào)以驅(qū)動(dòng)繼電器陣列進(jìn)而選通對(duì)應(yīng)電池，所述ADC單元采得選通電池的電壓通過(guò)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(gè)均衡電路，所述微處理器模塊輸出的控制信號(hào)通過(guò)第一隔離電路后傳給譯碼器以驅(qū)動(dòng)與對(duì)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(hào)、踏板開(kāi)度信號(hào)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(hào)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(kāi)關(guān)量輸入模塊接收2路開(kāi)關(guān)量信號(hào)，以用于檢測(cè)鑰匙開(kāi)關(guān)信號(hào)、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(kāi)關(guān)量輸出模塊輸出2路開(kāi)關(guān)量信號(hào)，以用于驅(qū)動(dòng)繼電器、驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、聲光報(bào)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(hào)，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(guò)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(dòng)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(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(hào)接入微處理器模塊；電源模塊分別與開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(guò)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(yùn)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(kāi)號(hào)】CN104802656
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410042695
【發(fā)明人】李司光, 祁星鑫, 劉良治, 劉璽斌
【申請(qǐng)人】陜西汽車集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2014年1月29日