一種電動汽車的整車控制系統的製作方法
2023-10-17 11:14:09
專利名稱：一種電動汽車的整車控制系統的製作方法
一種電動汽車的整車控制系統
技術領域：
本發明涉及一種控制系統，特別涉及一種汽車的控制系統。
背景技術：
現在，汽車的產銷量和保有量都保持著高速穩定的發展態勢。隨著經濟的發展，我國的燃油生產將面臨著更大的壓力，能源供應以及環境壓力正在成為汽車行業發展的制約因素。我國汽車產業的未來必然要走更清潔更節能的道路。電動車以清潔、可再生的能源為動力，必然成為汽車大家庭中的重要成員。傳統汽油車的ECU ((Electronic Control Unit)電子控制單元，又稱「行車電腦」) 已經無法滿足新能源純電動汽車系統控制需求，因為純電動汽車系統與傳統汽油車相比有很大的改變，如發動機移除，改用高壓電池包作為儲能和供能裝置；引擎移除，改用電機驅動；機械空調改用電動空調等。另外純電動汽車增加了電源分配器、電機控制器、車載充電器，如何準確合理的控制監測這些電子元器件使其正常工作是電動車控制系統要解決的主要問題。
發明內容本發明要解決的技術問題，在於提供一種電動汽車的整車控制系統，它能夠滿足電動汽車整車系統的控制需求。本發明是這樣實現的一種電動汽車的整車控制系統，它包括一主控板，連接於所述主控板的控制組件、電池組件、空調組件、電機組件；所述控制組件包括均連接於主控板的儀錶盤、油門、剎車、真空泵、轉向泵、指示燈、操控面板；所述電池組件包括連接於主控板的電池控制板，以及連接於電池控制板的電池包和電池熱管理模塊，所述電池包包括電池檢測板以及電池組，所述電池熱管理模塊包括加熱器和鼓風機；所述空調組件包括 連接於主控板的空調控制器以及連接於空調控制器的空調冷氣模塊和空調暖氣模塊，所述空調冷氣模塊包括直流無刷電機控制器和電壓壓縮機，所述空調暖氣模塊包括電動加熱器；所述電機組件包括連接於主控板的電機控制器以及連接於所述電機控制器的電機。進一步的，所述整車控制系統還包括一電源分配器，所述電源分配器分別連接於主控板、電池組件、控制組件、空調組件、電機組件。進一步的，所述主控板通過CAN總線連接電池控制板、儀錶盤、操控面板、電機控制器，所述電池控制板通過CAN連接電池包。進一步的，所述主控板通過邏輯控制連接空調控制器、電機控制器、油門、剎車、真空泵、轉向泵、電源分配器，所述電池控制板通過邏輯控制連接電池熱管理模塊。進一步的，所述整車控制系統還包括一鉛酸電池、一快速充電口、一車載充電器、 一維護接口，所述鉛酸電池、維護接口均連接於所述主控板，所述快速充電口、車載充電器均連接於電源分配器，所述鉛酸電池還與電源分配器相連。進一步的，所述主控板包括了一自檢模塊、一中斷控制模塊、一邏輯控制模塊、一電機控制模塊；所述自檢模塊用於對主控器進行自檢，檢測電路是否有故障、CAN通信是否正常；所述中斷控制模塊用於多通道模擬量的採集；所述邏輯控制模塊用於對採集來的信號和通信接收到的信息進行處理，得出控制指令；所述電機控制模塊用於根據油門、剎車的控制指令，運算得出電機的控制信號。本發明的優點在於本發明的整車控制系統包括了主控板，以及連接於所述主控板的控制組件、電池組件、空調組件、電機組件；所述主控板通過採集油門踏板信號、剎車踏板信號及其他部件信號，並做出相應計算後，控制輸出車輛運行所需要的電機輸出功率和轉矩等參數，從而協調各動力部件的運作，驅動汽車正常行駛通過主控板對整車各個組件進行合理控制，從而實現了純電動汽車系統的整車控制需求。
下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。圖1是本發明一種電動汽車的整車控制系統的模塊框圖。圖2為本發明的總流程模塊示意圖。圖3為本發明自檢模塊示意圖。圖4為本發明中斷控制模塊示意圖。圖5為本發明邏輯控制模塊示意圖。圖6為本發明電機控制模塊示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1至圖6所示，對本發明的實施例進行詳細的說明。如圖1，本發明一種電動汽車的整車控制系統，它包括一主控板1，連接於所述主控板的控制組件2、電池組件3、空調組件4、電機組件5。所述控制組件2包括均連接於主控板1的儀錶盤21、油門22、剎車23、真空泵 24、轉向泵25、指示燈26、操控面板27 ；所述電池組件3包括連接於主控板1的電池控制板(BMS) 31，以及連接於電池控制板31的電池包32和電池熱管理模塊33，所述電池包32包括電池檢測板321以及電池組322，所述電池熱管理模塊33包括加熱器331和鼓風機332 ； 所述空調組件4包括連接於主控板1的空調控制器41以及連接於空調控制器41的空調冷氣模塊42和空調暖氣模塊43，所述空調冷氣模塊42包括直流無刷電機控制器421和電壓壓縮機422，所述空調暖氣模塊43包括電動加熱器431 ；所述電機組件5包括連接於主控板1的電機控制器51以及連接於所述電機控制器51的電機52。所述整車控制系統還包括一電源分配器6，所述電源分配器6分別連接於主控板 1、電池組件3、控制組件2、空調組件4、電機組件5。所述主控板1通過CAN總線連接電池控制板(BMS) 31、儀錶盤21、操控面板27、電機控制器51，所述電池控制板31通過CAN連接電池包32。所述主控板1通過邏輯控制連接空調控制器41、電機控制器51、油門22、剎車 23、真空泵24、轉向泵25、電源分配器6，所述電池控制板31通過邏輯控制連接電池熱管理模塊33。所述整車控制系統還包括一鉛酸電池7、一快速充電口 8、一車載充電器9、一維護接口 10，所述鉛酸電池7、維護接口 10均連接於所述主控板1，所述快速充電口 8、車載充電器9均連接於電源分配器6。所述鉛酸電池7還與電源分配器6相連，所述電池包32通過電源分配器6對鉛酸電池7進行充電。 所述主控板1包括了一自檢模塊、一中斷控制模塊、一邏輯控制模塊、一電機控制模塊；所述自檢模塊用於對主控板1進行自檢，檢測電路是否有故障、CAN通信是否正常； 所述中斷控制模塊用於多通道模擬量的採集；所述邏輯控制模塊用於對主控板1採集來的信號和通信接收到的信息進行處理，得出控制指令，包括車輛的控制及儀表的顯示；所述電機控制模塊用於根據油門、剎車的控制指令，運算得出電機的控制信號，包括正常前進和倒車、剎車能量回收、故障停車、限速行車等。本發明整車控制系統的工作原理所述主控板1使用CAN總線模式採集操控面板27上的操作信號對汽車進行控制。例如操控面板27的倒車信號輸入時，主控板1輸出信號至電機控制器51，電機控制器51控制電機52開始倒轉；操控面板27上的前進信號輸入時，主控板1輸出信號至電機控制器51，電機控制器51控制電機52開始正轉；操控面板27上的停止信號輸入時， 主控板1輸出信號至電機控制器51，電機控制器51控制電機52停止轉動。所述主控板1對於油門22、剎車23、真空泵24、轉向泵25的控制也是通過採集到相應的信號從而進行控制。所述主控板1輸出控制信號至電池控制板31，從而通過電池控制板31對電池包 32和電池熱管理模塊33進行控制。所述鉛酸電池7可以作為主控板1的電源。用戶可以通過連接於電源分配器6的快速充電口 8和車載充電器9進行充電。所述主控板1與空調控制器41、電機控制器51使用邏輯控制，例如主控板1檢測到空調控制器41狀態，從而根據需要控制空調控制器41輸出開關信號至空調冷氣模塊42 進行製冷；或者所述主控板1檢測到空調控制器41狀態，從而控制空調控制器41輸出開關信號至空調暖氣模塊43進行制暖。所述儀錶盤21上包括倒車信號燈指示；車輛故障指示燈提醒；電流大小；車速指示；電機轉速指示等。所述主控板1通過採集油門22的踏板信號、剎車23的踏板信號及其他部件信號， 並做出相應計算後，控制輸出車輛運行所需要的電機輸出功率和轉矩等參數，從而協調各動力部件的運作，驅動汽車正常行駛。如圖2，本發明的總流程的一實施例對主控板內的單片機、IO接口、CAN通訊等進行初始化，並開啟開門狗，採集操控面板各個開關量以及剎車、檔位等輸入信號，判斷主控板是不是第一次上電，如果第一次上電則進行自檢子程序，再判斷主控板內定時器是不是到100ms，如果不是第一次上電則直接進行判斷定時器是不是到100ms。如果沒有到100ms，則直接判斷定時器有沒有到0. 5s ；如果有到100ms，則通過CAN通訊發送數據給儀錶盤，再判斷BMS是不是有接收到位於電池包內部的繼電器的命令請求，如果有繼電器的命令請求，則發送繼電器確認命令再判斷定時器有沒有到0. 5s ；如果沒有繼電器的命令請求，則直接判斷定時器有沒有到0. 5s。如果定時器到0. 5s，則進行邏輯控制程序，再判斷是否有CAN中斷；如果定時器沒有到0. 5s，則直接判斷是否有CAN中斷。如果有CAN中斷，則CAN接收儀錶盤的自檢報文、BMS發送過來的數據、電機控制器發送過來的數據，再判斷油門車速電壓的計算是否到了 10次；如果沒有 CAN中斷，則直接判斷油門車速電壓的計算是否到了 10次。如果油門車速電壓的計算到了 10次，則進行電機控制信號程序，再清看門狗(CLRWDT)；如果油門車速電壓的計算沒有到 10次，則直接清看門狗(CLRWDT)。然後循環到採集操控面板各個開關量以及剎車、檔位等輸入信號的步驟。如圖3，為本發明的自檢模塊的一實施例
判斷第一次上電的電壓是否高於460V或低於300V，如果是高於460V或低於 300V，則標記電壓故障；如果不是高於460V或低於300V，則消除電壓故障。然後判斷油門的電壓是否大於4. 6V或者低於0. 5V，如果是，則標記油門的故障；如果不是，則消除油門故障。判斷是否同時存在前進檔位和後退檔位，如果是，則標記檔位的故障；如果不是，則消除檔位的故障。判斷是不是沒有收到CAN信息，如果是，則標記CAN通訊故障；如果不是，則消除CAN通訊故障。如圖4為本發明的中斷控制模塊的一實施例判斷是不是CAN中斷，如果是，則將CAN設置為中斷標誌位，再判斷定時器TO (TO 為定時器的編號)是不是中斷，如果不是CAN中斷，則直接判斷定時器TO是不是中斷。如果定時器TO中斷，需要對IO接口進行掃描，再對AD (模數)數據進行多通道輪流採集，返回；如果定時器TO不中斷，則直接返回。如圖5為本發明的邏輯控制模塊的一實施例判斷電池電壓是不是低於10. 5V，如果是低於10. 5V則標記電池報警，再判斷電機是否過熱，如果不是低於10. 5V，則消除電池報警再判斷電機是否過熱。如果電機過熱，則標記電機過熱報警；如果沒有電機過熱，則消除電機過熱報警。然後判斷電池是否三級報警， 如果是三級報警則標記LIMP (跛行)向電機控制器發送限制車速信號；如果不是三級報警則消除LIMP。判斷電池是否二級故障，如果有故障則標記電池故障燈；如果沒有故障，則消除電池故障燈。判斷電池S0C(電池包電量)是否過低(即低於20% )，如果是過低則標記電量過低標記；如果沒有過低則消除電量過低標記。充電指示燈顯示當前的充電狀態。判斷ready-test (程序內的一個判斷條件即自檢是否滿足條件)系統自檢是否通過，如果通過，則ready燈亮；如果未通過，則ready燈滅。判斷電池是否一二級報警、電池CAN通信是否故障，如果沒有則系統故障燈滅；如果有則系統故障燈亮。判斷電池是否三級報警、電機是否過熱，如果有三級報警、電機過熱，則請求限制車速，如果沒有則正常行駛。判斷電池的溫度是否小於5度，如果是小於5度則開啟PTC (加熱器)，則進行加熱同時請求BMS開啟鼓風機，再判斷電池溫度是不是大於20度；如果不是小於5度，則直接判斷電池溫度是不是大於20度。如果電池溫度大於20度，則關閉PTC，停止加熱，同時請求BMS關閉鼓風機，返回，如果沒有大於20度則直接返回。如圖6，為電機控制模塊的一實施例計算油門電壓和車速電壓。判斷是否有剎車，如果有剎車，則電機控制信號為能量回收，如果沒有剎車，則電機控制信號為驅動信號。判斷是否有停車信號，如果有停車信號， 則電機控制信號不輸出，然後返回；如果沒有停車信號，則輸出的電機控制信號為發電或者驅動信號，再判斷是否有限制車速信號，如果有限制車速信號則電機控制器控制電機的最大車速為20kmH，再檢測(數模轉換)晶片輸出模擬量(範圍-IOV至+10V，輸出是負時，則為剎車發電)，返回；如果沒有限制車速信號，則直接檢測DA晶片輸出模擬量(範圍-IOV至 +10V，輸出是負時，則為剎車發電)，返回。
以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的範圍，即依本發明專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的範圍內。
權利要求
1.一種電動汽車的整車控制系統，其特徵在於它包括一主控板，連接於所述主控板的控制組件、電池組件、空調組件、電機組件；所述控制組件包括均連接於主控板的儀錶盤、油門、剎車、真空泵、轉向泵、指示燈、操控面板；所述電池組件包括連接於主控板的電池控制板，以及連接於電池控制板的電池包和電池熱管理模塊，所述電池包包括電池檢測板以及電池組，所述電池熱管理模塊包括加熱器和鼓風機；所述空調組件包括連接於主控板的空調控制器以及連接於空調控制器的空調冷氣模塊和空調暖氣模塊，所述空調冷氣模塊包括直流無刷電機控制器和電壓壓縮機，所述空調暖氣模塊包括電動加熱器；所述電機組件包括連接於主控板的電機控制器以及連接於所述電機控制器的電機。
2.根據權利要求1所述的一種電動汽車的整車控制系統，其特徵在於所述整車控制系統還包括一電源分配器，所述電源分配器分別連接於主控板、電池組件、控制組件、空調組件、電機組件。
3.根據權利要求1所述的一種電動汽車的整車控制系統，其特徵在於所述主控板通過CAN通訊連接電池控制板、儀錶盤、操控面板、電機控制器，所述電池控制板通過CAN通訊連接電池包。
4.根據權利要求1所述的一種電動汽車的整車控制系統，其特徵在於所述主控板通過邏輯控制連接空調控制器、電機控制器、油門、剎車、真空泵、轉向泵、電源分配器，所述電池控制板通過邏輯控制連接電池熱管理模塊。
5.根據權利要求1所述的一種電動汽車的整車控制系統，其特徵在於所述整車控制系統還包括一鉛酸電池、一快速充電口、一車載充電器、一維護接口，所述鉛酸電池、維護接口均連接於所述主控板，所述快速充電口、車載充電器均連接於電源分配器，所述鉛酸電池還與電源分配器相連。
6.根據權利要求1所述的一種電動汽車的整車控制系統，其特徵在於所述主控板包括了一自檢模塊、一中斷控制模塊、一邏輯控制模塊、一電機控制模塊；所述自檢模塊用於對主控器進行自檢，檢測電路是否有故障、CAN通信是否正常；所述中斷控制模塊用於多通道模擬量的採集；所述邏輯控制模塊用於對採集來的信號和通信接收到的信息進行處理，得出控制指令； 所述電機控制模塊用於根據油門、剎車的控制指令，運算得出電機的控制信號。
全文摘要
本發明提供了一種電動汽車的整車控制系統，它包括一主控板，連接於主控板的控制組件、電池組件、空調組件、電機組件；控制組件包括均連接於主控板的儀錶盤、油門、剎車、真空泵、轉向泵、指示燈、操控面板；電池組件包括連接於主控板的電池控制板，以及連接於電池控制板的電池包和電池熱管理模塊，所述電池包包括電池檢測板、電池組，電池熱管理模塊包括加熱器和鼓風機；所述空調組件包括空調控制器以及連接於空調控制器的空調冷氣模塊和空調暖氣模塊；所述電機組件包括連接於主控板的電機控制器以及連接於所述電機控制器的電機。本發明能夠滿足電動汽車整車系統的控制需求。
文檔編號B60R16/023GK102381266SQ20111023251
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者劉帝平, 王孝全, 謝俊淋, 陳子晃 申請人:東南(福建)汽車工業有限公司