基于can总线的直流转直流控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于CAN总线的直流转直流控制系统。该直流转直流控制系统可包括车辆控制装置、CAN总线和直流转直流装置，所述直流转直流装置可包括直流转直流单元和CAN通信单元，所述直流转直流控制系统还可包括功率控制单元、输入输出测量单元、效率分析单元、温度测量单元和故障分析单元。本实用新型所公开的基于CAN总线的DC/DC控制系统能提高DC/DC装置的工作效率，并且能使操控人员更全面直观的了解DC/DC装置的工作状态，还便于在DC/DC装置出现故障时迅速定位和维修。本实用新型能提升整车性能并提高驾驶的安全性和舒适性。
【专利说明】基于CAN总线的直流转直流控制系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电动车领域，特别涉及电动车的电力供应系统中的直流转直流装 置。
【背景技术】
[0002] 在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，国际上 已经形成了关于发展电动汽车、实现汽车能源动力系统的电气化、推动传统汽车产业的战 略转型的广泛共识。目前，我国已出台许多政策，扶持和引导电动汽车行业的快速发展。
[0003] 电力供应系统是实施电动车的关键技术。通常，电动车的动力电池电压在200V以 上，而车辆中的低压系统所需的电压一般为9?16V，因此需要直流转直流（DC/DC)设备将 动力电池提供的高压直流电转换为低压系统所需的低压直流电。目前市场上的电动车通过 在DC/DC装置和车辆控制装置间连接硬线的方式实现对DC/DC装置的控制并采用"使能一 反馈"的控制方式，即车辆控制装置给DC/DC装置发送使能信号，如果DC/DC出现故障则将 故障信号反馈给车辆控制装置。车辆控制装置无法得知DC/DC装置的工作效率、故障原因 等情况，也无法对DC/DC装置进行更精准的控制。 实用新型内容
[0004] 本实用新型提供了一种能使车辆控制装置(例如，整车控制器）实时了解DC/DC装 置的工作状况并对DC/DC装置进行更准确的控制的基于CAN总线的DC/DC控制系统。
[0005] CAN,全称为"Controller Area Network"，即控制器局域网，属于现场总线的一 种。CAN总线能有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，并已形成了国际标准。如 今，CAN总线被广泛应用于车载控制系统。
[0006] 根据本实用新型的一个方面，公开了一种基于CAN总线的直流转直流控制系统， 所述直流转直流控制系统包括车辆控制装置和直流转直流装置，所述直流转直流装置包括 直流转直流单元，所述直流转直流控制系统还包括CAN总线，所述车辆控制装置与所述直 流转直流装置通过CAN总线相连；以及所述直流转直流装置还包括CAN通信单元，所述直流 转直流装置通过所述CAN通信单元与所述CAN总线相连。
[0007] 所述直流转直流装置还可包括功率控制单元，所述直流转直流单元和所述CAN通 信单元中的每一者可与所述功率控制单元相连，所述功率控制单元可控制所述直流转直流 单元的功率。
[0008] 所述直流转直流装置可包括输入输出测量单元，所述直流转直流单元和所述CAN 通信单元中的每一者可与所述输入输出测量单元相连，所述输入输出测量单元可用于测量 所述直流转直流单元的高压电流、低压电流和低压电压，所述高压指电压大于200伏，所述 低压指电压在9伏?16伏间。
[0009] 所述直流转直流装置可包括效率分析单元，所述直流转直流单元和所述CAN通信 单元中的每一者可与所述效率分析单元相连，所述效率分析单元对分析所述直流转直流单 元的工作效率进行分析。
[0010] 所述直流转直流装置还可包括温度测量单元，所述直流转直流单元和所述CAN通 信单元中的每一者可与所述温度测量单元相连，所述温度测量单元可用于测量所述直流转 直流单元的温度。所述温度测量单元还可与所述功率控制单元相连。
[0011] 所述直流转直流装置还可包括故障分析单元，所述直流转直流单元和所述CAN通 信单元中的每一者可与所述故障分析单元相连。所述故障分析单元还可与所述功率控制单 元和/或所述温度测量单元相连。
[0012] 本实用新型所公开的基于CAN总线的DC/DC控制系统能使车辆控制装置通过丰富 的信息交互了解DC/DC装置的工作状态和/或故障信息，并向DC/DC装置发送更详细的控 制指令，因此能提高DC/DC装置的工作效率，并且能使操控人员更全面直观的了解DC/DC装 置的工作状态，还便于在DC/DC装置出现故障时迅速定位和维修。电力供应系统性能的提 升能提升整车性能并提高驾驶的安全性和舒适性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1示出了根据本实用新型的一个实施方式的基于CAN总线的DC/DC控制系统的 结构示意图；以及
[0014] 图2示出了根据本实用新型的一个实施方式的基于CAN总线的DC/DC控制系统中 的信号流示意图。
[0015] 附图标记说明
[0016] Ul、DC./DC控制系统 U2、动力单儿 U3、低压蓄电池U3 Ull、DC/DC 装置 U12、CAN 总线 U13、车辆控制装置 U11K DC/DC单元 U112、功率控制中-元 U113、输入输出测量中元 U114、效率分析中-元 U115、温度测t单儿 U116、故陣分析单儿 U117、CAN通信中.儿
【具体实施方式】
[0017] 根据本实用新型的一个方面，公开了一种基于CAN总线的直流转直流控制系统， 所述直流转直流控制系统包括车辆控制装置和直流转直流装置，所述直流转直流装置包括 直流转直流单元，所述直流转直流控制系统还包括CAN总线，所述车辆控制装置与所述直 流转直流装置通过CAN总线相连；以及所述直流转直流装置还包括CAN通信单元，所述直流 转直流装置通过所述CAN通信单元与所述CAN总线相连。
[0018] 图1示出了根据本实用新型的一个优选实施方式的基于CAN总线的直流转直流 (DC/DC)控制系统的结构示意图。如图所示，直流转直流（DC/DC)控制系统U1可用于将来 自动力单元U2 (动力单元U2可包括动力电池）的高压直流电(例如，高于200V)转化为低 压蓄电池U3所需的低压直流电(例如，9?16V)。DC/DC控制系统U1可直接从动力单元U2 的母线上取电，所以DC/DC控制系统U1的输入电压是其自身不可控的，但DC/DC控制系统 U1可通过改变高压电流输入来控制自身的功率。
[0019] 本实施方式中的DC/DC控制系统U1可包括直流转直流（DC/DC)装置Ull、CAN总 线U12和车辆控制装置U13。车辆控制装置U13可以是车辆的整车控制器，用于实现对车辆 的控制，其中可包括对与DC/DC相关的信号进行处理的控制模块。DC/DC装置U11和车辆控 制装置U13通过CAN总线U12相连以通过CAN协议进行标准CAN报文传输。
[0020] 根据本实用新型的优选实施方式，DC/DC装置U11可包括直流转直流（DC/DC)单 元U111、功率控制单元U112、输入输出测量单元U113、效率分析单元U114、温度测量单元 U115、故障分析单元U116和CAN通信单元U117。其中DC/DC单元U111可通过直流一交 流一直流的方式将高压直流电(例如，200V以上)转化为低压直流电(例如，9?16V)输出。 功率控制单元U112可根据车辆控制装置U13的要求和DC/DC单元U111的状况通过改变 高压电流来控制DC/DC单元U111的功率，该功率可用高压电压乘以高压电流来表示。例 如，如果车辆控制装置U13期望得到的低压电压高于/低于DC/DC单元U111实际输出的 低压电压，则功率控制单元U112可控制DC/DC单元U111减小/增大功率。输入输出测量 单元U113可测量DC/DC单元U111实际的高压电流输入、低压电压输出和低压电流输出。 效率分析单元U114可分析DC/DC单元U111的效率，例如，该效率可用输出功率(例如，低 压电压输出乘以低压电流输出）和输入功率(例如，高压电压输入乘以高压电流输入）的比 值得到的有效能量转换率来表示。温度测量单元U115可测量DC/DC单元U111的温度。 故障分析单元U116可在判断出现故障(例如，DC/DC单元U111出现异常降功率或异常关 闭）时，分析故障原因。DC/DC装置U11通过CAN通信单元U117连接在CAN总线U12的标 准CAN接口（可参见IS011898-2或J1939-11的定义）上。功率控制单元U112、输入输出 测量单元U113、效率分析单元U114、温度测量单元U115和故障分析单元U116中的每一 者可与DC/DC单元U111和CAN通信单元U117相连，以测量和分析DC/DC单元U111的各 种状态或对其进行控制，并将测量和分析的结果通过CAN通信单元U117发送至车辆控制 装置U13。功率控制单元U112还可与温度测量单元U115相连，例如，如果测量到的温度 超过预设温度，功率控制单元U112可降低DC/DC单元U111的功率以使DC/DC单元U111 的温度降低。故障分析单元U116还可与功率控制单元U112和温度测量单元U115相连。 例如，如果故障分析单元U116发现直流转直流单元U111的功率异常降低或异常关闭，可 对其原因进行分析。常见的导致功率异常降低的原因可包括高压电压输入过低、高压电 流输入过高、低压电流输出过高和温度过高等。常见的导致异常关闭的原因包括输入和/ 或输出电压异常和直流转直流单元U111内部硬件出现故障等。故障分析单元U116还可 上报低压电压过高等故障。
[0021] 图2示出了根据本实用新型的一个实施方式的基于CAN总线的DC/DC控制系统中 的信号流示意图。如图所示，车辆控制装置U13可通过CAN总线向DC/DC装置U11发出工 作请求，而DC/DC装置U11可向车辆控制装置U13返回状态信息和/或故障信息。下面的 表格1以举例的方式示出了 DC/DC装置U11可接收的报文信息的示例。
[0022] 表格1-DC/DC装置接收的报文示例
[0023]
【权利要求】
1. 一种基于CAN总线的直流转直流控制系统，所述直流转直流控制系统包括车辆控制 装置和直流转直流装置，所述直流转直流装置包括直流转直流单元，其特征在于， 所述直流转直流控制系统还包括CAN总线，所述车辆控制装置与所述直流转直流装置 通过CAN总线相连；以及 所述直流转直流装置还包括CAN通信单元，所述直流转直流装置通过所述CAN通信单 元与所述CAN总线相连。
2. 根据权利要求1所述的直流转直流控制系统，其特征在于，所述直流转直流装置还 包括功率控制单元，所述直流转直流单元和所述CAN通信单元中的每一者与所述功率控制 单元相连，所述功率控制单元控制所述直流转直流单元的功率。
3. 根据权利要求1所述的直流转直流控制系统，其特征在于，所述直流转直流装置包 括输入输出测量单元，所述直流转直流单元和所述CAN通信单元中的每一者与所述输入输 出测量单元相连，所述输入输出测量单元用于测量所述直流转直流单元的高压电流、低压 电流和低压电压，所述高压指电压大于200伏，所述低压指电压在9伏?16伏间。
4. 根据权利要求1所述的直流转直流控制系统，其特征在于，所述直流转直流装置还 包括温度测量单元，所述直流转直流单元和所述CAN通信单元中的每一者与所述温度测量 单元相连，所述温度测量单元用于测量所述直流转直流单元的温度。
5. 根据权利要求2所述的直流转直流控制系统，其特征在于，所述直流转直流装置还 包括温度测量单元，所述直流转直流单元、所述CAN通信单元和所述温度测量单元中的每 一者与所述功率控制单元相连，所述温度测量单元用于测量所述直流转直流单元的温度。
【文档编号】B60L11/18GK203832283SQ201320849833
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】张唯, 张君鸿, 鲁连军, 刘乃胜, 丁阳, 程琰, 王宇 申请人:北汽福田汽车股份有限公司