纯电动汽车及其整车控制系统的制作方法
【专利摘要】一种整车控制系统，其包括所述整车控制器、多个辅助系统或装置、电池管理系统及电机控制器。所述多个辅助系统或装置通过第一路CAN总线与所述整车控制器连接，所述电池管理系统通过第二路CAN总线与所述整车控制器连接，所述电机控制器通过第三路CAN总线与所述整车控制器连接。本发明还提供一种包括上述整车控制系统的纯电动汽车。本发明的纯电动汽车及其整车控制系统可有效避免整车控制系统的CAN总线通信网络的瘫痪。
【专利说明】纯电动汽车及其整车控制系统
【技术领域】
[0001]本发明是涉及汽车制造领域，特别是关于ー种纯电动汽车及其整车控制系统。【背景技术】
[0002]随着汽车制造业的发展，新能源汽车将会成为未来汽车的主流，目前国内外各大汽车厂已经开始重点研发并开始销售新能源汽车。新能源汽车由传统汽车而来，又与传统汽车有着或多或少的区別。纯电动汽车是新能源汽车的其中之一，以纯电动汽车为例，其上的电器、电气、电子和电カ的使用程度明显高于传统汽车，电控系统复杂，因此，各个控制单元之间的正常通信就变得尤为重要。
[0003]纯电动汽车整车控制系统一般包括整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)、电动助力转向系统(Electric Power Steering, EPS)、防抱死制动系统(Ant1-lock BrakingSystem, ABS )、多信息显示器、仪表、电池管理系统(Battery Management System, BMS )及电机控制器(Motor Control Unit, MCU)0
[0004]在现有技术中，一般采用一路或两路CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线连接各个系统或装置(包括电动助力转向系统、防抱死制动系统、多信息显示器、仪表、电池管理系统及电机控制器)与整车控制器，然而，由于各个系统或装置的CAN高压值与CAN低压值不匹配或者信息量过高，极易造成错误帧增多、CAN总线负载过高等故障，容易造成整车控制系统的CAN总线通信网络的瘫痪。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种纯电动汽车及其整车控制系统，可有效避免整车控制系统的CAN总线通信网络的瘫痪。
[0006]为达上述优点，本发明提供ー种整车控制系统，其包括整车控制器、多个辅助系统或装置、电池管理系统及电机控制器。所述多个辅助系统或装置通过第一路CAN总线与所述整车控制器连接，所述电池管理系统通过第二路CAN总线与所述整车控制器连接，所述电机控制器通过第三路CAN总线与所述整车控制器连接。
[0007]在本发明的一个实施例中，所述的多个辅助系统或装置包括电动助力转向系统、防抱死制动系统、多信息显示器及仪表中的至少其中之ニ。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述的第一路CAN总线、所述第二路CAN总线及所述第三路CAN总线均为高速CAN总线。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述的第一路CAN总线、所述第二路CAN总线和所述第三路CAN总线的传输速率大于或等于每秒500千比持。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述的第一路CAN总线的传输速率小于所述第二路CAN总线和所述第三路CAN总线的传输速率。
[0011]在本发明的一个实施例中，所述的第一路CAN总线、所述第二路CAN总线和所述第三路CAN总线均采用差分信号传输。[0012]在本发明的一个实施例中，所述的第一路CAN总线包括第一路CAN高压线和第一路CAN低压线。所述第二路CAN总线包括第二路CAN高压线和第二路CAN低压线。所述第三路CAN总线包括第三路CAN高压线和第三路CAN低压线。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述的多个辅助系统或装置中的每一个系统或装置发送数据信号的周期为500毫秒至1000毫秒。
[0014]在本发明的一个实施例中，所述的电池管理系统和所述电机控制器发送数据信号的周期为10毫秒至100毫秒。
[0015]本发明还提供一种纯电动汽车，所述纯电动汽车包括上述任意一种整车控制系统。
[0016]在本发明的纯电动汽车及其整车控制系统中，由于多个辅助系统或装置、电池管理系统及电机控制器分别通过单独的CAN总线与整车控制器连接，通过合理布局CAN总线的数量及连接方式，可较大程度地避免由于信号干扰、错误帧增多、负载率过高而导致的整个CAN网络通信瘫痪问题。
[0017]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1所示为本发明的整车控制系统的架构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0020]图1所示为本发明的整车控制系统的架构示意图。请参见图1,本实施例的整车控制系统10可用于纯电动汽车，其包括整车控制器12、多个辅助系统或装置13、电池管理系统14及电机控制器15，其中，多个辅助系统或装置13通过第一路CAN总线101与整车控制器12连接，电池管理系统14通过第二路CAN总线102与整车控制器12连接，电机控制器15通过第三路CAN总线103与整车控制器12连接。
[0021]多个辅助系统或装置13主要为信息量低的系统或装置，在本实施例中，多个辅助系统或装置13包括电动助力转向系统132、防抱死制动系统133、多信息显不器134及仪表135，但本发明不以此为限，在其他实施例中，多个辅助系统或装置13可包括电动助力转向系统132、防抱死制动系统133、多信息显示器134及仪表135中的任意两种或两种以上。
[0022]具体地，电动助力转向系统132是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，其主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ElectronicControl Unit, ECU)等组成。
[0023]防抱死制动系统133安装于带液压刹车的汽车上，可避免车辆失控，提高车辆安全性能。多信息显示器134用于显示驾驶员所需的信息，例如，时间、温度、日期、GPS(GlobalPositioning System,全球定位系统)地图或播放视频。
[0024]仪表135可包括电机转速表、车速表、电流表、电压表及剩余电量表。[0025]电池管理系统14主要用于对纯电动汽车的动力电池参数进行实时监控、故障诊断、电池荷电状态(Sate of Charge, S0C)估算、行程里程估算、短路保护、漏电监测以及充放电模式选择等，电池管理系统14通过第二路CAN总线102与整车控制器12进行信息交互，保障纯电动汽车高效、可靠、安全运行。
[0026]第一路CAN总线101、第二路CAN总线102及第三路CAN总线103可均为高速CAN总线，CAN总线101、102、103与一般的通信总线相比，具有突出的可靠性、实时性和灵活性的特点。第一路CAN总线101、第二路CAN总线102和第三路CAN总线103的传输速率可大于或等于每秒500千比特(500kbits/sec)，第一路CAN总线101的传输速率可小于第二路CAN总线102和第三路CAN总线103的传输速率，但第一路CAN总线101、第二路CAN总线102和第三路CAN总线103的传输速率之间的关系不以本实施例为限。
[0027]每一路CAN总线101、102、103均采用两条导线(例如，屏蔽双绞线)分别用于不同的数据传送，两条导线中的一条为CAN高压线，另一条为CAN低压线，其中，第一路CAN总线101包括第一路CAN高压线IOla和第一路CAN低压线101b，第二路CAN总线102包括第二路CAN高压线102a和第二路CAN低压线102b，第三路CAN总线103包括第三路CAN高压线103a和第三路CAN低压线103b。第一路CAN总线101、第二路CAN总线102及第三路CAN总线103均采用差分信号传输，差分信号传输是指在各路CAN总线101、102、103的两条导线上都传输数据信号，各路CAN总线101、102、103处于显性状态时，其两条导线上传输的数据信号的振幅相等，相位相反；各路CAN总线101、102、103处于隐性状态时，其两条导线上作用有相同的预设电压值，此预设电压值称为静电平。
[0028]整车控制器12、多个辅助系统或装置13、电池管理系统14及电机控制器15中的每一个内可设有收发器(图未示)，收发器可将数据信号发送至对应的CAN总线101、102、103上，也可接收来自对应的CAN总线101、102、103的数据信号。接收数据信号时，以整车控制器12内的收发器接收第一路CAN总线101的数据信号为例，整车控制器12内的收发器接收第一路CAN高压线IOla和第一路CAN低压线IOlb的数据信号，并采用第一路CAN高压线IOla上的电压值减去第一路CAN低压线IOlb上的电压值，以得出处理后的电压并将处理后的电压传送至整车控制器12的CAN接收区，收发器对数据信号的此种处理方式可消除静电平或其它任何重叠电压，从而可避免一些杂讯的干扰。
[0029]在本实施例中，由于多个辅助系统或装置13、电池管理系统14及电机控制器15分别通过单独的CAN总线101、102、103与整车控制器12连接，各路CAN总线101、102、103可以根据自身的需要制定不同的CAN高压值与CAN低压值，而互不影响，因此，可避免各个系统、装置或控制器之间的CAN高压值与CAN低压值不匹配或者信息量高等问题。
[0030]电池管理系统14和电机控制器15相对于多个辅助系统或装置13的电动助力转向系统132、防抱死制动系统133、多信息显不器134及仪表135信息量大，电池管理系统14通过第二路CAN总线102单独与整车控制器12连接，电机控制器15通过第三路CAN总线103单独与整车控制器12连接，可较大程度地避免由于信号干扰、错误帧增多、负载率过高而导致的整个CAN网络通信瘫痪问题。虽然对于第一路CAN总线101而言，其上挂接的节点较多，但多个辅助系统或装置13中的每一个系统或装置发送数据信号的周期较长，即电动助力转向系统132、防抱死制动系统133、多信息显不器134及仪表135中任意一个的发送数据信号的周期较长，一般为500毫秒至1000毫秒，因此，数据信号可以错峰而行，第一路CAN总线101的负载率不高，在正常情况下不会出现错误帧和堵塞现象。第二路CAN总线102和第三路CAN总线103实时性需求较高，电池管理系统14和电机控制器15发送数据信号的周期较短，一般为10毫秒至100毫秒。
[0031]需要说明的是，尽管在整车控制系统10中增加CAN总线的数量可避免信号干扰、错误帧多、负载率过高的问题，但若将CAN总线的数量增加过多，会导致整个整车控制系统10的成本较高，布局过于复杂，而在本实施例中，整车控制系统10中限定采用三路CAN总线101、102、103，通过三路CAN总线101、102、103连接整车控制器12和其他系统、装置或控制器，合理布局CAN总线的数量及连接方式，有效避免因采用一路或两路CAN总线而导致的系统问题。同时，避免CAN总线的数量过多，又通过实验验证合理设置CAN总线的数量，实现整车控制系统10中各系统、装置或控制器间的信息共享，更好地控制和协调各系统、装置或控制器，使纯电动汽车的性能达到最佳。
[0032]本发明还提供一种纯电动汽车，其包括上述的整车控制系统10，整车控制系统10的架构及功效在此不再赘述。
[0033]综上所述，在本发明的纯电动汽车及其整车控制系统至少具有以下的优点:
[0034]1.在本发明的纯电动汽车及其整车控制系统中，由于多个辅助系统或装置、电池管理系统及电机控制器分别通过单独的CAN总线与整车控制器连接，通过合理布局CAN总线的数量及连接方式，可较大程度地避免由于信号干扰、错误帧增多、负载率过高而导致的整个CAN网络通信瘫痪问题。
[0035]2.在本发明的纯电动汽车及其整车控制系统的一个实施例中，各路CAN总线可以根据自身的需要制定不同的CAN高压值与CAN低压值而互不影响，因此，可避免各个系统、装置或控制器之间的CAN高压值与CAN低压值不匹配或者信息量高等问题。
[0036]3.在本发明的纯电动汽车及其整车控制系统的一个实施例中，避免CAN总线的数量过多，又通过实验验证合理设置CAN总线的数量，实现整车控制系统中各系统、装置或控制器间的信息共享，更好地控制和协调各系统、装置或控制器，使纯电动汽车的性能达到最佳。
[0037]4.在本发明的纯电动汽车及其整车控制系统的一个实施例中，第一路CAN总线的传输速率略小于第二路CAN总线和第三路CAN总线的传输速率，此为根据实际需求而设置的，可防止资源浪费，降低生产成本。
[0038]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种整车控制系统(10)，其包括整车控制器(12)、多个辅助系统或装置(13)、电池管理系统(14)及电机控制器(15)，其特征在于，所述多个辅助系统或装置(13)通过第一路CAN总线(101)与所述整车控制器(12)连接，所述电池管理系统(14)通过第二路CAN总线(102)与所述整车控制器(12)连接，所述电机控制器(15)通过第三路CAN总线(103)与所述整车控制器(12)连接。
2.如权利要求1所述的整车控制系统(10)，其特征在于:所述多个辅助系统或装置(13)包括电动助力转向系统(132)、防抱死制动系统(133)、多信息显示器(134)及仪表(135)的至少其中之二。
3.如权利要求1所述的整车控制系统(10)，其特征在于:所述第一路CAN总线(101)、所述第二路CAN总线(102)及所述第三路CAN总线(103)均为高速CAN总线。
4.如权利要求3所述的整车控制系统(10)，其特征在于:所述第一路CAN总线(101)、所述第二路CAN总线(102)和所述第三路CAN总线(103)的传输速率大于或等于每秒500千比特。
5.如权利要求4所述的整车控制系统(10)，其特征在于:所述第一路CAN总线(101)的传输速率小于所述第二路CAN总线(102)和所述第三路CAN总线(103)的传输速率。
6.如权利要求1所述的整车控制系统(10)，其特征在于:所述第一路CAN总线(101)、所述第二路CAN总线(102)和所述第三路CAN总线(103)均采用差分信号传输。
7.如权利要求6所述的整车控制系统(10)，其特征在于:所述第一路CAN总线(101)包括第一路CAN高压线(IOla)和第一路CAN低压线(101b)，所述第二路CAN总线(102)包括第二路CAN高压线(102a)和第二路CAN低压线(102b)，所述第三路CAN总线(103)包括第三路CAN高压线(103a)和第三路CAN低压线(103b)。
8.如权利要求1所述的整车控制系统(10)，其特征在于:所述多个辅助系统或装置(13)中的每一个系统或装置发送数据信号的周期为500毫秒至1000毫秒。
9.如权利要求1所述的整车控制系统(10)，其特征在于:所述电池管理系统(14)和所述电机控制器(15)发送数据信号的周期为10毫秒至100毫秒。
10.一种纯电动汽车，其特征在于，所述纯电动汽车包括权利要求1至9中的任意一项所述的整车控制系统(10)。
【文档编号】B60R16/02GK103448635SQ201310358738
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】夏毅, 张伟辉, 滕建龙, 何伟, 冯擎峰 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司