基于三线制载波总线控制系统的电动车电池控制器结构的制作方法

本实用新型属于属于两轮/三轮电动车领域，涉及一种新型电动车电控系统及其相应的配件结构。

背景技术：

电动车的(两轮/三轮)产品功能已趋于完善，电动车控制技术也逐步成熟。随着电动车的功能逐步完善，智能化逐步提高，但是：

1.电动车三大电子部件：电机调速控制器、仪表盘、电池之间的连接线越来越多，目前多达十多条，而且线缆长度长，至今未有统一的标准，各厂家都有自己的独立标准和接线方式，给电动车的维修和零部件互换带来很大困难，同时也造成资源浪费和安全隐患。

2.电动车整车及其电动车配件被盗情况严重，究其原因是被盗配件容易被翻新后重新出售获取暴利。

技术实现要素：

本申请提出了低成本的电控方案，可以系统解决上述问题，涉及到：

1.电动车三线制载波(B-TRI Bus)总线控制系统、电动车两线制载波总线(B-PLC Bus)控制系统；

2.带安全加密功能的仪表盘控制器及其SOC芯片(型号MD80F9234)

3.带安全加密功能的电池控制器及其SOC芯片(型号MD80F9222)

4.带安全加密功能的电机调速控制器及其SOC芯片(型号MD80F9211)

5.电动车配件识别加密系统及溯源管理系统

用本方案组装的电动车，电机调速控制器，仪表盘、电池之间的联线可以简化为两根电源线(即两线总线制)B-PLC Bus，或两跟电源线加一跟信号线(三线总线制)B-TRI Bus，极大节省了连接线数量，简化了维修方案，同时促进电动车配件统一标准的产生。

同时，利用本方案生产的电动车配件，每个配件的核心部分都有一颗具有安全加密功能的芯片，芯片内部有独立的ID号，这个ID号在出厂时由厂家烧录，只有通过厂家提供的专用设备才能更改。在出厂时，同属于一辆电 动车的各个配件，拥有相同的ID号码，比如车架号为9527的电动车的仪表盘控制器，电机调速控制器，电池控制器内部的芯片的ID号码都是相同的。与9527车架不同ID号码的配件是不能用在9527车上面的。二手配件要么返回原厂，要么返回到特约维修站处理。二手配件维修时，首先通过电动车厂商提供的专用编程器通过总线连接配件，读出配件加密ID显示成二维码，手机APP扫描编程器上的二维码，并上传至厂商的服务器，厂商售后人员首先获知此配件的信息和销售路径，再排除盗抢物品后，下发给手机APP一组授权码，维修站或维修人员可以凭借此授权码利用厂商提供的专用编程器修改该配件的ID号码，与待修车辆匹配。

车主在买车时就会被告知如遇盗抢可以将车辆丢失的信息报给厂商，如果发现维修的配件ID号对应的车辆发生盗抢，厂商人员会立即通知车主相关信息作为报案依据。

此芯片深植于配件(比如电池等)内部，如果将芯片拆下，需要深度拆解配件，就会使配件的翻新或再利用价值大跌。

如此，就可以彻底断绝电动车盗抢的销赃渠道。

有鉴于此，本专利申请主要保护应用于解决上述问题的基于三线制载波总线控制系统的电动车电机调速控制器。

本实用新型要保护的技术方案为：

一种基于三线制载波总线控制系统的电动车电池控制器结构，所述电池控制器，其包括供电电路、继电器、温敏电阻、康铜电阻、MOS管、驱动放大电路和缓冲滤波电路；

还包括电池管理SOC芯片，本实施例中的电池管理SOC芯片采用型号为MD80F9222的SOC芯片，所述电池管理SOC芯片包括CPU、以及分别与CPU电连接的

电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)、模数转换器模块(ADC)、对称加解密模块(DES.)、标识号存储模块(FLASH ID存储)、通用输入输出模块(GPIO)和脉冲波形发生器(PWM)；所述标识号存储模块(FLASH ID存储)存储有与电动车整车对应的唯一的ID号码；

所述电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)包括前向纠错编解码模块(FEC)、二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，前向纠错编解码模块(FEC)分别与二进制相位调制 模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)电连接；

驱动放大模块分别与电池管理SOC芯片的二进制相位调制模块(BPSK mod.)和控制器外的三线制总线(B-TRI Bus)的信号线电连接；

缓冲滤波模块在SOC芯片之外，分别与电池管理SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)和控制器外的三线制总线(B-TRI Bus)的信号线电连接；

温敏电阻与SOC芯片内的模数转换器模块(ADC)电连接；

康铜电阻的一端用于连接电池电芯正极，康铜电阻的另一端分别电连接继电器的输入端、MOS管的输入端、供电电路和电池管理SOC芯片的模数转换器模块(ADC)；

继电器的输出端与MOS管的输出端电连接三线制总线(B-TRI Bus)的电源线上；

继电器的控制端连接到电池管理SOC芯片的通用输入输出模块(GPIO)上；

MOS管的控制端连接到电池管理SOC芯片的脉冲波形发生器(PWM)上。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为三线制总线控制系统(B-TRI Bus)结构原理图；

图2为三线制总线控制系统(B-TRI Bus)的仪表盘控制器及其SOC芯片结构原理图；

图3为三线制总线控制系统(B-TRI Bus)的电池控制器及其SOC芯片结构原理图；

图4为三线制总线控制系统(B-TRI Bus)的电机调速控制器及其SOC芯片结构原理图；

图5为两线制总线控制系统(B-PLC Bus)结构原理图；

图6为两线制总线控制系统(B-PLC Bus)仪表盘控制器及其SOC芯片的结构原理图；

图7为两线制总线控制系统(B-PLC Bus)的电池控制器和SOC芯片的结构原理图；

图8为两线制总线控制系统(B-PLC Bus)的电机调速控制器和SOC芯片的结构原理图；

图9为电动车配件识别加密及溯源管理系统配件维修更换流程图

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

首先介绍三线制的方案。

如图1所示，电动车三线制总线控制系统(B-TRI Bus)结构，包括仪表盘控制器1、电机调速控制器2和电池控制器3；

仪表盘控制器1分别电连接转把信号采集模块7、拨挡信号采集模块8、刹车信号采集模块9、电子锁信号采集模块10；

电机调速控制器2电连接并控制电机5，且电机调速控制器2与电机5固接于一体；

电池控制器3电连接电芯4，且电池控制器3与电芯4固接于一体；

需说明的是，本文所述的固接于一体，比如电池控制器3与电芯4，是指呈现给用户的是在一个部件内的，两个组成部分是封装于一个壳体内的，即对于用户而言，其所看到的是通常所说的电池这一个部件。如果将两个组成部分分离，则会破坏整体结构，至少外壳会被破坏，从而很明显的识别到该部件被拆卸分解过。

仪表盘控制器1、电机调速控制器2和电池控制器3三者是通过三线制总线进行电连接的，所述三线制总线由正、负极电源线和一根信号线组成；

本总线系统为主从式结构，仪表盘控制器1为主机，电池控制器3与电机调速控制器2为从机；

总线上通过的总线命令分为控制和查询两种，仪表盘控制器1接收来自转把、拨挡、刹车、电子钥匙/锁等信号采集模块的信号，转换成总线命令，经三线制总线(B-TRI Bus)的信号线发布到电池控制器、电机调速控制器端；同时仪表盘控制器1可以发送查询命令，经三线制总线(B-TRI Bus) 的信号线查询电池控制器的电池信息和电机调速控制器的工作状态和速度等信息。

电池控制器3和电机调速控制器2接收来自仪表盘控制器1的总线命令，并根据命令作出各种功能响应。系统的三个控制器分别有休眠模式，自检模式和工作模式3个状态：

休眠模式：车辆关闭时，电池控制器处于休眠模式，电池控制器控制电池限流输出，最大100mA(500mA)电流。这时仪表盘控制器与电机调速控制器也同时处于休眠模式。当然，此时系统是上电的。

自检模式：当车辆开启时，仪表盘控制器收到车钥匙/车锁信号采集模块的开启信号，立刻进入自检模式，进行系统自检，经三线制总线(B-TRI Bus)的信号线发布自检命令，同时唤醒电池控制器与电机调速控制器也进入自检模式。自检命令由明码的自检命令字和加过密的ID号码组成，电池控制器和电机调速控制器收到后对ID号进行解密，将解密的ID与自身的ID比较后返回应答信息，应答信息有2个部分组成，应答明码(匹配或不匹配)和加密的自身ID信息。

如果电池控制器如果发现ID号匹配，则转换到工作模式，取消限流输出。如果发现自己ID号不匹配，则转换到休眠模式。

电机调速控制器如果发现ID号匹配，则转换到工作模式。如果发现自己ID号不匹配，则转换到休眠模式，不驱动电机。

考虑到两轮/三轮电动车的应用环境，总线是外露的，很容易受到干扰，所以本系统设定总线长度为最大2米，半双工模式，信号调制方式为BPSK，总线信号通讯速率为100kbps。载波频点为4MHz，电平值0～5V(电平值正负5V)。

如图2所示，在此电动车三线制总线控制系统中，本申请提供了所述仪表盘控制器1的一种带安全加密功能的结构形式：

仪表盘控制器1，其包括供电电路模块、驱动放大模块、缓冲滤波模块、RF接口，还包括

仪表SOC芯片(本实施例中的仪表SOC芯片采用型号为MD80F9234的SOC芯片)，所述仪表SOC芯片包括CPU、以及分别与CPU电连接的

电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)、模数转换器模块(ADC)、显示控制模块(DISP.)、对称加解密模块(DES.)、标识号存储 模块(FLASH ID存储)、无线钥匙控制模块(RF KEY Controller)、通用输入输出模块(GPIO)和通用串行口模块(UART)；所述标识号存储模块(FLASH ID存储)存储有与整车对应的唯一的ID号码；

所述电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)包括前向纠错编解码模块(FEC)、二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，前向纠错编解码模块(FEC)分别与二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)电连接；

驱动放大模块分别与二进制相位调制模块(BPSK mod.)和三线制总线(B-TRI Bus)的信号线电连接；

缓冲滤波模块分别与二进制相位解调模块(BPSK Demod.)和三线制总线(B-TRI Bus)的信号线电连接；

仪表SOC芯片的模数转换器模块(ADC)电连接转把信号采集模块，通用输入输出模块(GPIO)分别电连接拨挡信号采集模块8、刹车信号采集模块9和电子锁信号采集模块10；

RF接口与无线钥匙控制模块(RF KEY Controller)电连接；

进一步，还包括GPS接口，用于电连接GPS模块；GPS接口与所述通用串行口模块(UART)电连接；

休眠模式：电子锁关闭或RF车钥匙(无线钥匙)信号关闭时，仪表盘控制器1处于休眠模式。

自检模式：电子锁开关或车钥匙发信号可以唤醒仪表盘控制器1，并使仪表盘控制器1处于自检模式。

系统自检过程：仪表SOC芯片的CPU从标识号存储模块(FLASH ID存储)中读取存储的与整车对应的唯一的ID号码，然后通过DES算法模块进行加密，加密后的数据加上自检命令通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)进行前向纠错编码，再经过二进制相位调制模块(BPSK mod.)调制，将调制后的信号输出仪表SOC芯片，经过仪表盘控制器1的驱动放大模块发送到三线制总线(B-TRI Bus)的信号线上。

总线另一端的电池控制器或电机调速控制器接收到自检命令后通过三线制总线(B-TRI Bus)的信号线发回应答信号。应答信号发回到仪表盘控制器1经过缓冲滤波模块进入仪表SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成应答数据和对方的ID号加密信息，ID号加密信息通过对称加解密模块(DES.)解密后得到ID号码，CPU经过对应答数据的校验和对ID号码的比对来确认是否自检成功。

工作模式：

如果CPU确认自检成功，则仪表盘控制器1开始进入正常工作模式。仪表SOC芯片利用模数转换器模块(ADC)实时检测转把信号采集模块电阻的变化，通用输入输出模块(GPIO)实时监测拨挡信号采集模块8、刹车信号采集模块9和电子锁信号采集模块10的状态。将这些数据送往CPU进行处理。同时车钥匙信号通过RF接口进入到无线钥匙控制模块(RF KEY Controller)中，将车钥匙信号也送往CPU中处理。同时如果外接有GPS模块，则通过芯片上的通用串行口模块(UART)进行GPS坐标信息的读取，并存储在FLASH中，形成行车轨迹。CPU根据这些状态变换给形成控制命令，通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)前向纠错编码，和二进制相位调制模块(BPSK mod.)调制后发送至仪表盘控制器1上的驱动放大模块发送到三线制总线(B-TRI Bus)的信号线上。

仪表盘控制器1通过仪表SOC芯片自带的定时器TIMER进行定时，定时通过三线制总线(B-TRI Bus)的信号线发布状态查询命令，电池控制器3收到后会将剩余电量等状态信息通过总线(B-TRI Bus)的信号线发回；电机调速控制器2收到后会将速度等状态信息通过总线(B-TRI Bus)的信号线发回。这些状态信号通过总线发回到仪表盘控制器1主板上经过缓冲滤波模块进入芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)进行解调，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成应答数据，CPU将应答数据处理后通过显示控制模块(DISP.)输出到仪表盘上显示。

如图3所示，在此电动车三线制总线控制系统中，本申请提供了所述电池控制器3的一种带安全加密功能的结构形式：

电池控制器3，其包括供电电路、继电器、温敏电阻、康铜电阻、MOS管、驱动放大电路和缓冲滤波电路；

还包括电池管理SOC芯片，本实施例中的电池管理SOC芯片采用型号为MD80F9222的SOC芯片，所述电池管理SOC芯片包括CPU、以及分别与CPU电连接的

电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)、模数转换器模块(ADC)、对称加解密模块(DES.)、标识号存储模块(FLASH ID存储)、通用输入输出模块(GPIO)和脉冲波形发生器(PWM)；所述标识号存储模块(FLASH ID存储)存储有与电动车整车对应的唯一的ID号码；

所述电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)包括前向纠错编解码模块(FEC)、二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，前向纠错编解码模块(FEC)分别与二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)电连接；

驱动放大模块分别与电池管理SOC芯片的二进制相位调制模块(BPSK mod.)和控制器外的三线制总线(B-TRI Bus)的信号线电连接；

缓冲滤波模块在SOC芯片之外，分别与电池管理SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)和控制器外的三线制总线(B-TRI Bus)的信号线电连接；

温敏电阻与SOC芯片内的模数转换器模块(ADC)电连接；

康铜电阻的一端用于连接电池电芯正极，康铜电阻的另一端分别电连接继电器的输入端、mos管的输入端、供电电路和电池管理SOC芯片的模数转换器模块(ADC)；

继电器的输出端与MOS管的输出端电连接三线制总线(B-TRI Bus)的电源线上；

继电器的控制端连接到电池管理SOC芯片的通用输入输出模块(GPIO)上；

MOS管的控制端连接到电池管理SOC芯片的脉冲波形发生器(PWM)上。

休眠模式：未收到总线发来的自检命令时，电池控制器处于休眠模式。此时电源管理SOC芯片控制继电器关闭，同时控制MOS管输出电流最大100mA(500mA)

自检模式：来自仪表盘控制器1的自检命令信号使电池控制器处于自检模式。

来自仪表盘控制器1的自检命令信号通过三线制总线(B-TRI Bus)的信号线发到电池控制器，经过缓冲滤波进入电源管理SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成命令数据和对方的ID号加密信息，ID号加密信息通 过对称加解密模块(DES.)解密后得到ID号码，电源管理SOC的CPU读取自己的ID号码，并通过对命令数据的校验和对ID号码的比对来确认是否自检成功。

如果不成功CPU控制转换到休眠模式，同时发送自检错误的应答命令和自己的加密ID信息。如果成功CPU控制转换到工作模式，同时发送自检正确的应答命令和自己的加密ID信息。过程如下：

电源管理SOC芯片的CPU从标识号存储模块(FLASH ID存储)中读取存储的自己的与电动车整车对应的唯一的ID号码，然后通过对称加解密模块(DES.)进行加密，加密后的数据加上应答命令通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)进行前向纠错编码，再经过二进制相位调制模块(BPSK mod.)调制，将调制后的信号输出芯片，经过电池控制器的驱动放大电路发送到三线制总线(B-TRI Bus)的信号线上。

工作模式：

如果电源管理SOC的CPU确认自检成功，则电池控制器开始进入正常工作模式。电源管理SOC的CPU通过脉冲波形发生器(PWM)关闭MOS管同时用通用输入输出模块(GPIO)开启继电器正常为车辆供电。电源管理SOC的CPU利用模数转换器模块(ADC)实时检测温敏电阻的变化，纪录电池的温度。同时利用模数转换器模块(ADC)对康铜电阻的采样监测电流值和电压值，纪录和计算电池的电量。将这些数据纪录在FLASH里面。仪表盘控制器通过总线B-TRI Bus发布状态查询命令，发到电池控制器经过缓冲滤波模块进入芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成命令报文，电源管理SOC的CPU根据命令报文从FLASH中选取例如电池电流，电池温度等状态信息，形成状态应答报文，然后通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)前向纠错编码，和二进制相位调制模块(BPSK mod.)调制后，经驱动放大电路放大后发送到三线制总线(B-TRI Bus)的信号线上。

如图4所示，在此电动车三线制总线控制系统中，本申请提供了所述电机调速控制器2的一种带安全加密功能的结构形式：

电机调速控制器2，其包括供电电路、MOS阵列、驱动放大电路、缓冲 滤波电路；

还包括电机调速SOC芯片，本实施例中的电机调速SOC芯片采用型号为MD80F9211的SOC芯片，所述电机调速SOC芯片包括CPU、以及分别与CPU电连接的

电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)、模数转换器模块(ADC)、对称加解密模块(DES.)、标识号存储模块(FLASH ID存储)、通用输入输出模块(GPIO)和多路脉冲波形发生器(多路PWM)；所述标识号存储模块(FLASH ID存储)存储有与电动车整车对应的唯一的ID号码；

所述电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)包括前向纠错编解码模块(FEC)、二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，前向纠错编解码模块(FEC)分别与二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)电连接；

驱动放大模块分别与电机调速SOC芯片的二进制相位调制模块(BPSK mod.)和控制器外的三线制总线(B-TRI Bus)的信号线电连接；

缓冲滤波模块在电机调速SOC芯片之外，分别与电机调速SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)和控制器外的三线制总线(B-TRI Bus)的信号线电连接；

多路脉冲波形发生器(多路PWM)与MOS阵列的控制端电连接；

霍尔传感器与电机调速SOC芯片内部的模数转换器模块(ADC)电连接；

轮毂电机与MOS阵列的输出端电连接；

供电电路与三线制总线(B-TRI Bus)的电源线相连接。

休眠模式：未收到总线发来的自检命令时，电机调速控制器处于休眠模式。此时电机调速SOC芯片控制MOS阵列关闭。

自检模式：来自仪表盘控制器的自检命令信号使电机调速控制器处于自检模式。

来自仪表盘控制器的自检命令信号通过总线(B-TRI Bus)发到电机调速控制器，经过缓冲滤波电路进入电机调速SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK DEMOD.)，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成命令数据和对方的ID号加密信息，ID号加密信息通过DES模块解密后得到ID号码，电机调速SOC芯片的CPU读取自己的ID号码，并同 队对命令数据的校验和对ID号码的比对来确认是否自检成功。

如果不成功CPU控制转换到休眠模式，同时发送自检错误的应答命令和自己的加密ID信息。如果成功CPU控制转换到工作模式，同时发送自检正确的应答命令和自己的加密ID信息。过程如下，电机调速SOC芯片的CPU从FLASH中读取存储的自己的ID号码，然后通过对称加解密模块(DES.)进行加密，加密后的数据加上应答命令通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)进行前向纠错编码，在经过BPSK调制，将调制后的信号输出芯片，经过电机调速控制器主板上的驱动放大电路发送到总线B-TRI Bus的信号线上。

工作模式：

如果电机调速SOC芯片的CPU确认自检成功，则电机调速控制器开始进入正常工作模式。仪表盘控制器通过总线B-TRI Bus发布状态查询命令，发到电机调速控制器的经过缓冲滤波电路进入芯片的二进制相位解调模块(BPSK DEMOD.)，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成命令报文，电机调速SOC芯片的CPU根据这些命令控制PWM模块产生不同的控制信号，控制电机调速控制器主板上MOS阵列，进而控制轮毂电机的速度。电机调速SOC芯片的模数转换器模块(ADC)实时采集霍尔传感器或轮毂电机三相的电流，CPU进行PID控制(比例微分积分控制)。如果命令报文要求查询的电机调速控制器的状态信息，例如电动车速度等，则电机调速SOC芯片的CPU形成状态应答报文，然后通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)前向纠错编码，和二进制相位调制模块(BPSK mod.)调制后发送到电机调速控制器的驱动放大电路发送到总线B-TRI Bus上。

接下来介绍两线制方案，即电动车两线制载波总线(B-PLC Bus)控制系统；

如图5所示，电动车两线制载波总线(B-PLC Bus)控制系统结构，包括仪表盘控制器1、电机调速控制器2和电池控制器3；

仪表盘控制器1分别电连接转把信号采集模块7、拨挡信号采集模块8、刹车信号采集模块9、电子锁信号采集模块10；

电机调速控制器2电连接并控制电机5，且电机调速控制器2与电机5固接于一体；

电池控制器3电连接电芯4，且电池控制器3与电芯4固接于一体；

仪表盘控制器1、电机调速控制器2和电池控制器3三者是通过两线制总线进行电连接的，所述两线制总线由正、负极电源线组成；

本总线系统为主从式结构，仪表盘控制器1为主机，电池控制器3与电机调速控制器2为从机；

总线上通过的总线命令分为控制和查询两种，仪表盘控制器1接收来自转把、拨挡、刹车、电子钥匙/锁等信号采集模块的信号，转换成总线命令，经两线制总线(B-PLC Bus)通过载波发布到电池控制器、电机调速控制器端；同时仪表盘控制器1可以发送查询命令，经两线制总线(B-PLC Bus)通过载波查询电池控制器的电池信息和电机调速控制器的工作状态和速度等信息。

电池控制器3和电机调速控制器2接收来自仪表盘控制器1的总线命令，并根据命令作出各种功能响应。系统的三个控制器分别有休眠模式，自检模式和工作模式3个状态：

休眠模式：车辆关闭时，电池控制器处于休眠模式，电池控制器控制电池限流输出，最大100mA(500mA)电流。这时仪表盘控制器与电机调速控制器也同时处于休眠模式。当然，此时系统是上电的。

自检模式：当车辆开启时，仪表盘控制器收到车钥匙/车锁信号采集模块的开启信号，立刻进入自检模式，进行系统自检，经两线制总线(B-PLC Bus)通过载波发布自检命令，同时唤醒电池控制器与电机调速控制器也进入自检模式。自检命令由明码的自检命令字和加过密的ID号码组成，电池控制器和电机调速控制器收到后对ID号进行解密，将解密的ID与自身的ID比较后返回应答信息，应答信息有2个部分组成，应答明码(匹配或不匹配)和加密的自身ID信息。

如果电池控制器如果发现ID号匹配，则转换到工作模式，取消限流输出。如果发现自己ID号不匹配，则转换到休眠模式。

电机调速控制器如果发现ID号匹配，则转换到工作模式。如果发现自己ID号不匹配，则转换到休眠模式，不驱动电机。

考虑到两轮/三轮电动车的应用环境，总线是外露的，很容易受到干扰，所以本系统设定总线长度为最大2米，半双工模式，信号调制方式为BPSK，总线信号通讯速率为100kbps。载波频点为4MHz，电平值0～5V(电平值正负 5V)。

如图6所示，在此电动车两线制载波总线控制系统中，本申请提供了所述仪表盘控制器1的一种带安全加密功能的结构形式：

仪表盘控制器1，其包括供电电路模块、驱动放大模块、缓冲滤波模块、RF接口，还包括载波耦合电路和

仪表SOC芯片(本实施例中的仪表SOC芯片采用型号为MD80F9234的SOC芯片)，所述仪表SOC芯片包括CPU、以及分别与CPU电连接的

电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)、模数转换器模块(ADC)、显示控制模块(DISP.)、对称加解密模块(DES.)、标识号存储模块(FLASH ID存储)、无线钥匙控制模块(RF KEY Controller)、通用输入输出模块(GPIO)和通用串行口模块(UART)；所述标识号存储模块(FLASHID存储)存储有与整车对应的唯一的ID号码；

所述电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)包括前向纠错编解码模块(FEC)、二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，前向纠错编解码模块(FEC)分别与二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)电连接；

驱动放大模块分别与二进制相位调制模块(BPSK mod.)和载波耦合电路电连接；

缓冲滤波模块分别与二进制相位解调模块(BPSK Demod.)和载波耦合电路电连接；

载波耦合电路还与两线制总线连接；

仪表SOC芯片的模数转换器模块(ADC)电连接转把信号采集模块，通用输入输出模块(GPIO)分别电连接拨挡信号采集模块8、刹车信号采集模块9和电子锁信号采集模块10；

RF接口与无线钥匙控制模块(RF KEY Controller)电连接；

进一步，还包括GPS接口，用于电连接GPS模块；GPS接口与所述通用串行口模块(UART)电连接；

休眠模式：电子锁关闭或RF车钥匙(无线钥匙)信号关闭时，仪表盘控制器1处于休眠模式。

自检模式：电子锁开关或车钥匙发信号可以唤醒仪表盘控制器1，并使 仪表盘控制器1处于自检模式。

系统自检过程：仪表SOC芯片的CPU从标识号存储模块(FLASH ID存储)中读取存储的与整车对应的唯一的ID号码，然后通过DES算法模块进行加密，加密后的数据加上自检命令通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)进行前向纠错编码，再经过二进制相位调制模块(BPSK mod.)调制，将调制后的信号输出仪表SOC芯片，经过仪表盘控制器1的驱动放大模块混合进载波耦合电路发送到两线制总线(B-PLC Bus)上。

总线另一端的电池控制器或电机调速控制器接收到自检命令后通过两线制总线(B-PLC Bus)发回应答信号。应答信号发回到仪表盘控制器1上的载波耦合电路再经过缓冲滤波模块进入仪表SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成应答数据和对方的ID号加密信息，ID号加密信息通过对称加解密模块(DES.)解密后得到ID号码，CPU经过对应答数据的校验和对ID号码的比对来确认是否自检成功。

工作模式：

如果CPU确认自检成功，则仪表盘控制器1开始进入正常工作模式。仪表SOC芯片利用模数转换器模块(ADC)实时检测转把信号采集模块电阻的变化，通用输入输出模块(GPIO)实时监测拨挡信号采集模块8、刹车信号采集模块9和电子锁信号采集模块10的状态。将这些数据送往CPU进行处理。同时车钥匙信号通过RF接口进入到无线钥匙控制模块(RF KEY Controller)中，将车钥匙信号也送往CPU中处理。同时如果外接有GPS模块，则通过芯片上的通用串行口模块(UART)进行GPS坐标信息的读取，并存储在FLASH中，形成行车轨迹。CPU根据这些状态变换给形成控制命令，通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)前向纠错编码，和二进制相位调制模块(BPSK mod.)调制后发送至仪表盘控制器1上的驱动放大模块混合进载波耦合电路发送到两线制总线(B-PLC Bus)上。

仪表盘控制器1通过仪表SOC芯片自带的定时器TIMER进行定时，定时通过两线制总线(B-PLC Bus)发布状态查询命令，电池控制器3收到后会将剩余电量等状态信息通过总线(B-PLC Bus)发回；电机调速控制器2收到后会将速度等状态信息通过总线(B-PLC Bus)发回。这些状态信号通过总线 发回到仪表盘控制器1主板上的载波耦合电路再经过缓冲滤波模块进入芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)进行解调，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成应答数据，CPU将应答数据处理后通过显示控制模块(DISP.)输出到仪表盘上显示。

如图7所示，在此电动车两线制载波总线控制系统中，本申请提供了所述电池控制器3的一种带安全加密功能的结构形式：

电池控制器3，其包括供电电路、继电器、温敏电阻、康铜电阻、MOS管、载波耦合电路、驱动放大电路和缓冲滤波电路；

还包括电池管理SOC芯片，本实施例中的电池管理SOC芯片采用型号为MD80F9222的SOC芯片，所述电池管理SOC芯片包括CPU、以及分别与CPU电连接的

电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)、模数转换器模块(ADC)、对称加解密模块(DES.)、标识号存储模块(FLASH ID存储)、通用输入输出模块(GPIO)和脉冲波形发生器(PWM)；所述标识号存储模块(FLASH ID存储)存储有与电动车整车对应的唯一的ID号码；

所述电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)包括前向纠错编解码模块(FEC)、二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，前向纠错编解码模块(FEC)分别与二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)电连接；

驱动放大模块分别与电池管理SOC芯片的二进制相位调制模块(BPSKmod.)和载波耦合电路电连接；

缓冲滤波模块在SOC芯片之外，分别与电池管理SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)和载波耦合电路电连接；

温敏电阻与SOC芯片内的模数转换器模块(ADC)电连接；

康铜电阻的一端用于连接电池电芯正极，康铜电阻的另一端分别电连接继电器的输入端、mos管的输入端、供电电路和电池管理SOC芯片的模数转换器模块(ADC)；

继电器的输出端与MOS管的输出端电连接载波耦合电路；

载波耦合电路还与两线制总线(B-PLC Bus)连接；

继电器的控制端连接到电池管理SOC芯片的通用输入输出模块(GPIO)上；

MOS管的控制端连接到电池管理SOC芯片的脉冲波形发生器(PWM)上。

休眠模式：未收到总线发来的自检命令时，电池控制器处于休眠模式。此时电源管理SOC芯片控制继电器关闭，同时控制MOS管输出电流最大100mA(500mA)

自检模式：来自仪表盘控制器1的自检命令信号使电池控制器处于自检模式。

来自仪表盘控制器1的自检命令信号通过两线制总线(B-PLC Bus)发到电池控制器的载波耦合电路中，再经过缓冲滤波进入电源管理SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成命令数据和对方的ID号加密信息，ID号加密信息通过对称加解密模块(DES.)解密后得到ID号码，电源管理SOC的CPU读取自己的ID号码，并通过对命令数据的校验和对ID号码的比对来确认是否自检成功。

如果不成功CPU控制转换到休眠模式，同时发送自检错误的应答命令和自己的加密ID信息。如果成功CPU控制转换到工作模式，同时发送自检正确的应答命令和自己的加密ID信息。过程如下：

电源管理SOC芯片的CPU从标识号存储模块(FLASH ID存储)中读取存储的自己的与电动车整车对应的唯一的ID号码，然后通过对称加解密模块(DES.)进行加密，加密后的数据加上应答命令通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)进行前向纠错编码，再经过二进制相位调制模块(BPSK mod.)调制，将调制后的信号输出芯片，经过电池控制器的驱动放大电路混合进载波耦合电路发送到两线制总线(B-PLC Bus)上。

工作模式：

如果电源管理SOC的CPU确认自检成功，则电池控制器开始进入正常工作模式。电源管理SOC的CPU通过脉冲波形发生器(PWM)关闭MOS管同时用通用输入输出模块(GPIO)开启继电器正常为车辆供电。电源管理SOC的CPU利用模数转换器模块(ADC)实时检测温敏电阻的变化，纪录电池的温度。同时利用模数转换器模块(ADC)对康铜电阻的采样监测电流值和电压值，纪录和计算电池的电量。将这些数据纪录在FLASH里面。仪表盘控制器通过 总线(B-PLC Bus)发布状态查询命令，发到电池控制器的载波耦合电路中再经过缓冲滤波模块进入芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成命令报文，电源管理SOC的CPU根据命令报文从FLASH中选取例如电池电流，电池温度等状态信息，形成状态应答报文，然后通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)前向纠错编码，和二进制相位调制模块(BPSK mod.)调制后，经驱动放大电路放大后发送到两线制总线(B-PLC Bus)上。

如图8所示，在此电动车两线制载波总线控制系统中，本申请提供了所述电机调速控制器的一种带安全加密功能的结构形式：

电机调速控制器，其包括供电电路、MOS阵列、驱动放大电路、缓冲滤波电路和载波耦合电路；

还包括电机调速SOC芯片，本实施例中的电机调速SOC芯片采用型号为MD80F9211的SOC芯片，所述电机调速SOC芯片包括CPU、以及分别与CPU电连接的

电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)、模数转换器模块(ADC)、对称加解密模块(DES.)、标识号存储模块(FLASH ID存储)、通用输入输出模块(GPIO)和多路脉冲波形发生器(多路PWM)；所述标识号存储模块(FLASH ID存储)存储有与电动车整车对应的唯一的ID号码；

所述电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)包括前向纠错编解码模块(FEC)、二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)，前向纠错编解码模块(FEC)分别与二进制相位调制模块(BPSK mod.)和二进制相位解调模块(BPSK Demod.)电连接；

驱动放大模块分别与电机调速SOC芯片的二进制相位调制模块(BPSK mod.)和载波耦合电路电连接；

缓冲滤波模块在电机调速SOC芯片之外，分别与电机调速SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK Demod.)和载波耦合电路电连接；

多路脉冲波形发生器(多路PWM)与MOS阵列的控制端电连接；

霍尔传感器与电机调速SOC芯片内部的模数转换器模块(ADC)电连接；

轮毂电机与MOS阵列的输出端电连接；

供电电路与载波耦合电路电连接；

载波耦合电路再与两线制总线(B-PLC Bus)连接。

休眠模式：未收到总线发来的自检命令时，电机调速控制器处于休眠模式。此时电机调速SOC芯片控制MOS阵列关闭。

自检模式：来自仪表盘控制器的自检命令信号使电机调速控制器处于自检模式。

来自仪表盘控制器的自检命令信号通过总线(B-PLC Bus)发到电机调速控制器的载波耦合电路，再经过缓冲滤波电路进入电机调速SOC芯片的二进制相位解调模块(BPSK DEMOD.)，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成命令数据和对方的ID号加密信息，ID号加密信息通过DES模块解密后得到ID号码，电机调速SOC芯片的CPU读取自己的ID号码，并同队对命令数据的校验和对ID号码的比对来确认是否自检成功。

如果不成功CPU控制转换到休眠模式，同时发送自检错误的应答命令和自己的加密ID信息。如果成功CPU控制转换到工作模式，同时发送自检正确的应答命令和自己的加密ID信息。过程如下，电机调速SOC芯片的CPU从FLASH中读取存储的自己的ID号码，然后通过对称加解密模块(DES.)进行加密，加密后的数据加上应答命令通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)进行前向纠错编码，在经过BPSK调制，将调制后的信号输出芯片，经过电机调速控制器主板上的驱动放大电路混合进载波耦合电路发送到总线(B-PLC Bus)上。

工作模式：

如果电机调速SOC芯片的CPU确认自检成功，则电机调速控制器开始进入正常工作模式。仪表盘控制器通过总线(B-PLC Bus)发布状态查询命令，发到电机调速控制器的载波耦合电路，再经过缓冲滤波电路进入芯片的二进制相位解调模块(BPSK DEMOD.)，经过解调后的信号再经过前向纠错编解码模块(FEC)纠错解码还原成命令报文，电机调速SOC芯片的CPU根据这些命令控制PWM模块产生不同的控制信号，控制电机调速控制器主板上MOS阵列，进而控制轮毂电机的速度。电机调速SOC芯片的模数转换器模块(ADC)实时采集霍尔传感器或轮毂电机三相的电流，CPU进行PID控制(比例微分积分控制)。如果命令报文要求查询的电机调速控制器的状态信息，例如 电动车速度等，则电机调速SOC芯片的CPU形成状态应答报文，然后通过电动车载波总线控制模块(B-PLC BUS Controller)的前向纠错编解码模块(FEC)前向纠错编码，和二进制相位调制模块(BPSK mod.)调制后发送到电机调速控制器的驱动放大电路混合进载波耦合电路，再发送到总线(B-PLC Bus)上。

另外，如图9所示，本申请还提供了一种电动车配件识别加密及溯源管理系统：

由于本系统电动车，仪表盘控制器，电池控制器和电机调速控制器与车架ID号(即与电动车整车对应的唯一的ID号码)必须是一一对应的，其他车的配件换上也是无法使用的，所以维修和配件互换会成为新的问题。所以特别设计了一套配件识别加密机溯源管理系统。

本系统有以下部分组成：

1.车辆配件溯源管理信息服务器

2.车辆配件溯源管理手机APP软件

3.加密配件专用编程器

工作原理：

比如车架号为9527的电动车电池坏了，需要更换，目前维修点有2种方案，一个是更换新的原厂电池，另一个是更换维修好的别的车辆损坏的电池。首先用专用编程器通过B-TRI Bus或B-PLC Bus连接到希望更换的电池上，专用编程器通过读取电池内部加密芯片的加密过的ID号码，并在屏幕上生成二维码，然后维修工打开手机上的车辆配件溯源管理APP，输入待修车辆车架号，并扫描二维码上传到厂商的车辆配件溯源管理服务器中，服务器自动会完成两个工作，首先是认证此配件的来源，是否有过案底。如有报案纪录则通知车主。如果来源正常，则在数据库中建立新的ID号码与车架号的映射连接。并生成新的ID号码生成授权码，自动发回到手机APP中，维修人员再将授权码输入到专用编程器中，启动编程，写入新的ID号码，完成配件匹配。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。