一种用于纯电动船的通讯控制装置的制作方法

本发明涉及电动船通讯控制技术领域，特别是涉及一种用于纯电动船的通讯控制装置。

背景技术：

在纯电动船的应用设计中，为了减少系统布置的结构庞大化，减少系统之间的互联，多采用结构的模块化设计，这种模式的好处在于，各个功能模块是相互独立的，互相之间的数据传输，在船载的网络总线构架上实现交互，由此产生的结果是，各个功能的运行清楚明了，互相之间的联接线非常之少，通常情况下，一个功能模组，只要送入功率电源，再附加一个通讯链接，由网络形式的通讯链接实现了在整船控制器装置的总控下，实现了航行过程的协调控制。

作为船舶设计的重要理念是，整个装置必须具有非常高的可靠性和安全冗余性，一旦某个功能部件失控，必须能维持原有的航行可控制状态，快速对问题作出评判和处置，解决问题后立马进入恢复运行，如果船舶一旦失控，在江河湖面上会随着水流的方向发生碰撞和颠覆性的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于纯电动船的通讯控制装置，能够提高纯电动船的航行可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于纯电动船的通讯控制装置，包括主控制器、能源系统、驱动系统和逆变系统，所述主控制器通过三条can总线网络分别与能源系统、驱动系统和逆变系统相连，其中，三条can总线网络中一条采用电缆介质形式，另外两条采用光纤介质形式，三条can总线网络中的一条处于工作状态，另外两条处于待命状态。

所述can总线网络进行软件冗余校验时采用软件纠错模式进行校验并进行纠错。

所述can总线网络进行硬件冗余校验时采用fpga逻辑控制本身所具有的硬件判别模式进行故障识别。

所述主控制器由数字控制器dsp+fpga器件构成。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用了多重冗余的构架形式，在常规的正常通讯模式下，即采用通讯电缆介质模式下的通讯链路，再增加两路光纤介质的结构处于备用状态，两路光纤通讯按照can总线的模式进行，这种方式实现了三级保护措施，即电缆形式的can总线和两条光纤介质的can总线，很大程度上提高了纯电动船的航行可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种用于纯电动船的通讯控制装置，如图1所示，包括主控制器、能源系统、驱动系统、逆变系统和辅助系统，所述主控制器通过三条can总线网络分别与能源系统、驱动系统、逆变系统和辅助系统相连，其中，三条can总线网络中一条采用电缆介质形式，另外两条采用光纤介质形式。

本实施方式的主控制器由数字控制器dsp+fpga器件构成，以此构成通讯控制装置的核心要件，所有的外部接口、连接于网络的数据部分都与主控制器相关。能源系统由动力锂电池+超级电容和bms电池管理系统构成，配置集散系统的数字控制器构成子系统。驱动系统由两个变频驱动器构成，配置集散系统的数字控制器构成子系统。逆变系统由电源逆变装置构成，为整船提供所需的电源，配置集散系统的数字控制器构成子系统。辅助系统由辅助装置构成，为整船实现所需的各项功能服务，配置集散系统的数字控制器构成子系统。

三条can总线网络中一条采用电缆介质形式和两条采用光纤介质形式。正常情况下，采用电缆介质形式的can总线网络作为通讯链路，实现模块级的数据通讯，成为整个通讯控制装置的核心数据传输枢纽，所有信息数据在主控制器的调度下，完成相互间的传递和控制。该网络运行时，其余二组网络处于待命状态。一条采用光纤介质形式的can总线网络也能够实现模块级的数据通讯，成为本系统装置的核心数据传输枢纽，所有信息数据在主控制器的调度下，完成相互间的传递和控制，本网络运行时，其余二条网络也处于待命状态。同理，另一条采用光纤介质形式的can总线网络也能够实现模块级的数据通讯，成为本系统装置的核心数据传输枢纽，所有信息数据在主控制器的调度下，完成相互间的传递和控制，本网络运行时，其余二条网络也处于待命状态。

本实施方式针对通讯冗余校验采用了硬件校验和软件校验两种，只有当两种校验均失败，无法实现正常通讯时，才会更换通讯链路。在软件校验时，一旦出现校验出错，则采用软件纠错模式进行校验并进行纠错，以保证通讯的正常进行。在硬件校验时，采用了硬件的底层设计，即fpga逻辑控制本身所具有的硬件判别模式进行故障识别，实现硬件级别的冗余。

本实施方式在纯电动船的所有模块中，无论在硬件和软件方面，都采用了相同的处理模式，一旦进入通讯模式，系统即进入全程的校验和冗余处置。主控制器形成的网络系统，采用了多重冗余的构架形式，在常规的正常通讯模式下，采用通讯电缆介质模式下的通讯链路，其余二路光纤介质的结构，处于备用状态，通讯按照can总线的模式进行。

系统校验、冗余处理后，当发现电介质的通讯无法满足数据传输要求时，系统自动切除其通讯链路，立马(15ms)切入第一条光纤链路，由光纤通讯保障系统仍然正常运行，若第一光纤链路再出现问题，冗余处理后仍无法实施正常通讯时，系统再进入第二光纤链路。

不难发现，本发明实现了三级保护措施，即电缆形式的can总线和两条光纤介质的can总线。切除和转换的过程是全自动的，整个校验和切除操作在15ms内完成，所以是完全能保障船舶正常航行，很大程度上提高了纯电动船的航行可靠性。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种用于纯电动船的通讯控制装置，包括主控制器、能源系统、驱动系统和逆变系统，所述主控制器通过三条CAN总线网络分别与能源系统、驱动系统和逆变系统相连，其中，三条CAN总线网络中一条采用电缆介质形式，另外两条采用光纤介质形式，三条CAN总线网络中的一条处于工作状态，另外两条处于待命状态。本发明能够提高纯电动船的航行可靠性。

技术研发人员：陆政德;帅鸿元
受保护的技术使用者：上海丰滋新能源船舶科技有限公司
技术研发日：2019.04.12
技术公布日：2019.07.12