[發(fā)明專(zhuān)利]基于CAN總線(xiàn)的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)通信架構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201511014005.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105428736A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金達(dá)鋒;白天明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)蘇州汽車(chē)研究院（吳江）
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/42
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/42;H04L12/40;H04L29/08
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)通信領(lǐng)域，特別涉及一種基于CAN總線(xiàn)的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)通信架構(gòu)。

背景技術(shù)

由于電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組特殊的安全需求，通常需要配備電池管理系統(tǒng)以保證電池使用安全和提高電池的使用壽命。電池管理系統(tǒng)需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)可靠地傳輸以保證對(duì)電池組的有效管理。CAN總線(xiàn)是現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)中廣泛采用的一種總線(xiàn)形式，是德國(guó)博世公司專(zhuān)為汽車(chē)檢測(cè)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。CAN總線(xiàn)和其他的工業(yè)總線(xiàn)相比有很多優(yōu)點(diǎn)，其支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制，CAN總線(xiàn)的使用范圍遍及高速網(wǎng)絡(luò)和低成本的多線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò)，信息傳播速率高達(dá)1Mbps。數(shù)據(jù)發(fā)送期間如果出錯(cuò)，遭到破壞的幀可以自動(dòng)重新發(fā)送。由于使用了很多新的技術(shù)和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN總線(xiàn)的通信與其他很多網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)相比具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。現(xiàn)有在電動(dòng)汽車(chē)中使用CAN總線(xiàn)的通訊方式往往需要設(shè)計(jì)單獨(dú)的CAN通信模塊，增加了軟硬件開(kāi)發(fā)周期，提高了成本。

英飛凌XC2267是英飛凌XC2000系列的具有32位處理器性能的16位MCU，自帶CAN總線(xiàn)控制器，有6個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)，多達(dá)256個(gè)郵箱。其運(yùn)算能力能夠很好地滿(mǎn)足汽車(chē)CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時(shí)性要求。英飛凌公司針對(duì)其8位、16位以及32位微控制器推出了一款名為DAVE的應(yīng)用代碼生成器，它可以提供初始化配置和驅(qū)動(dòng)程序代碼，用戶(hù)可以通過(guò)配置復(fù)雜的接口設(shè)備縮短控制裝置軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間。

在利用CAN總線(xiàn)進(jìn)行通信的電動(dòng)汽車(chē)中，目前尚沒(méi)有一種可以直觀地觀察電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組電池狀態(tài)的儀器，要知道電池的狀態(tài)需要讀取CAN總線(xiàn)發(fā)出的報(bào)文并對(duì)報(bào)文進(jìn)行分析才能得知電池狀態(tài)，這對(duì)給電池狀態(tài)的檢測(cè)和電池故障的分析帶來(lái)了麻煩。

Labview是美國(guó)國(guó)家儀器公司開(kāi)發(fā)的一款程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用圖形化的語(yǔ)言，與其他代碼類(lèi)型的語(yǔ)言相比顯得更加方便直觀。Labview可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，開(kāi)發(fā)者可以容易地進(jìn)行多線(xiàn)程編程，降低了軟件開(kāi)發(fā)難度，Labview的前面板提供了豐富的傳統(tǒng)儀器控件，用戶(hù)可以利用這些空間很方便地創(chuàng)建自己的用戶(hù)界面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是：提供一種基于CAN總線(xiàn)的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)通信架構(gòu)，并設(shè)計(jì)了基于Labview的上位機(jī)監(jiān)測(cè)軟件使得能夠利用PC機(jī)直觀地觀察動(dòng)力電池組的狀態(tài)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

基于CAN總線(xiàn)的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)通信架構(gòu)，包括若干動(dòng)力電池單體、電池電壓采集模塊、CAN總線(xiàn)子網(wǎng)、電池管理控制器、CAN總線(xiàn)主網(wǎng)、整車(chē)控制器、CAN/USB轉(zhuǎn)接器和PC機(jī)，其中，

所述若干動(dòng)力電池單體為電動(dòng)汽車(chē)提供電能；

電池電壓采集模塊采集電池單體的電壓信息，并通過(guò)CAN總線(xiàn)子網(wǎng)傳送給電池管理控制器，

所述電池管理控制器還采集或接收電池的溫度信息、電池總電流值信息、電池總電壓值信息、電池SOC狀態(tài)信息、單體電池最大最小電壓值信息和電池絕緣電阻值信息，并通過(guò)CAN總線(xiàn)主網(wǎng)將上述各狀態(tài)信息發(fā)送給整車(chē)控制器，同時(shí)電池管理系統(tǒng)通過(guò)CAN總線(xiàn)主網(wǎng)接收整車(chē)控制器發(fā)送的命令；

所述PC機(jī)通過(guò)CAN/USB轉(zhuǎn)換器直接從CAN總線(xiàn)主網(wǎng)和子網(wǎng)讀取單體電池電壓值信息、電池的溫度信息、電池總電流值信息、電池總電壓值信息、電池SOC狀態(tài)信息、單體電池最大最小電壓值信息和電池絕緣電阻值信息。

優(yōu)選的，電壓采集模塊用英飛凌XC886單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的，電池管理控制器用英飛凌XC2267單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的，電池管理系統(tǒng)采用主從通信方式。

優(yōu)選的，電池管理控制器與電壓采集模塊之間的CAN總線(xiàn)子網(wǎng)、電池管理控制器與整車(chē)控制器的CAN總線(xiàn)主網(wǎng)由電池管理控制器自帶的CAN控制器實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的，CAN總線(xiàn)子網(wǎng)與CAN總線(xiàn)主網(wǎng)的底層驅(qū)動(dòng)代碼由軟件自動(dòng)生成。

優(yōu)選的，PC機(jī)讀取電池狀態(tài)信息所用的軟件基于Labview軟件設(shè)計(jì)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1．本發(fā)明所提供的基于CAN總線(xiàn)的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)通信架構(gòu)，采用CAN通信方式，減少布線(xiàn)，提高了電池管理系統(tǒng)的通信可靠性降低成本，采用主從通信方式減少了主網(wǎng)的負(fù)載率，提高了通信效率和可靠性；

2．本發(fā)明采用英飛凌XC2267和XC886芯片自帶的CAN控制器從而不需要自行設(shè)計(jì)CAN通信模塊從而減少了硬件的開(kāi)發(fā)周期，用DAVE軟件自動(dòng)生成CAN控制器的底層驅(qū)動(dòng)代碼減少了軟件開(kāi)發(fā)周期。