[实用新型]多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车电子领域，具体涉及多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器。 

背景技术

电动汽车是汽车发展的一个重要方向，它与内燃机汽车最大不同在于用电动机代替了内燃机，因而需要大容量动力电池和相应充电设备。由于大容量动力电池工作特点和成本高等因素，需要专用的电池管理系统(Battery Management System,BMS)对其进行管理。另一方面，电动汽车是通过几种通信系统相互联接的网络化设备，CAN总线在汽车网络中处于核心地位，车载充电机和BMS都属于CAN总线节点设备。 

为了完成车载充电机和BMS等CAN总线节点的开发，目前技术人员一般采用通用CAN总线分析仪，并借助配套的PC机应用软件完成，CAN总线分析仪只提供一个数据转换的通道，PC机应用软件一般没有模拟车载设备的功能，需要用户进行单个CAN总线数据包的编写和发送，非常不方便，而且很难做到CAN总线信号的实时响应。一些大型汽车总线设备模拟器虽然功能较多和实时性较好，但价格非常昂贵，固定安装在试验室，不能携带，而且主要针对内燃机汽车的电控单元(Electronic Control Unit,ECU)，不含电动汽车的车载充电机和BMS设备的模拟。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足和电动汽车车载设备模拟的新需求，提出一种硬件结构紧凑，成本低，体积小，便于携带的多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器(以下简称模拟器)，并兼有一般CAN总线分析仪和转换器的功能。 

本发明采用如下技术方案来提高性价比、缩小体积和降低功耗： 

多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器，其包括USB接口电路、非隔离DC-DC开关电源、单片机及其外围电路、隔离DC-DC开关电源、存储和显示电路、2路CAN总线接口电路。所述单片机分别与USB接口电路、非隔离DC-DC开关电源、存储和显示电路、2路CAN总线接口电路连接；所述USB接口电路分别与非隔离DC-DC开关电源、隔离DC-DC开关电源连接；所述USB接口电路用于获取工作电源并实现与PC机的通信连接；所述隔离DC-DC开关电源与2路CAN总线接口电路连接，为2路CAN总线接口电路供电；所述非隔离DC-DC开关电源为该模拟器除2路CAN总线接口电路以外的其余电路供电。 

进一步优化的，所述单片机采用STM32F205RCT6单片机。 

进一步优化的，所述隔离DC-DC开关电源采用隔离电源芯片DCP020505P，为2路CAN总线接口电路供电。 

进一步优化的，所述非隔离DC-DC开关电源采用NCP1529芯片。 

进一步优化的，所述存储和显示电路采用EEPROM存储器93C86作为存储芯片，采用74LCX07和LED显示模拟器工作状态。 

进一步优化的，所述2路CAN总线接口采用TJA1040收发器，并配有共模滤波器ACT45B和ESD保护元器件PESD1CAN。 

本实用新型采用新型Cortex-M3内核的高性能单片机STM32F205RCT6，拥有模拟器所需的USB和两路CAN外设和较低的功耗，可极大地简化模拟器的电路。STM32F205RCT6的处理速度达150DMIPS，模拟器能实现实时硬件在环模拟功能。单片机Flash中的固件可以通过USB接口升级，满足电动汽车车载设备不断发展的需要。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和积极效果： 

(1)硬件结构紧凑，成本低，体积小，便于携带；固件可升级以适合更多的车载设备模型；低功耗，配上1000mAh的手机移动电源(俗称电霸)，可以连续工作12小时以上。 

(2)具有车载充电机和BMS的模拟功能，可用PC机应用软件进行参数配置，可独立运行，实时性好，可以实现硬件在环模拟。 

(3)兼有USB-CAN设备的透明传输和监测功能，配上PC机应用软件可实现Pass-Through和CAN总线分析功能，性价比高，方便推广应用。 

附图说明

图1为模拟器的组成结构示意图； 

图2为模拟器的固件结构图； 

图3为模拟器的设备模型结构； 

图4为车载充电机的设备模型示意图； 

图5为BMS的设备模型示意图； 

图6为模拟BMS开发车载充电机的连接图； 

图7为模拟车载充电机开发BMS的连接图； 

图8为车载充电机和BMS联调时的连接图；