[发明专利]一种纯电动方程式赛车的整车控制器

摘要

本发明公开了一种纯电动方程式赛车的整车控制器，包括硬件部分和软件部分；硬件部分包括微控制器模块、电源接口模块、AD采样模块、CAN总线接口模块、继电器驱动模块、加速踏板采集模块、制动踏板采集模块、主开关控制状态采集模块、安全回路及电池状态采集模块；软件部分包括电池状态监测模块、踏板状态监测模块、电机状态监测模块、阻力计算模块、电池SOC计算模块、车辆规则控制模块、保护控制模块和输出控制模块；本发明将硬件部分和软件部分模块化处理，既方便开发人员进行日常的操作，在出现故障时及时准确地找出故障所在，便于维修；集成安全回路和BMS硬件和软件，节省了整车空间及硬件成本，提高了整车电控系统稳定性，优化了整车线束布置。

主权项

1.一种纯电动方程式赛车的整车控制器，其特征在于：包括硬件部分和软件部分；硬件部分包括微控制器模块、电源接口模块、AD采样模块、CAN总线接口模块、继电器驱动模块、加速踏板采集模块、制动踏板采集模块、主开关控制状态采集模块、安全回路及电池状态采集模块；软件部分包括电池状态监测模块、踏板状态监测模块、电机状态监测模块、阻力计算模块、电池SOC计算模块、车辆规则控制模块、保护控制模块和输出控制模块；电源接口模块用于和外部电源相连，为整车控制器供电；AD采样模块与外部的传感器连接，采集外部传感器的工作状态；CAN总线接口模块接入车辆的CAN总线，与电机控制器、仪表CAN节点进行组网通信；继电器驱动模块将控制电信号与驱动电信号进行磁隔离；加速踏板采集模块将加速踏板两个位移传感器信号和微控制器两路ADC采样通道连接；制动踏板采集模块将制动踏板两个开关信号及制动油压传感器信号和微控制器三路ADC采样通道连接；主开关控制状态采集模块与微控制器ADC采样通道连接，采集赛车高低压开关状态；安全回路包括安全回路高压部分、安全回路低压部分和将安全回路高压部、安全回路低压部分进行隔离的隔离部分；电池状态采集模块由电池电压、电流和温度信号采样传感器模块组成，通过分布于电池端的传输模块采集传感器数据，与微控制器通过CAN总线组网通信，使整车控制器集成了BMS功能；电池状态检测模块通过获取电池状态采集模块的电压、电流和温度原始数据，经处理后转换为当前电池电压、电流、温度状态实际值；踏板状态监测模块通过AD采样模块采集踏板处位移传感器差分信号的原始数据，经过校准和计算后得到相应的踏板行程大小；电机状态监测模块通过CAN协议接收总线上电机控制器传递的CAN报文原始数据，经处理后转换为当前电机的转速、电流，扭矩的实际值；阻力计算模块结合当前车辆行驶状态和车辆自身参数，计算得出当前车辆行驶阻力，为目标转矩计算提供参考；电池SOC计算模块处理来自电池状态采集模块的电池原始数据估算当前电池SOC；车辆规则控制模块结合赛车规则对最后的指令发送进行约束；保护控制模块应用于对赛车高速运行时的故障处理和输出控制参数的监控及限制；输出控制模块综合考虑车辆当前的运行情况，通过控制CAN模块进行CAN总线组网通信，控制PWM输出对相应的电机执行机构进行控制，控制数字信号输出对开关量执行机构进行控制；微控制器模块通过对原始数据的采集、分析得出并传输当前所需控制参数；采用安时法和开路电压法加权法来估算当前电池SOC。