[发明专利]多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器

权利要求书

1.一种多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器，其特征在于：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；所述单片机主要用于运行车载充电机的设备模型和BMS的设备模型；所述车载充电机的设备模型和BMS的设备模型由模型输入源、模型参数、模型数据结构、模型算法和模型输出宿组成；模型输入源、模型参数和模型输出宿通过PC机来配置，并保存在存储电路中；模型算法按照设置的采样周期来运行，从模型输入源获得数据，按照设备模型对应的方程和模型参数进行计算后，从模型输出宿输出结果，设备模型在CAN总线的输入和输出按照SAE J1939标准数据包进行传输；所述单片机针对片上USB外设和片上CAN外设的收发数据中断线程设置外部缓冲区，构成二级缓冲区结构，使片上USB外设和片上CAN外设的控制电路、外设内部缓冲区、中断线程、外部缓冲区、主线程形成串联的两级生产者-消费者模型结构，单片机外设和CPU能并行工作。

2.根据权利要求1所述的多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器，其特征在于，车载充电机的设备模型的模型算法采用受控电压源+RC电路模型，该电路模型包含开路电压源（Ec）、第一内阻（Rc1）、第二内阻（Rc2）、输出电容（Cc）、输出电压（Uc）和输出电流（Ic）；当BMS通过CAN总线告知车载充电机输出所需的充电电压或者充电电流后，车载充电机的模型算法通过调节开路电压（Ec），计算出输出电压（Uc）和输出电流（Ic），并告知BMS；BMS的设备模型的模型算法采用二阶RC电路模型，该电路模型包含并联电容（Cbp）、并联电阻（Rbp）、串联电容（Cbs）、串联电阻（Rbs）、端电压（Ub）和端电流（Ib）；BMS的设备模型算法通过计算得到端电压（Uc）和端电流（Ib）随着充电或者放电过程的实时变化。

3.根据权利要求1所述的多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器，其特征在于，所述USB接口电路与PC机的通信连接，通信协议采用USB2.0协议标准，并在USB2.0协议标准的数据链路层上设计应用层协议，应用层数据包的数据部分的格式为功能码、长度和内容，用1字节表示功能码，用1字节表示长度，用小于或等于62字节表示内容。

4.根据权利要求1所述的多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器，其特征在于，所述单片机采用STM32F205RCT6单片机；所述隔离DC-DC开关电源采用隔离电源芯片DCP020505P，为2CAN总线接口电路供电；所述非隔离DC-DC开关电源采用NCP1529芯片。

5.根据权利要求1所述的多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器，其特征在于，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。

6.根据权利要求1所述的多功能电动汽车CAN总线车载设备模拟器，其特征在于，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。