[发明专利]基于CAN总线的电动汽车电池管理系统通信架构

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车电池管理系统通信领域，特别涉及一种基于CAN总线的电动汽车电池管理系统通信架构。

背景技术

由于电动汽车动力电池组特殊的安全需求，通常需要配备电池管理系统以保证电池使用安全和提高电池的使用寿命。电池管理系统需要对大量的数据进行及时可靠地传输以保证对电池组的有效管理。CAN总线是现代汽车工业中广泛采用的一种总线形式，是德国博世公司专为汽车检测和控制系统设计的。CAN总线和其他的工业总线相比有很多优点，其支持分布式控制和实时控制，CAN总线的使用范围遍及高速网络和低成本的多线路网络，信息传播速率高达1Mbps。数据发送期间如果出错，遭到破坏的帧可以自动重新发送。由于使用了很多新的技术和独特的设计，CAN总线的通信与其他很多网络总线相比具有突出的可靠性、实时性和灵活性。现有在电动汽车中使用CAN总线的通讯方式往往需要设计单独的CAN通信模块，增加了软硬件开发周期，提高了成本。

英飞凌XC2267是英飞凌XC2000系列的具有32位处理器性能的16位MCU，自带CAN总线控制器，有6个CAN节点，多达256个邮箱。其运算能力能够很好地满足汽车CAN总线数据传送的实时性要求。英飞凌公司针对其8位、16位以及32位微控制器推出了一款名为DAVE的应用代码生成器，它可以提供初始化配置和驱动程序代码，用户可以通过配置复杂的接口设备缩短控制装置软件开发时间。

在利用CAN总线进行通信的电动汽车中，目前尚没有一种可以直观地观察电动汽车动力电池组电池状态的仪器，要知道电池的状态需要读取CAN总线发出的报文并对报文进行分析才能得知电池状态，这对给电池状态的检测和电池故障的分析带来了麻烦。

Labview是美国国家仪器公司开发的一款程序开发平台，采用图形化的语言，与其他代码类型的语言相比显得更加方便直观。Labview可以充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理能力，开发者可以容易地进行多线程编程，降低了软件开发难度，Labview的前面板提供了丰富的传统仪器控件，用户可以利用这些空间很方便地创建自己的用户界面。

发明内容

本发明目的是：提供一种基于CAN总线的电动汽车电池管理系统通信架构，并设计了基于Labview的上位机监测软件使得能够利用PC机直观地观察动力电池组的状态。

本发明的技术方案是：

基于CAN总线的电动汽车电池管理系统通信架构，包括若干动力电池单体、电池电压采集模块、CAN总线子网、电池管理控制器、CAN总线主网、整车控制器、CAN/USB转接器和PC机，其中，

所述若干动力电池单体为电动汽车提供电能；

电池电压采集模块采集电池单体的电压信息，并通过CAN总线子网传送给电池管理控制器，

所述电池管理控制器还采集或接收电池的温度信息、电池总电流值信息、电池总电压值信息、电池SOC状态信息、单体电池最大最小电压值信息和电池绝缘电阻值信息，并通过CAN总线主网将上述各状态信息发送给整车控制器，同时电池管理系统通过CAN总线主网接收整车控制器发送的命令；

所述PC机通过CAN/USB转换器直接从CAN总线主网和子网读取单体电池电压值信息、电池的温度信息、电池总电流值信息、电池总电压值信息、电池SOC状态信息、单体电池最大最小电压值信息和电池绝缘电阻值信息。

优选的，电压采集模块用英飞凌XC886单片机实现。

优选的，电池管理控制器用英飞凌XC2267单片机实现。

优选的，电池管理系统采用主从通信方式。

优选的，电池管理控制器与电压采集模块之间的CAN总线子网、电池管理控制器与整车控制器的CAN总线主网由电池管理控制器自带的CAN控制器实现。

优选的，CAN总线子网与CAN总线主网的底层驱动代码由软件自动生成。

优选的，PC机读取电池状态信息所用的软件基于Labview软件设计。

本发明的优点是：

1．本发明所提供的基于CAN总线的电动汽车电池管理系统通信架构，采用CAN通信方式，减少布线，提高了电池管理系统的通信可靠性降低成本，采用主从通信方式减少了主网的负载率，提高了通信效率和可靠性；

2．本发明采用英飞凌XC2267和XC886芯片自带的CAN控制器从而不需要自行设计CAN通信模块从而减少了硬件的开发周期，用DAVE软件自动生成CAN控制器的底层驱动代码减少了软件开发周期。