專利名稱：一種純電動場地車儀表顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于純電動場地車車用零部件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種純電動場地車儀表
顯不系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電動場地車儀表顯示系統(tǒng)，是把采集到的信號，通過驅(qū)動電路顯示在儀表中。 現(xiàn)有技術(shù)中的顯示系統(tǒng)，僅僅顯示了車速、轉(zhuǎn)速、指示燈等簡單信號。而一些對行車安全、監(jiān) 視整車運行狀態(tài)、影響駕駛員操控的信號沒有從儀表中顯示出來。本發(fā)明公開的儀表顯示 系統(tǒng)，擬在解決電池、電機、系統(tǒng)故障的監(jiān)控顯示，為駕駛的安全性，系統(tǒng)的可靠性提供更大 的保障。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種純電動場地車儀表顯示系統(tǒng)，本發(fā)明與傳統(tǒng)場地 車相比新增加了整車上電指示，動力電池電流及電壓顯示，動力電池電量大小顯示，電機故 障顯示、充電指示。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案一種純電動場地車儀表顯示系統(tǒng)，包括顯示控制器模塊、電源模塊、開關(guān)量采集模 塊、模擬量采集模塊和顯示儀表，其特征在于所述電源模塊為所述顯示控制器模塊、模擬量采集模塊提供電源。所述開關(guān)量采集模塊的輸入端分別連接整車檔位信號、加速器微動開關(guān)信號、制 動信號、點火開關(guān)信號，所述開關(guān)量采集模塊通過光電耦合器隔離后將所采集的整車檔位 信號、加速器微動開關(guān)信號、制動信號以及點火開關(guān)信號輸入至所述顯示控制器模塊。所述模擬量采集模塊的輸入端分別連接動力電池電壓信號、電池母線電流信號， 加速器模擬信號輸入，所述模擬量采集模塊的輸出端與所述顯示控制器模塊的輸入端相 連，將所采集的動力電池電壓信號、動力電池母線電流信號、加速器信號上傳至所述顯示控 制器模塊。所述顯示控制器模塊的輸出端與所述顯示儀表相連，用于動力電池電量顯示、動 力電池電壓顯示、動力電池母線電流顯示、整車驅(qū)動電機以及所述顯示控制器模塊上低壓 12V以及高壓48V電指示信號顯示。當所述顯示控制器模塊采集的信號不在所述整車驅(qū)動 電機標定的范圍內(nèi)，就通過顯示控制器模塊把整車驅(qū)動電機故障信號顯示在上述顯示儀表 中，當動力電池電量低于電量設(shè)定閾值或用電功率大于功率設(shè)定閾值，導(dǎo)致電量急劇下降 引起饋電現(xiàn)象時，還在顯示儀表中顯示里程信號。本發(fā)明顯示系統(tǒng)的原理是通過采集信號，輸入給顯示控制模塊計算，最后輸出給 儀表進行顯示。其輸入信號主要有12V電壓信號，作用是給控制器系統(tǒng)供電；加速踏板信號，屬于模擬輸入，根據(jù)駕駛員踩踏板的深淺，得到一個連續(xù)變化的電壓信號，電壓信號被采集到控制器，就可以知道駕駛員對加速的需求；開關(guān)量輸入有檔位信號以12V電壓高電平有效，12V點火開關(guān)信號，電源信號。本發(fā)明純電動場地車儀表顯示系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)電源模塊，開關(guān)量采集模塊，模擬量采集模塊，顯示控制器模塊，顯示儀表輸出部分。系統(tǒng)電源模塊的輸入電源為DC+12V，經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換芯片將輸入+12V電壓轉(zhuǎn)化為 系統(tǒng)工作的+5V電壓，以及采樣使用的-5V及+2. 5V電源其分別踏板傳感器、動力電池電流 采集模塊、動力電池電壓采集模塊供電。所述開關(guān)量主要包括整車檔位信號采樣、加速器微動開關(guān)信號采樣、制動信號采 樣、點火開關(guān)采樣等，利用光電耦合器將輸入信號和整車控制器隔開，同時實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。所述模擬量采集模塊是指線性采樣主要包括動力電池電壓的線性采樣、電流線性 采樣，加速踏板位置的線性采樣。大壓的采集是通過大電阻分壓的形式，使OV到48V之間 按比例變化為一個小的電壓等級范圍，然后輸送給控制器；電流采集是通過分流器處理之 后，輸送給控制器；加速踏板信號的采集是根據(jù)布置在加速踏板位置的位置傳感器，通觀記 錄踏板的位置變化，進而轉(zhuǎn)化為OV到5V之間的電壓變化，最后輸送給控制器。顯示儀表顯示以下信息包括動力電池電量顯示、動力電池電壓顯示、電池母線電 流顯示、主控制器以及電機上電指示信號、電機故障信號、饋電指示、里程信號。本儀表顯示系統(tǒng)相比傳統(tǒng)儀表顯示系統(tǒng)增加了電機電流、電壓的顯示，通過該參 數(shù)的顯示，可以清楚的知道電機的工作狀態(tài)；同時新增加的電機故障顯示，本質(zhì)是對電機運 行安全的監(jiān)控，使電機不至于在過高溫，過流、過壓下工作，防止電機及其電機控制器壽命 的減低，減小了安全隱患；新增加的動力電池電量顯示，是根據(jù)控制器采集到的電流、電壓 計算之后顯示在儀表板中，可以時刻的告知駕駛員動力電池的荷電水平，可以安全的保證 用電平衡?？梢?，本發(fā)明解決了電池、電機、系統(tǒng)故障的監(jiān)控顯示問題，為駕駛的安全性，系統(tǒng) 的可靠性提供更大的保障。


圖1本發(fā)明顯示系統(tǒng)的原理框圖；圖2本發(fā)明顯示控制器的直流電源等級轉(zhuǎn)化示意圖；圖3本發(fā)明顯示系統(tǒng)的開關(guān)量輸入采樣示意圖；圖4本發(fā)明顯示控制器的啟動流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步詳細說明。圖1為系統(tǒng)原理框圖中，整車控制器中的電源模塊轉(zhuǎn)化模塊，把控制器外接的12V 直流電源，通過DCDC轉(zhuǎn)換電路，以便給連接在控制器上的傳感器，采樣電路供電；開關(guān)量的 組成主要由制動信號、檔位信號、12V電源信號、點火信號組成；另一部分就是采樣電路和 儀表顯示模塊組成。模擬量線性采樣主要包括動力電池電壓采樣、動力電池組母線電流采樣，加速器 信號采樣。動力電池電壓為48V/72V，必須將該電壓轉(zhuǎn)化為0-5V的信號才能輸入給單片機進行AD轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)電壓采樣需經(jīng)過電阻分壓、濾波后輸入給單片機AD 口進行采樣。母 線電流一般比較大，200A左右無法直接進行采集，所以系統(tǒng)先通過分流器將大電流轉(zhuǎn)為小 電壓信號，然后經(jīng)過放大濾波給單片機AD 口進行采樣。加速器位置變化導(dǎo)致加速器輸出的 電阻值線性變化，當電阻線性的變大時，采集到的電壓信號也是對應(yīng)變大的，該阻值分壓信 號間接的反映加速器位置的變化，所以系統(tǒng)單片機通過采集該分壓信號來得到加速信號。儀表輸出主要包括動力電池電量顯示、電壓顯示、電流顯示、上電指示信號、電機 故障信號、饋電指示、里程信號。其中電機故障顯示是指當電機以及控制器溫度超過標定 的數(shù)值之后，為了系統(tǒng)的安全，必須報故障，并顯示出來；當系統(tǒng)檢測到的電流、電壓與標定 的數(shù)值做比較，出現(xiàn)差異的時候，也會把故障報出來；當整車控制器與電機控制器之間的通 訊中斷或異常的時候。也會報出故障。對于電池電壓顯示，是直接將電壓值分壓成儀表對 應(yīng)的量程進行顯示即可，控制器將采樣的電池母線電流信號經(jīng)過濾波、電平轉(zhuǎn)化后輸出給 儀表即可，所述里程顯示是將輪速傳感器的脈沖信號經(jīng)過濾波整形后輸給儀表。該控制器 單片機通過對采集的電池電壓、電流信號進行處理得到當前動力電池電量值，首先通過PWM 口輸出一定的脈寬的信號，然后將該信號轉(zhuǎn)換為直流信號，最后輸出給儀表指示當前的SOC 值。圖2為外接12V電源輸入到控制器中為DC+12V，以便使其工作，經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換芯 片將輸入+12V電壓轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)工作的+5V電壓，以及采樣使用的-5V及+2. 5V電源。這些 電源給信號采樣電路、傳感器提供使用電源。 在圖3指示的開關(guān)量輸入部分主要包括整車檔位信號采樣、加速器微動開關(guān)信號 采樣、制動信號采樣、點火開關(guān)采樣等，開關(guān)信號采樣原理基本一樣，利用光電耦合器將輸 入信號和整車控制器隔開，同時實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，其作用是變換輸入信號的高低電位，使低有 效或高有效。圖4為系統(tǒng)的啟動過程，當鑰匙在啟動位置時，12V電源接通，此時整車控制器上 電正常后，動力電池高壓電也上電完畢，動力電池電流修正計算，如果此時的電量大于啟動 電機所需最小值，且電機無故障報出，則系統(tǒng)即可啟動。所述控制器MCU部分主要包括系統(tǒng)單片機、系統(tǒng)復(fù)位、系統(tǒng)單片機晶振。系統(tǒng)復(fù) 位使用MC系列芯片，能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作，使用4M有源晶振，工作穩(wěn)定抗干擾能 力強。整車控制器系統(tǒng)采用8位單片機9S08DZ60系列單片機，片上資源如下60K的片上 flash ；2k 的 EEI3ROM ；4K RAM) ；1 路 CAN 通信；SPI 通信；IIC 通信；10 路 AD ；多達 53 路 I/O 口，有64pin、48pin、32pin三種管腳芯片供選擇。整車ECU檢測到上電信號、通過CAN總線接收到電機故障信息、確定系統(tǒng)電量不足 后，通過單片機相應(yīng)的I/O 口發(fā)出一個電平信號給儀表驅(qū)動點亮儀表的LED，指示相應(yīng)的狀 態(tài)。
權(quán)利要求
一種純電動場地車儀表顯示系統(tǒng)，包括顯示控制器模塊、電源模塊、開關(guān)量采集模塊、模擬量采集模塊和顯示儀表，其特征在于所述電源模塊為所述顯示控制器模塊、模擬量采集模塊供電；所述開關(guān)量采集模塊的輸入端分別連接整車檔位信號、加速器微動開關(guān)信號、制動信號、點火開關(guān)信號，所述開關(guān)量采集模塊通過光電耦合器隔離后將所采集的整車檔位信號、加速器微動開關(guān)信號、制動信號以及點火開關(guān)信號輸入至所述顯示控制模塊；所述模擬量采集模塊的輸入端分別連接動力電池電壓信號、動力電池母線電流信號，加速器踏板模擬信號，所述模擬量采集模塊的輸出端與所述顯示控制模塊的輸入端相連，將所采集的動力電池電壓信號、動力電池母線電流信號，加速器信號上傳至所述顯示控制模塊；所述顯示控制模塊的輸出端與所述顯示儀表相連，用于動力電池電量顯示、動力電池電壓顯示、動力電池母線電流顯示、整車驅(qū)動電機以及所述顯示控制器模塊上低壓12V以及高壓48V電指示信號顯示；當所述顯示控制器模塊采集的信號不在電機標定的范圍內(nèi)，就通過顯示控制器模塊把電機故障信號顯示在顯示儀表中；當動力電池電量低于電量設(shè)定閾值或用電功率大于功率設(shè)定閾值，導(dǎo)致電量急劇下降引起饋電現(xiàn)象時，還在顯示儀表中顯示里程信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動場地車儀表顯示系統(tǒng)，其特征在于所述模擬量采集模塊包括踏板傳感器、動力電池電流采集模塊、動力電池電壓采集模塊；其中所述動力電池電壓采集模塊采集的動力電池電壓信號通過電阻分壓的方式輸入 至所述顯示控制器模塊；所述動力電池電流采集模塊采集的動力電池母線電流信號通過電流分流器輸入至所 述顯示控制器模塊。
全文摘要
本發(fā)明提出一種純電動場地車儀表顯示系統(tǒng)，包括顯示控制器模塊、電源模塊、開關(guān)量采集模塊、模擬量采集模塊和顯示儀表；所述開關(guān)量采集模塊的輸入端分別連接整車檔位信號、加速器微動開關(guān)信號、制動信號、點火開關(guān)信號；所述開關(guān)量采集模塊通過光電耦合器隔離后將所采集的整車檔位信號、加速器微動開關(guān)信號、制動信號以及點火開關(guān)信號輸入至所述顯示控制模塊；所述模擬量采集模塊將所采集的動力電池電壓信號、動力電池母線電流信號，加速器信號上傳至所述顯示控制模塊；所述顯示控制模塊用于顯示動力電池電量、動力電池電壓、動力電池母線電流、整車驅(qū)動電機以及低壓12V以及高壓48V電指示信號顯示。本發(fā)明解決了電池、電機、系統(tǒng)故障的監(jiān)控顯示，為駕駛的安全性，系統(tǒng)的可靠性提供更大的保障。
文檔編號G01D7/02GK101839729SQ20101004205
公開日2010年9月22日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者周安健, 張裕強, 徐福祥, 李宗華 申請人:重慶長安汽車股份有限公司