專利名稱：一種軌道車輛能源管理系統(tǒng)mvb通訊裝置及儲能式輕軌車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及軌道車輛的內(nèi)部控制裝置，具體涉及一種軌道車輛能源管理系統(tǒng)MVB通訊裝置及儲能式輕軌車。
背景技術(shù)：
儲能式軌道電力牽引車輛是利用儲能系統(tǒng)儲存電能并以此電能作為牽引動力電源的一種輕軌車輛，能源管理系統(tǒng)作為車載儲能電源的監(jiān)控及管理單元，是儲能系統(tǒng)乃至整車的重要組成部分，它主要實現(xiàn)以下功能:狀態(tài)監(jiān)視、故障診斷、能量顯示、用電量統(tǒng)計。能源管理系統(tǒng)需將相關(guān)信息實時的傳送至列車MVB網(wǎng)絡(luò)，供顯示器顯示。MVB網(wǎng)絡(luò)在電力機車上的應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟，現(xiàn)有電力機車應(yīng)用MVB網(wǎng)絡(luò)進行通訊主要有以下兩種技術(shù)方案:1、基于子母板結(jié)構(gòu)的MVB —類設(shè)備ESD+網(wǎng)卡；2、采用RCM模塊，其具備ESD+接口，能源管理模板通過CAN通道與RCM模塊連接，RCM模塊轉(zhuǎn)發(fā)至MVB網(wǎng)絡(luò)，連接方式為模塊到模塊。上述技術(shù)方案的缺點在于:1、基于子母板結(jié)構(gòu)的MVB 一類設(shè)備ESD+網(wǎng)卡，單塊單板的數(shù)據(jù)量和設(shè)備地址等有限制(源端口和宿端口各32字節(jié))，而能源管理系統(tǒng)包含系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息數(shù)據(jù)、電能信息數(shù)據(jù)、故障信息數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)量較大，且儲能式輕軌車通常包含多節(jié)車廂，每節(jié)車廂都會安裝一個能源管理模塊，若采用一類設(shè)備ESD+網(wǎng)卡，可能會出現(xiàn)端口不足或因端口飽和而不便于以后擴展的現(xiàn)象；2、采用RCM模塊，其具備ESD+接口，傳輸數(shù)據(jù)流量也滿足要求，能源管理模板通過CAN通道與RCM模塊連接，RCM模塊轉(zhuǎn)發(fā)至MVB網(wǎng)絡(luò)，連接方式為模塊到模塊，缺陷:能源管理模塊需先通過CAN通信方式向RCM模塊傳輸數(shù)據(jù)，會大大影響通信的實時性，假設(shè)CAN報文周期為10ms，儲能系統(tǒng)包含28個儲能模組，每個儲能模組包含12支超級電容單體和2個溫度監(jiān)測點，單體電壓在通信報`文中用2個字節(jié)表示，溫度用I個字節(jié)表示，經(jīng)計算可知，僅將單體電壓和溫度傳送完畢需0.91s，如果采用此種方案，會造成一定的數(shù)據(jù)傳輸延時，降低通信的實時性。因此有必要對現(xiàn)有技術(shù)進行改進。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有MVB網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸數(shù)據(jù)量小、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、端口少等技術(shù)問題，本實用新型提供一種軌道車輛能源管理系統(tǒng)的MVB通訊裝置及儲能式輕軌車。本實用新型解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種軌道車輛能源管理系統(tǒng)MVB通訊裝置，包括基于子母板結(jié)構(gòu)的能源管理模塊和MVB網(wǎng)卡板，其中能源管理模塊作為母板，MVB網(wǎng)卡板作為子板，子板上設(shè)有DPRAM和MVB緩沖接口，其特征在于，MVB網(wǎng)卡板使用96芯連接器與母板連接，DPRAM和MVB緩沖接口相互連接，母板通過I/O模擬數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線對網(wǎng)卡板內(nèi)DPRAM進行數(shù)據(jù)操作，訪問方式遵循一個統(tǒng)一的網(wǎng)卡板訪問協(xié)議，同時，MVB總線與網(wǎng)卡板內(nèi)MVB緩沖接口、MVB緩沖接口與網(wǎng)卡板內(nèi)DPRAM分別進行數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通過MVB總線與網(wǎng)卡板連接，從而實現(xiàn)了能源管理系統(tǒng)的MVB通訊。進一步地，對DPRAM數(shù)據(jù)訪問的具體協(xié)議如下:DPRAM分為三個區(qū):命令狀態(tài)區(qū)，主要為網(wǎng)卡板信息；端口配置區(qū)，主要為端口配置信息，每項的大小為8個字節(jié)；端口數(shù)據(jù)區(qū)，主要為端口數(shù)據(jù)信息；端口大小單頁模式32字節(jié)；雙頁模式為64字節(jié)；雙頁模式，每個端口占64個字節(jié)，前32個字節(jié)為第O頁，后32個字節(jié)為第I頁。進一步地，所述能源管理模包括系統(tǒng)信息端口、狀態(tài)信息端口、故障信息端口和電能信息端口，通過網(wǎng)卡板配置軟件對端口地址、端口大小、端口輪詢周期進行設(shè)置。本實用新型還提供了一種儲能式輕軌車，其特征在于裝載有上述MVB通訊裝置。本實用新型所述通訊裝置的工作原理在于:本實用新型采用基于子母板結(jié)構(gòu)的MVB 二類設(shè)備ESD+網(wǎng)卡，能源管理模塊通過I/O接口模擬地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線對網(wǎng)卡板內(nèi)DPRAM進行操作，且操作采用雙頁模式，一次訪問可操作32個字節(jié)，加大了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，頁面指針的存在可確保讀寫不會發(fā)生在同一頁，從而避免了訪問沖突，因此可滿足能源管理系統(tǒng)大數(shù)據(jù)量傳輸要求，同時確保了通訊的實時性；本實用新型對MVB端口按功能分類，對于實時性較強的數(shù)據(jù)設(shè)置較小的端口輪詢周期，同時狀態(tài)信息數(shù)據(jù)量較大，按照顯示器請求模組編號進行傳輸，即一次只傳輸一個模組的模塊電壓和溫度，既確保了數(shù)據(jù)的實時顯示，又有效防止網(wǎng)絡(luò)負荷過大。本實用新型的優(yōu)點在于:(1)本實用新型以MVB網(wǎng)卡板為中介，能源管理模塊通過I/o接口模擬地址總線、數(shù)據(jù)總線 、控制總線對網(wǎng)卡板內(nèi)DPRAM進行操作，靜態(tài)RAM讀寫速度較快(讀寫一個字節(jié)只需數(shù)微秒)，工作穩(wěn)定，采用雙頁模式對DPRAM進行讀寫，一次訪問可操作32個字節(jié)，且由于頁面指針的存在，可確保讀寫不會發(fā)生訪問沖突，加大了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?。可滿足能源管理系統(tǒng)大數(shù)據(jù)量傳輸要求，同時確保了通訊的實時性。(2 )本實用新型可通過PC上位機軟件對MVB端口進行靈活配置。MVB端口按照功能分類，對于實時性要求較強的數(shù)據(jù)，可設(shè)置較小的端口輪詢周期，同時狀態(tài)信息數(shù)據(jù)量較大，可通過顯示器對應(yīng)請求模組號進行傳輸，即一次只傳輸一個模組的模塊電壓和溫度，既確保了數(shù)據(jù)的實時顯示，又有效防止網(wǎng)絡(luò)負荷過大?？赏ㄟ^超級通訊終端進行端口數(shù)據(jù)查看與指定的DPRAM區(qū)域數(shù)據(jù)查看，端口數(shù)據(jù)強制等操作，便于MVB通訊的調(diào)試。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1-能源管理模塊；2-MVB網(wǎng)卡板；3-DPRAM ;4_MVB緩沖接口 ；5_MVB總線；6-網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進一步闡述本實用新型的技術(shù)方案。如圖1所示，一種軌道車輛能源管理系統(tǒng)MVB通訊裝置，包括基于子母板結(jié)構(gòu)能源管理模塊I和MVB網(wǎng)卡板2，其中能源管理模塊I作為母板，MVB網(wǎng)卡板2作為子板，子板上設(shè)有DPRAM 3和MVB緩沖接口 4，MVB網(wǎng)卡板2使用96芯連接器與母板即能源管理模塊I連接，DPRAM 3和MVB緩沖接口 4相互連接，母板即能源管理模塊I通過I/O模擬數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線對網(wǎng)卡板2內(nèi)DPRAM 3進行數(shù)據(jù)操作，訪問方式遵循一個統(tǒng)一的網(wǎng)卡板訪問協(xié)議，同時，MVB總線5與MVB網(wǎng)卡板2內(nèi)MVB緩沖接口 4、MVB緩沖接口 4與網(wǎng)卡板2內(nèi)DPRAM 3分別進行數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)6通過MVB總線5與網(wǎng)卡板2連接，從而實現(xiàn)了能源管理系統(tǒng)的MVB通訊。本實用新型對DPRAM數(shù)據(jù)訪問的具體協(xié)議如下=DPRAM分為三個區(qū):命令狀態(tài)區(qū)，主要為網(wǎng)卡板信息；端口配置區(qū)，主要為端口配置信息，每項的大小為8個字節(jié)；端口數(shù)據(jù)區(qū)，主要為端口數(shù)據(jù)信息；端口大小單頁模式32字節(jié)；雙頁模式為64字節(jié)；雙頁模式，每個端口占64個字節(jié)，前32個字節(jié)為第O頁，后32個字節(jié)為第I頁。本實用新型所述能源管理模包括系統(tǒng)信息端口、狀態(tài)信息端口、故障信息端口和電能信息端口，通過網(wǎng)卡板配置軟件對端口地址、端口大小、端口輪詢周期進行設(shè)置。一種儲能式輕軌車，裝載有上述MVB通訊裝置。
本實用新型的優(yōu)點在于:(1)本實用新型以MVB網(wǎng)卡板為中介，能源管理模塊通過I/o接口模擬地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線對網(wǎng)卡板內(nèi)DPRAM進行操作，靜態(tài)RAM讀寫速度較快(讀寫一個字節(jié)只需數(shù)微秒)，工作穩(wěn)定，采用雙頁模式對DPRAM進行讀寫，一次訪問可操作32個字節(jié)，且由于頁面指針的存在，可確保讀寫不會發(fā)生訪問沖突，加大了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾??？蓾M足能源管理系統(tǒng)大數(shù)據(jù)量傳輸要求，同時確保了通訊的實時性。(2)本實用新型可通過PC上位機軟件對MVB端口進行靈活配置。MVB端口按照功能分類，對于實時性要求較強的數(shù)據(jù)，可設(shè)置較小的端口輪詢周期，同時狀態(tài)信息數(shù)據(jù)量較大，可通過顯示器對應(yīng)請求模組號進行傳輸，即一次只傳輸一個模組的模塊電壓和溫度，既確保了數(shù)據(jù)的實時顯示，又有效防止網(wǎng)絡(luò)負荷過大?？赏ㄟ^超級通訊終端進行端口數(shù)據(jù)查看與指定的DPRAM區(qū)域數(shù)據(jù)查看，端口數(shù)據(jù)強制等操作，便于MVB通訊的調(diào)試。上述實施方式僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本實用新型實質(zhì)及技術(shù)啟示下所做的不具新穎性和創(chuàng)造性的變形和潤飾，均應(yīng)視為在本實用新型的保護范圍之內(nèi)，本實用新型的保護范圍具體視其權(quán)利要求書而定。
權(quán)利要求1.一種軌道車輛能源管理系統(tǒng)MVB通訊裝置，包括基于子母板結(jié)構(gòu)的能源管理模塊和MVB網(wǎng)卡板，其中能源管理模塊作為母板，MVB網(wǎng)卡板作為子板，子板上設(shè)有DPRAM和MVB緩沖接口，其特征在于，MVB網(wǎng)卡板使用96芯連接器與母板連接，DPRAM和MVB緩沖接口相互連接，母板通過I/O模擬數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線對網(wǎng)卡板內(nèi)DPRAM進行數(shù)據(jù)操作，訪問方式遵循一個統(tǒng)一的網(wǎng)卡板訪問協(xié)議，同時，MVB總線與網(wǎng)卡板內(nèi)MVB緩沖接口、MVB緩沖接口與網(wǎng)卡板內(nèi)DPRAM分別進行數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通過MVB總線與網(wǎng)卡板連接，從而實現(xiàn)了能源管理系統(tǒng)的MVB通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軌道車輛能源管理系統(tǒng)MVB通訊裝置，其特征在于，所述能源管理模包括系統(tǒng)信息端口、狀態(tài)信息端口、故障信息端口和電能信息端口，通過網(wǎng)卡板配置軟件對端口地址、端口大小、端口輪詢周期進行設(shè)置。
3.一種儲能式輕軌 車，其特征在于裝載有權(quán)利要求1-2任意一項所述MVB通訊裝置。
專利摘要本實用新型提供了一種軌道車輛能源管理系統(tǒng)MVB通訊裝置及儲能式輕軌車。所述MVB通訊裝置包括基于子母板結(jié)構(gòu)能源管理模塊和MVB網(wǎng)卡板，其中能源管理模塊作為母板，MVB網(wǎng)卡板作為子板，子板上設(shè)有DPRAM和MVB緩沖接口，MVB網(wǎng)卡板使用96芯連接器與母板連接，DPRAM和MVB緩沖接口相互連接，母板通過I/O模擬數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線對網(wǎng)卡板內(nèi)DPRAM進行數(shù)據(jù)操作，訪問方式遵循一個統(tǒng)一的網(wǎng)卡板訪問協(xié)議，同時，MVB總線與網(wǎng)卡板內(nèi)MVB緩沖接口、MVB緩沖接口與網(wǎng)卡板內(nèi)DPRAM分別進行數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通過MVB總線與網(wǎng)卡板連接。
文檔編號H04L12/403GK203151532SQ201320094128
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者文多, 雷代良, 裴海靈, 謝勇波, 彭再武, 唐廣笛, 呂永賓, 文健峰 申請人:湖南南車時代電動汽車股份有限公司