专利名称：一种纯电动场地车仪表显示系统的制作方法
技术领域：
本发明属于纯电动场地车车用零部件技术领域，具体涉及一种纯电动场地车仪表
显不系统。
背景技术：
现有电动场地车仪表显示系统，是把采集到的信号，通过驱动电路显示在仪表中。 现有技术中的显示系统，仅仅显示了车速、转速、指示灯等简单信号。而一些对行车安全、监 视整车运行状态、影响驾驶员操控的信号没有从仪表中显示出来。本发明公开的仪表显示 系统，拟在解决电池、电机、系统故障的监控显示，为驾驶的安全性，系统的可靠性提供更大 的保障。

发明内容
针对现有技术的不足，提出一种纯电动场地车仪表显示系统，本发明与传统场地 车相比新增加了整车上电指示，动力电池电流及电压显示，动力电池电量大小显示，电机故 障显示、充电指示。本发明具体采用以下技术方案一种纯电动场地车仪表显示系统，包括显示控制器模块、电源模块、开关量采集模 块、模拟量采集模块和显示仪表，其特征在于所述电源模块为所述显示控制器模块、模拟量采集模块提供电源。所述开关量采集模块的输入端分别连接整车档位信号、加速器微动开关信号、制 动信号、点火开关信号，所述开关量采集模块通过光电耦合器隔离后将所采集的整车档位 信号、加速器微动开关信号、制动信号以及点火开关信号输入至所述显示控制器模块。所述模拟量采集模块的输入端分别连接动力电池电压信号、电池母线电流信号， 加速器模拟信号输入，所述模拟量采集模块的输出端与所述显示控制器模块的输入端相 连，将所采集的动力电池电压信号、动力电池母线电流信号、加速器信号上传至所述显示控 制器模块。所述显示控制器模块的输出端与所述显示仪表相连，用于动力电池电量显示、动 力电池电压显示、动力电池母线电流显示、整车驱动电机以及所述显示控制器模块上低压 12V以及高压48V电指示信号显示。当所述显示控制器模块采集的信号不在所述整车驱动 电机标定的范围内，就通过显示控制器模块把整车驱动电机故障信号显示在上述显示仪表 中，当动力电池电量低于电量设定阈值或用电功率大于功率设定阈值，导致电量急剧下降 引起馈电现象时，还在显示仪表中显示里程信号。本发明显示系统的原理是通过采集信号，输入给显示控制模块计算，最后输出给 仪表进行显示。其输入信号主要有12V电压信号，作用是给控制器系统供电；加速踏板信号，属于模拟输入，根据驾驶员踩踏板的深浅，得到一个连续变化的电压信号，电压信号被采集到控制器，就可以知道驾驶员对加速的需求；开关量输入有档位信号以12V电压高电平有效，12V点火开关信号，电源信号。本发明纯电动场地车仪表显示系统硬件结构包括系统电源模块，开关量采集模块，模拟量采集模块，显示控制器模块，显示仪表输出部分。系统电源模块的输入电源为DC+12V，经过DC/DC转换芯片将输入+12V电压转化为 系统工作的+5V电压，以及采样使用的-5V及+2. 5V电源其分别踏板传感器、动力电池电流 采集模块、动力电池电压采集模块供电。所述开关量主要包括整车档位信号采样、加速器微动开关信号采样、制动信号采 样、点火开关采样等，利用光电耦合器将输入信号和整车控制器隔开，同时实现电平转换。所述模拟量采集模块是指线性采样主要包括动力电池电压的线性采样、电流线性 采样，加速踏板位置的线性采样。大压的采集是通过大电阻分压的形式，使OV到48V之间 按比例变化为一个小的电压等级范围，然后输送给控制器；电流采集是通过分流器处理之 后，输送给控制器；加速踏板信号的采集是根据布置在加速踏板位置的位置传感器，通观记 录踏板的位置变化，进而转化为OV到5V之间的电压变化，最后输送给控制器。显示仪表显示以下信息包括动力电池电量显示、动力电池电压显示、电池母线电 流显示、主控制器以及电机上电指示信号、电机故障信号、馈电指示、里程信号。本仪表显示系统相比传统仪表显示系统增加了电机电流、电压的显示，通过该参 数的显示，可以清楚的知道电机的工作状态；同时新增加的电机故障显示，本质是对电机运 行安全的监控，使电机不至于在过高温，过流、过压下工作，防止电机及其电机控制器寿命 的减低，减小了安全隐患；新增加的动力电池电量显示，是根据控制器采集到的电流、电压 计算之后显示在仪表板中，可以时刻的告知驾驶员动力电池的荷电水平，可以安全的保证 用电平衡。可见，本发明解决了电池、电机、系统故障的监控显示问题，为驾驶的安全性，系统 的可靠性提供更大的保障。


图1本发明显示系统的原理框图；图2本发明显示控制器的直流电源等级转化示意图；图3本发明显示系统的开关量输入采样示意图；图4本发明显示控制器的启动流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行进一步详细说明。图1为系统原理框图中，整车控制器中的电源模块转化模块，把控制器外接的12V 直流电源，通过DCDC转换电路，以便给连接在控制器上的传感器，采样电路供电；开关量的 组成主要由制动信号、档位信号、12V电源信号、点火信号组成；另一部分就是采样电路和 仪表显示模块组成。模拟量线性采样主要包括动力电池电压采样、动力电池组母线电流采样，加速器 信号采样。动力电池电压为48V/72V，必须将该电压转化为0-5V的信号才能输入给单片机进行AD转化，所以系统电压采样需经过电阻分压、滤波后输入给单片机AD 口进行采样。母 线电流一般比较大，200A左右无法直接进行采集，所以系统先通过分流器将大电流转为小 电压信号，然后经过放大滤波给单片机AD 口进行采样。加速器位置变化导致加速器输出的 电阻值线性变化，当电阻线性的变大时，采集到的电压信号也是对应变大的，该阻值分压信 号间接的反映加速器位置的变化，所以系统单片机通过采集该分压信号来得到加速信号。仪表输出主要包括动力电池电量显示、电压显示、电流显示、上电指示信号、电机 故障信号、馈电指示、里程信号。其中电机故障显示是指当电机以及控制器温度超过标定 的数值之后，为了系统的安全，必须报故障，并显示出来；当系统检测到的电流、电压与标定 的数值做比较，出现差异的时候，也会把故障报出来；当整车控制器与电机控制器之间的通 讯中断或异常的时候。也会报出故障。对于电池电压显示，是直接将电压值分压成仪表对 应的量程进行显示即可，控制器将采样的电池母线电流信号经过滤波、电平转化后输出给 仪表即可，所述里程显示是将轮速传感器的脉冲信号经过滤波整形后输给仪表。该控制器 单片机通过对采集的电池电压、电流信号进行处理得到当前动力电池电量值，首先通过PWM 口输出一定的脉宽的信号，然后将该信号转换为直流信号，最后输出给仪表指示当前的SOC 值。图2为外接12V电源输入到控制器中为DC+12V，以便使其工作，经过DC/DC转换芯 片将输入+12V电压转化为系统工作的+5V电压，以及采样使用的-5V及+2. 5V电源。这些 电源给信号采样电路、传感器提供使用电源。 在图3指示的开关量输入部分主要包括整车档位信号采样、加速器微动开关信号 采样、制动信号采样、点火开关采样等，开关信号采样原理基本一样，利用光电耦合器将输 入信号和整车控制器隔开，同时实现电平转换，其作用是变换输入信号的高低电位，使低有 效或高有效。图4为系统的启动过程，当钥匙在启动位置时，12V电源接通，此时整车控制器上 电正常后，动力电池高压电也上电完毕，动力电池电流修正计算，如果此时的电量大于启动 电机所需最小值，且电机无故障报出，则系统即可启动。所述控制器MCU部分主要包括系统单片机、系统复位、系统单片机晶振。系统复 位使用MC系列芯片，能够保证系统稳定可靠的工作，使用4M有源晶振，工作稳定抗干扰能 力强。整车控制器系统采用8位单片机9S08DZ60系列单片机，片上资源如下60K的片上 flash ；2k 的 EEI3ROM ；4K RAM) ；1 路 CAN 通信；SPI 通信；IIC 通信；10 路 AD ；多达 53 路 I/O 口，有64pin、48pin、32pin三种管脚芯片供选择。整车ECU检测到上电信号、通过CAN总线接收到电机故障信息、确定系统电量不足 后，通过单片机相应的I/O 口发出一个电平信号给仪表驱动点亮仪表的LED，指示相应的状 态。
权利要求
一种纯电动场地车仪表显示系统，包括显示控制器模块、电源模块、开关量采集模块、模拟量采集模块和显示仪表，其特征在于所述电源模块为所述显示控制器模块、模拟量采集模块供电；所述开关量采集模块的输入端分别连接整车档位信号、加速器微动开关信号、制动信号、点火开关信号，所述开关量采集模块通过光电耦合器隔离后将所采集的整车档位信号、加速器微动开关信号、制动信号以及点火开关信号输入至所述显示控制模块；所述模拟量采集模块的输入端分别连接动力电池电压信号、动力电池母线电流信号，加速器踏板模拟信号，所述模拟量采集模块的输出端与所述显示控制模块的输入端相连，将所采集的动力电池电压信号、动力电池母线电流信号，加速器信号上传至所述显示控制模块；所述显示控制模块的输出端与所述显示仪表相连，用于动力电池电量显示、动力电池电压显示、动力电池母线电流显示、整车驱动电机以及所述显示控制器模块上低压12V以及高压48V电指示信号显示；当所述显示控制器模块采集的信号不在电机标定的范围内，就通过显示控制器模块把电机故障信号显示在显示仪表中；当动力电池电量低于电量设定阈值或用电功率大于功率设定阈值，导致电量急剧下降引起馈电现象时，还在显示仪表中显示里程信号。
2.根据权利要求1所述的纯电动场地车仪表显示系统，其特征在于所述模拟量采集模块包括踏板传感器、动力电池电流采集模块、动力电池电压采集模块；其中所述动力电池电压采集模块采集的动力电池电压信号通过电阻分压的方式输入 至所述显示控制器模块；所述动力电池电流采集模块采集的动力电池母线电流信号通过电流分流器输入至所 述显示控制器模块。
全文摘要
本发明提出一种纯电动场地车仪表显示系统，包括显示控制器模块、电源模块、开关量采集模块、模拟量采集模块和显示仪表；所述开关量采集模块的输入端分别连接整车档位信号、加速器微动开关信号、制动信号、点火开关信号；所述开关量采集模块通过光电耦合器隔离后将所采集的整车档位信号、加速器微动开关信号、制动信号以及点火开关信号输入至所述显示控制模块；所述模拟量采集模块将所采集的动力电池电压信号、动力电池母线电流信号，加速器信号上传至所述显示控制模块；所述显示控制模块用于显示动力电池电量、动力电池电压、动力电池母线电流、整车驱动电机以及低压12V以及高压48V电指示信号显示。本发明解决了电池、电机、系统故障的监控显示，为驾驶的安全性，系统的可靠性提供更大的保障。
文档编号G01D7/02GK101839729SQ20101004205
公开日2010年9月22日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者周安健, 张裕强, 徐福祥, 李宗华 申请人:重庆长安汽车股份有限公司