CN102279370A - 一种汽车用铅酸蓄电池状态监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置,包括传感器模块、微处理器模块和通讯模块;所述传感器模块的输出端与微处理器模块连接,所述微处理器模块与通讯模块连接,所述通讯模块通过LIN总线与电源管理***或怠速起停***的控制器连接通讯;所述传感器模块的输入端与蓄电池负极极柱连接,传感器模块由电压传感器、电流传感器和温度传感器组成;所述电流传感器串联在整车电流流回蓄电池正极的线束中。电压传感器用于检测蓄电池电压;电流传感器用于检测蓄电池电流;温度传感器用于检测蓄电池极柱温度。它能够提供蓄电池的状态信息,可应用于电源管理***或怠速起停***中。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子领域,具体涉及一种汽车用铅酸蓄电池状态监测装置。
背景技术
随着消费者对汽车安全性和舒适性要求的日益提高,伴随而来的是大量电子电气配置的应用日益增加,对整车电气***提出了更高的要求。为保证车辆电气***的安全性和可靠性,需要实时监测汽车蓄电池的状态。另一方面,环境与能源问题日益严峻,迫使国内外各大汽车厂都在积极开展节能减排新技术的研究和应用,怠速起停***由于技术成熟、对原车***改动小、成本增加少等优势,应用日益广泛。而要实现怠速起停***,需要实时地对汽车蓄电池状态进行监测。
现有的,专利号为200580037411.7,名称为“用于汽车的蓄电池电流传感器”的传感器只能监测蓄电池电流,不能监测电压、温度和荷电状态参数,不适用于电源管理***以及怠速起停***,且该装置安装在实车上后拆卸困难,不利于售后服务。专利号为200810244758.4,名称为“蓄电池状态检测传感器,其电源管理***以及监测方法”;该传感器只能监测蓄电池电压和电流,不能监测温度以及荷电状态参数,不适用于怠速起停***。
发明内容
本发明的目的是提供了一种汽车用铅酸蓄电池状态监测装置,它能精确监测蓄电池电压、电流和温度参数,对电流进行积分计算荷电状态,用于电源管理***或怠速起停***。
本发明所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置,包括传感器模块、微处理器模块和通讯模块;所述传感器模块的输出端与微处理器模块连接,所述微处理器模块与通讯模块连接,所述通讯模块通过LIN总线与电源管理***或怠速起停***的控制器连接进行数据通讯;所述传感器模块的输入端与蓄电池负极极柱连接,传感器模块由电压传感器、电流传感器和温度传感器组成;所述电流传感器串联在整车电流流回蓄电池正极的线束中。电压传感器用于检测蓄电池电压;电流传感器用于检测蓄电池电流;温度传感器用于检测蓄电池极柱温度。
进一步,存储器模块与微处理器模块连接,用于存储数据。
进一步,在所述传感器模块与微处理器模块之间连接有A/D转换模块,用于将检测的模拟量参数转换为数字量,送入微处理器模块。
进一步,所述微处理器模块通过分段变增益方式精确监测蓄电池电流,对电流进行积分计算蓄电池荷电状态,并将电压、电流、温度和荷电状态处理结果送入通讯模块。
由于蓄电池在实车上工作电流变化范围较大,起动瞬间峰值可达500A以上,点火钥匙拔出后的静态电流约在20mA左右,因此微处理器模块根据不同的策略范围选择合适的增益进行检测。本发明的电流测量范围包括三档:低档-1~1A,中档-200~200A,高档-1000~1000A。在不同测量范围切换规则如下:
(1)若测量电流绝对值超过1.5A,则测量范围由“低档”切换至“中档”;
(2)若测量电流绝对值小于1A的持续时间超过1秒,则测量范围由“中档”切换到“低档”;
(3)若测量电流绝对值超过200A,则测量范围由“中档”切换到“高档”;
(4)若测量电流绝对值小于195A的持续时间超过1s,则测量范围由“高档”切换至“中档”。
本发明所述的监测装置有三种工作模式:即正常模式、唤醒模式和停机模式。当接收到电源管理***或怠速起停***的控制器发出的停机命令时,则进入停机模式。在停机模式下监测装置周期性唤醒自己,进入唤醒模式,并通过存储器记录并存储该时刻蓄电池状态参数。在电源管理***或怠速起停***的控制器发出工作命令时则返回正常模式,周期性检测并发送蓄电池状态参数。
本发明一方面采用电压传感器、电流传感器和温度传感器,采用分段变增益的方式精确监测蓄电池电流,通过对电流进行积分计算荷电状态,并通过LIN总线方式传送给电源管理***或怠速起停***的控制器;能精确监测蓄电池电压、电流、温度和荷电状态参数,用于电源管理***或怠速起停***。另一方面它具有正常、唤醒和停机三种工作模式,用于在停机模式下周期性唤醒监测蓄电池参数,所以可以减少功耗。
附图说明
图1为本发明的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置,包括传感器模块、A/D转换模块4、微处理器模块5、存储器模块6和通讯模块7;传感器模块的输出端与A/D转换模块4的输入端连接,A/D转换模块4的输出端与微处理器模块5连接,微处理器模块5与存储器模块6连接,微处理器模块5又与通讯模块7连接,通讯模块7通过LIN总线与电源管理***或怠速起停***的控制器连接通讯;传感器模块的输入端与蓄电池负极极柱连接,传感器模块由电压传感器1、电流传感器2和温度传感器3组成;电流传感器2串联在整车电流流回蓄电池正极的线束中。
本发明中,作为一个具体实施例,微处理器模块5可采用专用芯片IHM-A-1500,其根据不同的策略范围选择了合适的增益自行检测电流,其电流测量范围包括三档:低档-1~1A,中档-200~200A,高档-1000~1000A。在不同测量范围切换规则如下:
(1)若测量电流绝对值超过1.5A,则测量范围由“低档”切换至“中档”;
(2)若测量电流绝对值小于1A的持续时间超过1秒,则测量范围由“中档”切换到“低档”;
(3)若测量电流绝对值超过200A,则测量范围由“中档”切换到“高档”;
(4)若测量电流绝对值小于195A的持续时间超过1s,则测量范围由“高档”切换至“中档”。
电压传感器1的电压采集精度为1mV,用于检测蓄电池电压;电流传感器2的采集精度根据测量档位不同分为低档精度为1mA,中档精度为10mA,高档精度为1A,用于检测蓄电池电流;温度传感器3的采集精度为1°,用于检测蓄电池极柱温度;A/D转换模块4用于将检测的模拟量参数转换为数字量,送入微处理器模块5;电压和电流信号的A/D采样周期为10ms,温度的A/D采样周期为60ms,软件滤波为一阶滤波器,时间常数为150ms。微处理器模块5通过分段变增益方式精确监测蓄电池电流,对电流进行积分计算蓄电池荷电状态,并将电压、电流、温度和荷电状态处理结果送入通讯模块7。
本发明有三种工作模式:即正常模式、唤醒模式和停机模式;微处理器模块5按照LIN通讯需求控制该装置的工作模式。当接收电源管理***或怠速起停***的控制器发出的停机命令,则进入停机模式,此时装置仍在供电,但不采集任何数据,仅记录停机时刻的数据。在停机模式下每隔1h该装置通过微处理器模块5周期性唤醒自己,进入唤醒模式,记录并存储该时刻的蓄电池状态参数。在电源管理***或怠速起停***的控制器发出工作命令时该装置返回正常模式,微处理器模块5周期性检测并将存储器模块6中所存数据输出。通讯模块7用于接收微处理器模块5的输出结果,将数据信息通过LIN总线输出,同时接收电源管理***或怠速起停***的控制器的命令信息。
Claims (5)
1.一种汽车用铅酸蓄电池状态监测装置,包括传感器模块、微处理器模块(5)和通讯模块(7);所述传感器模块的输出端与微处理器模块连接,所述微处理器模块与通讯模块连接,所述通讯模块通过LIN总线与电源管理***或怠速起停***的控制器连接通讯;其特征是:所述传感器模块的输入端与蓄电池负极极柱连接,传感器模块由电压传感器(1)、电流传感器(2)和温度传感器(3)组成;所述电流传感器串联在整车电流流回蓄电池正极的线束中。
2.根据权利要求1所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置,其特征是:一存储器模块(6)与微处理器模块(5)连接,用于存储数据。
3.根据权利要求1或2所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置,其特征是:在所述传感器模块与微处理器模块之间连接有A/D转换模块(4),用于将检测的模拟量参数转换为数字量,送入微处理器模块。
4.根据权利要求3所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置,其特征是:所述微处理器模块通过分段变增益方式精确监测蓄电池电流,对电流进行积分计算蓄电池荷电状态,并将电压、电流、温度、荷电状态的处理结果送入通讯模块。
5.根据权利要求1所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置,其特征是:具备三种工作模式,即正常模式、唤醒模式和停机模式。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111214 |