CN111478402A - 一种车载终端t-box备用电池充电方法和*** - Google Patents

一种车载终端t-box备用电池充电方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种车载终端T‑BOX备用电池充电方法和***，当车载终端T‑BOX上电时检测备用电池内阻值，当CPU控制单元检测到内阻值低于标准电池内阻值时，CPU控制单元向报警模块发送控制信号，控制报警模块发出提醒更换电池预警；通过AD采样模块实时对T‑BOX备用电池的电压进行采样，针对电压值范围进行多段式充电和停止充电，提高了车载T‑BOX备用电池的充电灵活性和电池的使用寿命。

Description

一种车载终端T-BOX备用电池充电方法和***
技术领域
本发明涉及一种车载终端T-BOX备用电池充电方法及***，属于电动车辆车载终端备用电池充电技术领域。
背景技术
随着汽车世界能源紧缺及环境污染的日益加剧，汽车厂家逐渐开始寻求新的能源作为汽车的动力源，其中电能作为一种可再生能源，并且对环境污染较小而逐渐被采用，使用电能就有一个必须解决的问题就是如何为电能的存储装置蓄电池补电。
在正常情况下，车载T-BOX由车载蓄电池提供电能，但是在特殊情况下，如汽车行驶当中出现故障熄火或内部的蓄电池无法供电时，这就需要专用的T-BOX备用电池提供紧急电能，使T-Box必须还能支持短期不间断地工作。在车载T-BOX电池中，建议采用高可靠性的镍氢电池，在前期的新能源车中，丰田最先搭载的就是镍氢电池组，足以可见，镍氢电池的安全性，可靠性在车载上经得起考验。
镍氢电池是有氢离子和金属镍合成，电量储备比镍镉电池多百分之三十，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并对环境无污染。与镍镉电池相同，镍氢电池也具有记忆效应，但远小于镍镉电池，因此每次充电前没有必要进行放电操作，其充电方式是以定电流充电，无法耐过充电。不同型号的电池，由于体积，重量等因素的不同，因而储存容量也不同，目前尚未出现一种通用的充电方式能够对各种型号车型的车载T-BOX控制终端备用电池进行可靠充电。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种车载终端T-BOX备用电池充电方法及***，能够对备用电池容量进行检测，提高了车载T-BOX备用电池的充电灵活性和电池的使用寿命，备用电池放电到一定的电压都可实现自动断电，从而实现对镍氢电池的保护作用。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种车载终端T-BOX备用电池充电方法，包括以下步骤：
(1)当车载终端T-BOX上电时，在控制备用电池自放电的同时对备用电池的电压值进行采样，计算备用电池的内阻值并将结果反馈至CPU控制单元，当CPU控制单元检测到内阻值低于标准电池内阻值时，CPU控制单元向车机显示单元发送控制信号，控制车机显示单元发出提醒更换电池预警信息；
(2)AD采样模块实时对备用电池的电压进行采样，并将采样获得电压值传输至CPU控制单元；
(3)当CPU控制单元检测到电压值低于预设的初始充电阈值U1时，CPU控制单元控制充电模块以标准电流对备用电池进行初始充电；
(4)当CPU控制单元检测到电压值高于预设的充电切换阈值U2时，CPU控制单元控制充电模块以涓流对备用电池继续充电，涓流电流数值小于标准电流数值，U2＞U1；
(5)当CPU控制单元检测到电压值高于预设的充电终止阈值U3时，控制充电模块停止对备用电池充电，返回步骤(2)。
步骤(1)计算备用电池的内阻值具体通过以下过程：CPU控制单元控制备用电池进行放电，放电时间为2～3秒时间，放电电流为300mA到420mA，同时测量备用电池两端电压，通过电阻公式计算当前的备用电池内阻值。
本发明同时提供了一种上述充电方法的车载终端T-BOX备用电池充电***，包括CPU控制单元，CPU控制单元通过充电电流控制电路与充电模块连接，充电模块与备用电池连接，备用电池通过AC采样模块与CPU控制单元连接，同时备用电池通过***供电模块与CPU控制单元连接，CPU控制单元还通过USB接口与车机显示单元连接。
CPU控制单元采用S32K144芯片。
充电模块包括一组并联的PSS12021SAY充电芯片以及分别与各PSS12021SAY充电芯片连接的3个BSS138PW晶体管，其中PSS12021SAY充电芯片并联后分别与电子开关和充电过压保护二极管的一端连接，电子开关的另一端与***供电模块连接。
***供电模块采用TPS27082LDDCR芯片，其输入端与电池座子的VSC接口连接，其输出端用于为***供电，电池座子上插接有备用电池。
电池座子的NTC接口用于实时采样备用电池的温度，当检测到温度不在-20至60℃范围内时，控制备用电池停止充放电。
本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：
(1)本发明通过设置备用电池内阻测试电路检测备用电池的内阻值并进行提示，提高了安全性；
(2)本发明通过设置AD采样模块对备用电池的电压实时采样，并根据电压值进行二段式充电，提高了车载T-BOX备用电池的充电灵活性和电池的使用寿命；备用电池放电到一定的电压都可实现自动断电，从而实现对镍氢电池的保护作用。
附图说明
图1是车载终端T-BOX备用电池充电***的模块连接示意图。
图2是车载终端T-BOX备用电池充电***的电路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种车载终端T-BOX备用电池充电方法，包括以下步骤：
(1)当车载终端T-BOX上电时，在控制备用电池自放电的同时对备用电池的电压值进行采样，计算备用电池的内阻值并将结果反馈至CPU控制单元，当CPU控制单元检测到内阻值低于标准电池内阻值时，CPU控制单元向车机显示单元发送控制信号，控制车机显示单元发出提醒更换电池预警信息；
(2)AD采样模块实时对备用电池的电压进行采样，并将采样获得电压值传输至CPU控制单元；
(3)当CPU控制单元检测到电压值低于预设的初始充电阈值U1时，CPU控制单元控制充电模块以标准电流对备用电池进行初始充电；
(4)当CPU控制单元检测到电压值高于预设的充电切换阈值U2时，CPU控制单元控制充电模块以涓流对备用电池继续充电，涓流电流数值小于标准电流数值，U2＞U1；
(5)当CPU控制单元检测到电压值高于预设的充电终止阈值U3时，控制充电模块停止对备用电池充电，返回步骤(2)。
步骤(1)计算备用电池的内阻值具体通过以下过程：CPU控制单元控制备用电池进行放电，放电时间为2～3秒时间，放电电流为300mA到420mA，同时测量备用电池两端电压，通过电阻公式计算当前的备用电池内阻值。
本发明同时提供了一种上述充电方法的车载终端T-BOX备用电池充电***，参照图1包括CPU控制单元，CPU控制单元通过充电电流控制电路与充电模块连接，充电模块与备用电池连接，备用电池通过AC采样模块与CPU控制单元连接，同时备用电池通过***供电模块与CPU控制单元连接，CPU控制单元还通过USB接口与车机显示单元连接。
CPU控制单元采用S32K144芯片。
充电模块包括一组并联的PSS12021SAY充电芯片以及分别与各PSS12021SAY充电芯片连接的3个BSS138PW晶体管，其中PSS12021SAY充电芯片并联后分别与电子开关和充电过压保护二极管的一端连接，电子开关的另一端与***供电模块连接。
参照图2，具体地，PSS12021SAY充电芯片的数量为5，包括U68、U4、U7、U8 和U69，其中U68、U4、U7、U8和U69的2引脚连接后通过电阻R71与充电过压保护二极管DZ14的一端连接，U68、U4的3引脚与第一BSS138PW晶体管连接，U7的3 引脚与第二BSS138PW晶体管连接，U8、U69的3引脚与第三BSS138PW晶体管连接， 3个BSS138PW晶体管分别接收CPU控制单元发出的CPU-change-1、CPU-change-2和 CPU-change-ON控制信号。
***供电模块采用TPS27082LDDCR芯片，其输入端与电池座子的VSC接口连接，其输出端用于为***供电，电池座子J4上插接有备用电池，备用电池通过CPU-change-1、CPU-change-2和CPU-change-ON控制信号控制，3个控制信号同时控制进行48mA标准充电，只控制打开CPU-change-2时进行5mA涓流充电。备用电池供电通过+VSC输出，然后通过TPS27082开关输出到+VSC1给***进行供电。
电池座子J4的NTC接口用于实时采样备用电池的温度，当检测到温度不在-20至60℃范围内时，控制备用电池停止充放电。
本发明提供的一种车载终端T-BOX备用电池充电方法及***，能够对备用电池容量进行检测，提高了车载T-BOX备用电池的充电灵活性和电池的使用寿命，备用电池放电到一定的电压都可实现自动断电，从而实现对镍氢电池的保护作用。

Claims (7)

1.一种车载终端备用电池充电方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)当车载终端T-BOX上电时，在控制备用电池自放电的同时对备用电池的电压值进行采样，计算备用电池的内阻值并将结果反馈至CPU控制单元，当CPU控制单元检测到内阻值低于标准电池内阻值时，CPU控制单元向车机显示单元发送控制信号，控制车机显示单元发出提醒更换电池预警信息；
(2)AD采样模块实时对备用电池的电压进行采样，并将采样获得电压值传输至CPU控制单元；
(3)当CPU控制单元检测到电压值低于预设的初始充电阈值U1时，CPU控制单元控制充电模块以标准电流对备用电池进行初始充电；
(4)当CPU控制单元检测到电压值高于预设的充电切换阈值U2时，CPU控制单元控制充电模块以涓流对备用电池继续充电，涓流电流数值小于标准电流数值，U2＞U1；
(5)当CPU控制单元检测到电压值高于预设的充电终止阈值U3时，控制充电模块停止对备用电池充电，返回步骤(2)。
2.根据权利要求1所述的车载终端备用电池充电方法，其特征在于：步骤(1)计算备用电池的内阻值具体通过以下过程：CPU控制单元控制备用电池进行放电，放电时间为2～3秒时间，放电电流为300mA到420mA，同时测量备用电池两端电压，通过电阻公式计算当前的备用电池内阻值。
3.一种基于权利要求1所述充电方法的车载终端备用电池充电***，其特征在于：包括CPU控制单元，CPU控制单元通过充电电流控制电路与充电模块连接，充电模块与备用电池连接，备用电池通过AC采样模块与CPU控制单元连接，同时备用电池通过***供电模块与CPU控制单元连接，CPU控制单元还通过USB接口与车机显示单元连接。
4.根据权利要求3所述的车载终端备用电池充电***，其特征在于：CPU控制单元采用S32K144芯片。
5.根据权利要求3所述的车载终端备用电池充电***，其特征在于：充电模块包括一组并联的PSS12021SAY充电芯片以及分别与各PSS12021SAY充电芯片连接的3个BSS138PW晶体管，其中PSS12021SAY充电芯片并联后分别与电子开关和充电过压保护二极管的一端连接，电子开关的另一端与***供电模块连接。
6.根据权利要求5所述的车载终端备用电池充电***，其特征在于：***供电模块采用TPS27082LDDCR芯片，其输入端与电池座子的VSC接口连接，其输出端用于为***供电，电池座子上插接有备用电池。
7.根据权利要求6所述的车载终端备用电池充电***，其特征在于：电池座子的NTC接口用于实时采样备用电池的温度，当检测到温度不在-20至60℃范围内时，控制备用电池停止充放电。
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