專利名稱：汽車用電池傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動汽車或混合動力汽車用的電 池傳感器。
背景技術(shù)：
節(jié)能與減排是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇；是維護(hù)中華民族長 遠(yuǎn)利益的必然要求，混合動力汽車既是符合這一節(jié)能減排政策的產(chǎn)品，而混合動力汽車的 核心技術(shù)之一既是電源管理技術(shù)。在混合動力汽車的電源管理系統(tǒng)中，電池傳感器是重要 的構(gòu)成部件。目前的電池傳感器通過采用獨(dú)立的霍爾式電流傳感器來檢測電流、溫度傳感 器來檢測溫度的方式實(shí)現(xiàn)。而霍爾式電流傳感器通過霍爾芯片通過感應(yīng)繞制或穿過傳感 器上聚磁環(huán)的原邊電流所產(chǎn)生的磁場變化實(shí)現(xiàn)的，其檢測精度受原邊導(dǎo)線結(jié)構(gòu)及其配合影 響，同時，由于傳感器輸出信號為動態(tài)范圍小的線性的電壓、電流信號，在復(fù)雜的氣候(如溫 度、潮濕、粉塵)及惡劣電磁環(huán)境中，極易受到外界干擾；而溫度傳感器需獨(dú)立布置在蓄電池 上，仍然存在輸出信號動態(tài)范圍小的缺陷，易受復(fù)雜氣候環(huán)境及惡劣電磁環(huán)境影響。影響蓄 電池電流、電壓、溫度監(jiān)測及電量評估。綜上所述，由獨(dú)立的霍爾式電流傳感器和溫度傳感器構(gòu)成的電池傳感器在汽車電 源管理系統(tǒng)應(yīng)用中存在著如下缺陷
1.由于霍爾式電流傳感器和溫度傳感器獨(dú)立布置方式，導(dǎo)致整車線束增加且布置困
難；
2.線性信號傳輸動態(tài)范圍小，易受氣候或電磁環(huán)境影響，導(dǎo)致信號采樣精度降低；
3.在ImA至1000A的寬動態(tài)檢測范圍內(nèi)，不能進(jìn)行mA級小信號電流檢測。4.電流、電壓及溫度信號需進(jìn)行獨(dú)立的裝置進(jìn)行處理。因此，需要有一種高精度、低溫度漂移、低熱電動勢的微歐級采樣電阻，以及使用 該采樣電阻的小型化、集成化的電池傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種汽車用電池傳感器，使用采樣電阻 獲得電池的電流信息，具有高精度，可進(jìn)行小信號電流檢測。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的汽車用電池傳感器，包括
采樣電阻，用于連接在電池的供電回路中，使電池的電流從采樣電阻流過，獲得電流信
號；
電壓取樣電路，用于采集電池的電壓信號，并輸入A/D轉(zhuǎn)換器；
溫度傳感器，用于采集安裝位置的溫度信號，并輸入A/D轉(zhuǎn)換器；
放大器，用于將電流信號放大后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器；
A/D轉(zhuǎn)換器，將接受的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入微處理器；
微處理器，對電流信號、電壓信號和溫度信號進(jìn)行處理后，獲得電流、電壓、電量、溫度以及系統(tǒng)診斷信息。進(jìn)一步，所述微處理器的數(shù)據(jù)輸出端與汽車的LIN總線電連接，將獲得的電流、電 壓、電量、溫度以及系統(tǒng)診斷信息通過LIN總線發(fā)送。進(jìn)一步，所述采樣電阻包括電阻和設(shè)置于電阻兩端的電極，所述電阻為錳鎳銅合 金電阻。進(jìn)一步，所述電極為無氧銅電極。進(jìn)一步，所述電阻與電極通過高能電子束焊接。進(jìn)一步，所述電阻的電阻值< 200 μ Ω,感值<3ηΗ，焊點(diǎn)熱電動勢<2μν，電阻體 材料溫度系數(shù)為士 15ppm/°C。進(jìn)一步，所述放大器和A/D轉(zhuǎn)換器的增益隨著輸入信號的幅度而自動調(diào)整。進(jìn)一步，當(dāng)微處理器接受不到LIN主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的請求信號時，控制汽車用電池傳 感器進(jìn)入休眠狀態(tài)。進(jìn)一步，休眠狀態(tài)中，微處理器定時間隔喚醒汽車用電池傳感器，監(jiān)測靜態(tài)電流消 耗，并記錄喚醒次數(shù)及監(jiān)控的電流、電壓、溫度。本發(fā)明的有益效果是使用采樣電阻獲得電流信號，不易受氣候或電磁環(huán)境影響， 采樣精度高，可進(jìn)行小信號電流檢測，進(jìn)一步的技術(shù)方案中，考慮到大電流時電阻存在耗散 功耗，會對傳感器布置點(diǎn)的溫度采集造成影響，經(jīng)過計算及其仿真模擬，設(shè)定特定的參數(shù)， 電阻選用MANGANIN (錳鎳銅合金)材料，電極選高導(dǎo)電率的無氧銅，電極與電阻體結(jié)合采 用高能電子束焊接，可以避免耗散功耗對溫度采集的影響；此外，放大器和A/D轉(zhuǎn)換器的增 益隨著輸入信號的幅度而自動調(diào)整，可降低在寬范圍內(nèi)的動態(tài)輸入信號失真，以實(shí)現(xiàn)小電 流信號的檢測處理。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述
圖1示出了汽車用電池傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2示出了汽車電池傳感器中的采樣電阻的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3示出了圖2的俯視圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本實(shí)施例的汽車用電池傳感器，包括
采樣電阻，用于連接在電池的供電回路中，使電池的電流從采樣電阻流過，獲得電流信 號；參見圖2、3，所述采樣電阻包括電阻1和設(shè)置于電阻1兩端的電極2，所述電阻1為錳 鎳銅合金電阻，所述電極2為無氧銅電極，所述電阻1與電極2通過高能電子束焊接，所述 電極1上設(shè)置有電極柱3以及用于裝配電氣緊固螺栓的裝配孔4，所述電極柱3有三個， 分別作為基準(zhǔn)電極和測量電極。所述電阻的電阻值為150μ Ω，額定功率設(shè)計為20W，感值 < 3ηΗ,焊點(diǎn)熱電動勢< 2 μ V，電阻體材料溫度系數(shù)為士 15ppm/°C。， 電壓取樣電路，用于采集電池的電壓信號，并輸入A/D轉(zhuǎn)換器； 溫度傳感器，用于采集安裝位置的溫度信號，并輸入A/D轉(zhuǎn)換器；放大器，用于將電流信號放大后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器； A/D轉(zhuǎn)換器，將接受的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入微處理器； 微處理器，對電流信號、電壓信號和溫度信號進(jìn)行處理后，獲得電流、電壓、電量、溫度 以及系統(tǒng)診斷信息。所述微處理器的數(shù)據(jù)輸出端與汽車的LIN總線電連接，將獲得的電流、 電壓、電量、溫度以及系統(tǒng)診斷信息通過LIN總線發(fā)送，供電源管理系統(tǒng)或發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng) 判定蓄電池運(yùn)行狀態(tài)
采樣電阻工作電流在IOmA時，其采樣信號幅度約為15 μ V，而工作電流在1000Α時，其 采樣信號幅度約為150mV，為降低在寬范圍內(nèi)的動態(tài)輸入信號失真，可由微處理器控制所述 放大器和A/D轉(zhuǎn)換器的增益隨著輸入信號的幅度而自動調(diào)整。當(dāng)微處理器接受不到LIN主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的請求信號時，控制汽車用電池傳感器進(jìn)入 休眠狀態(tài)。休眠狀態(tài)中，微處理器定時間隔喚醒汽車用電池傳感器，監(jiān)測靜態(tài)電流消耗，并 記錄喚醒次數(shù)及其監(jiān)控電流、電壓、溫度，以便精確計算蓄電池電量。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修 改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和 變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.汽車用電池傳感器，其特征在于包括采樣電阻，用于連接在電池的供電回路中，使電池的電流從采樣電阻流過，獲得電流信號；電壓取樣電路，用于采集電池的電壓信號，并輸入A/D轉(zhuǎn)換器； 溫度傳感器，用于采集安裝位置的溫度信號，并輸入A/D轉(zhuǎn)換器； 放大器，用于將電流信號放大后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器； A/D轉(zhuǎn)換器，將接受的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入微處理器； 微處理器，對電流信號、電壓信號和溫度信號進(jìn)行處理后，獲得電流、電壓、電量、溫度 以及系統(tǒng)診斷信息。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車用電池傳感器，其特征在于所述微處理器的數(shù)據(jù)輸出端 與汽車的LIN總線電連接，將獲得的電流、電壓、電量、溫度以及系統(tǒng)診斷信息通過LIN總線 發(fā)送。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車用電池傳感器，其特征在于所述采樣電阻包括電阻和設(shè) 置于電阻兩端的電極，所述電阻為錳鎳銅合金電阻。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車用電池傳感器，其特征在于所述電極為無氧銅電極。
5.如權(quán)利要求4所述汽車用電池傳感器，其特征在于所述電阻與電極通過高能電子 束焊接。
6.如權(quán)利要求3、4或5所述汽車用電池傳感器，其特征在于所述電阻的電阻值 < 200 μ Ω ,感值< 3ηΗ，焊點(diǎn)熱電動勢< 2μ V，電阻體材料溫度系數(shù)為士 15ppm/°C。
7.如權(quán)利要求6所述汽車用電池傳感器，其特征在于所述放大器和A/D轉(zhuǎn)換器的增 益隨著輸入信號的幅度而自動調(diào)整。
8.如權(quán)利要求7所述汽車用電池傳感器，其特征在于當(dāng)微處理器接受不到LIN主節(jié) 點(diǎn)發(fā)出的請求信號時，控制汽車用電池傳感器進(jìn)入休眠狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求8所述汽車用電池傳感器，其特征在于休眠狀態(tài)中，微處理器定時間隔 喚醒汽車用電池傳感器，監(jiān)測靜態(tài)電流消耗，并記錄喚醒次數(shù)及監(jiān)控的電流、電壓、溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車用電池傳感器，使用采樣電阻獲得電池的電流信息，具有高精度，可進(jìn)行小信號電流檢測，包括采樣電阻，用于連接在電池的供電回路中，使電池的電流從采樣電阻流過，獲得電流信號；電壓取樣電路，用于采集電池的電壓信號，并輸入A/D轉(zhuǎn)換器；溫度傳感器，用于采集安裝位置的溫度信號，并輸入A/D轉(zhuǎn)換器；放大器，用于將電流信號放大后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器；A/D轉(zhuǎn)換器，將接受的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入微處理器；微處理器，對電流信號、電壓信號和溫度信號進(jìn)行處理后，獲得電流、電壓、電量、溫度以及系統(tǒng)診斷信息。
文檔編號G01R31/36GK102121970SQ201010596449
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者張曉勇, 曾建軍, 李友國, 楊康, 王立柱, 胡仁彬, 胡彬, 郭青松 申請人:重慶集誠汽車電子有限責(zé)任公司