專利名稱：一種汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車電子領(lǐng)域，具體涉及一種汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
隨著消費(fèi)者對(duì)汽車安全性和舒適性要求的日益提高，伴隨而來的是大量電子電氣配置的應(yīng)用日益增加，對(duì)整車電氣系統(tǒng)提出了更高的要求。為保證車輛電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測汽車蓄電池的狀態(tài)。另一方面，環(huán)境與能源問題日益嚴(yán)峻，迫使國內(nèi)外各大汽車廠都在積極開展節(jié)能減排新技術(shù)的研究和應(yīng)用，怠速起停系統(tǒng)由于技術(shù)成熟、對(duì)原車系統(tǒng)改動(dòng)小、成本增加少等優(yōu)勢，應(yīng)用日益廣泛。而要實(shí)現(xiàn)怠速起停系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)地對(duì)汽車蓄電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測?，F(xiàn)有的，專利號(hào)為200580037411. 7，名稱為“用于汽車的蓄電池電流傳感器”的傳感器只能監(jiān)測蓄電池電流，不能監(jiān)測電壓、溫度和荷電狀態(tài)參數(shù)，不適用于電源管理系統(tǒng)以及怠速起停系統(tǒng)，且該裝置安裝在實(shí)車上后拆卸困難，不利于售后服務(wù)。專利號(hào)為 200810M4758. 4，名稱為“蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，其電源管理系統(tǒng)以及監(jiān)測方法”;該傳感器只能監(jiān)測蓄電池電壓和電流，不能監(jiān)測溫度以及荷電狀態(tài)參數(shù)，不適用于怠速起停系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，它能精確監(jiān)測蓄電池電壓、電流和溫度參數(shù)，對(duì)電流進(jìn)行積分計(jì)算荷電狀態(tài)，用于電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)。本發(fā)明所述的汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括傳感器模塊、微處理器模塊和通訊模塊；所述傳感器模塊的輸出端與微處理器模塊連接，所述微處理器模塊與通訊模塊連接，所述通訊模塊通過LIN總線與電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)的控制器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述傳感器模塊的輸入端與蓄電池負(fù)極極柱連接，傳感器模塊由電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器組成；所述電流傳感器串聯(lián)在整車電流流回蓄電池正極的線束中。電壓傳感器用于檢測蓄電池電壓；電流傳感器用于檢測蓄電池電流；溫度傳感器用于檢測蓄電池極柱溫度。進(jìn)一步，存儲(chǔ)器模塊與微處理器模塊連接，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。進(jìn)一步，在所述傳感器模塊與微處理器模塊之間連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將檢測的模擬量參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送入微處理器模塊。進(jìn)一步，所述微處理器模塊通過分段變?cè)鲆娣绞骄_監(jiān)測蓄電池電流，對(duì)電流進(jìn)行積分計(jì)算蓄電池荷電狀態(tài)，并將電壓、電流、溫度和荷電狀態(tài)處理結(jié)果送入通訊模塊。由于蓄電池在實(shí)車上工作電流變化范圍較大，起動(dòng)瞬間峰值可達(dá)500A以上，點(diǎn)火鑰匙拔出后的靜態(tài)電流約在20mA左右，因此微處理器模塊根據(jù)不同的策略范圍選擇合適的增益進(jìn)行檢測。本發(fā)明的電流測量范圍包括三檔低檔-1 1A，中檔-200 200A，高檔-1000 1000A。在不同測量范圍切換規(guī)則如下(1)若測量電流絕對(duì)值超過1.5A，則測量范圍由“低檔”切換至“中檔”；
(2)若測量電流絕對(duì)值小于IA的持續(xù)時(shí)間超過1秒，則測量范圍由“中檔”切換到“低
檔，，；
(3)若測量電流絕對(duì)值超過200A，則測量范圍由“中檔”切換到“高檔”；
(4)若測量電流絕對(duì)值小于195A的持續(xù)時(shí)間超過ls，則測量范圍由“高檔”切換至“中
檔，，。本發(fā)明所述的監(jiān)測裝置有三種工作模式即正常模式、喚醒模式和停機(jī)模式。當(dāng)接收到電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)的控制器發(fā)出的停機(jī)命令時(shí)，則進(jìn)入停機(jī)模式。在停機(jī)模式下監(jiān)測裝置周期性喚醒自己，進(jìn)入喚醒模式，并通過存儲(chǔ)器記錄并存儲(chǔ)該時(shí)刻蓄電池狀態(tài)參數(shù)。在電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)的控制器發(fā)出工作命令時(shí)則返回正常模式，周期性檢測并發(fā)送蓄電池狀態(tài)參數(shù)。本發(fā)明一方面采用電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器，采用分段變?cè)鲆娴姆绞骄_監(jiān)測蓄電池電流，通過對(duì)電流進(jìn)行積分計(jì)算荷電狀態(tài)，并通過LIN總線方式傳送給電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)的控制器；能精確監(jiān)測蓄電池電壓、電流、溫度和荷電狀態(tài)參數(shù)，用于電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)。另一方面它具有正常、喚醒和停機(jī)三種工作模式， 用于在停機(jī)模式下周期性喚醒監(jiān)測蓄電池參數(shù)，所以可以減少功耗。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示的汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括傳感器模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊4、 微處理器模塊5、存儲(chǔ)器模塊6和通訊模塊7 ；傳感器模塊的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊4的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊4的輸出端與微處理器模塊5連接，微處理器模塊5與存儲(chǔ)器模塊 6連接，微處理器模塊5又與通訊模塊7連接，通訊模塊7通過LIN總線與電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)的控制器連接通訊；傳感器模塊的輸入端與蓄電池負(fù)極極柱連接，傳感器模塊由電壓傳感器1、電流傳感器2和溫度傳感器3組成；電流傳感器2串聯(lián)在整車電流流回蓄電池正極的線束中。本發(fā)明中，作為一個(gè)具體實(shí)施例，微處理器模塊5可采用專用芯片IHM-A-1500， 其根據(jù)不同的策略范圍選擇了合適的增益自行檢測電流，其電流測量范圍包括三檔低檔-1 1A，中檔-200 200A，高檔-1000 1000A。在不同測量范圍切換規(guī)則如下
(1)若測量電流絕對(duì)值超過1.5A，則測量范圍由“低檔”切換至“中檔”；
(2)若測量電流絕對(duì)值小于IA的持續(xù)時(shí)間超過1秒，則測量范圍由“中檔”切換到“低
檔，，；
(3)若測量電流絕對(duì)值超過200A，則測量范圍由“中檔”切換到“高檔”；
(4)若測量電流絕對(duì)值小于195A的持續(xù)時(shí)間超過ls，則測量范圍由“高檔”切換至“中
檔，，。電壓傳感器1的電壓采集精度為lmV，用于檢測蓄電池電壓；電流傳感器2的采集精度根據(jù)測量檔位不同分為低檔精度為1mA，中檔精度為10mA，高檔精度為1A，用于檢測蓄電池電流；溫度傳感器3的采集精度為1°，用于檢測蓄電池極柱溫度；A/D轉(zhuǎn)換模塊4用于將檢測的模擬量參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送入微處理器模塊5 ；電壓和電流信號(hào)的A/D采樣周期為10ms，溫度的A/D采樣周期為60ms，軟件濾波為一階濾波器，時(shí)間常數(shù)為150ms。微處理器模塊5通過分段變?cè)鲆娣绞骄_監(jiān)測蓄電池電流，對(duì)電流進(jìn)行積分計(jì)算蓄電池荷電狀態(tài)，并將電壓、電流、溫度和荷電狀態(tài)處理結(jié)果送入通訊模塊7。 本發(fā)明有三種工作模式即正常模式、喚醒模式和停機(jī)模式；微處理器模塊5按照 LIN通訊需求控制該裝置的工作模式。當(dāng)接收電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)的控制器發(fā)出的停機(jī)命令，則進(jìn)入停機(jī)模式，此時(shí)裝置仍在供電，但不采集任何數(shù)據(jù)，僅記錄停機(jī)時(shí)刻的數(shù)據(jù)。在停機(jī)模式下每隔Ih該裝置通過微處理器模塊5周期性喚醒自己，進(jìn)入喚醒模式， 記錄并存儲(chǔ)該時(shí)刻的蓄電池狀態(tài)參數(shù)。在電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)的控制器發(fā)出工作命令時(shí)該裝置返回正常模式，微處理器模塊5周期性檢測并將存儲(chǔ)器模塊6中所存數(shù)據(jù)輸出。通訊模塊7用于接收微處理器模塊5的輸出結(jié)果，將數(shù)據(jù)信息通過LIN總線輸出，同時(shí)接收電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)的控制器的命令信息。
權(quán)利要求
1.一種汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括傳感器模塊、微處理器模塊(5)和通訊模塊(7);所述傳感器模塊的輸出端與微處理器模塊連接，所述微處理器模塊與通訊模塊連接，所述通訊模塊通過LIN總線與電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)的控制器連接通訊；其特征是所述傳感器模塊的輸入端與蓄電池負(fù)極極柱連接，傳感器模塊由電壓傳感器(1)、電流傳感器(2)和溫度傳感器(3)組成；所述電流傳感器串聯(lián)在整車電流流回蓄電池正極的線束中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征是一存儲(chǔ)器模塊 (6 )與微處理器模塊(5 )連接，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征是在所述傳感器模塊與微處理器模塊之間連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊(4)，用于將檢測的模擬量參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送入微處理器模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征是所述微處理器模塊通過分段變?cè)鲆娣绞骄_監(jiān)測蓄電池電流，對(duì)電流進(jìn)行積分計(jì)算蓄電池荷電狀態(tài)，并將電壓、電流、溫度、荷電狀態(tài)的處理結(jié)果送入通訊模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征是具備三種工作模式，即正常模式、喚醒模式和停機(jī)模式。
全文摘要
本發(fā)明所述的汽車用鉛酸蓄電池狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括傳感器模塊、微處理器模塊和通訊模塊；所述傳感器模塊的輸出端與微處理器模塊連接，所述微處理器模塊與通訊模塊連接，所述通訊模塊通過LIN總線與電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)的控制器連接通訊；所述傳感器模塊的輸入端與蓄電池負(fù)極極柱連接，傳感器模塊由電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器組成；所述電流傳感器串聯(lián)在整車電流流回蓄電池正極的線束中。電壓傳感器用于檢測蓄電池電壓；電流傳感器用于檢測蓄電池電流；溫度傳感器用于檢測蓄電池極柱溫度。它能夠提供蓄電池的狀態(tài)信息，可應(yīng)用于電源管理系統(tǒng)或怠速起停系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102279370SQ20111021032
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者何文, 張強(qiáng), 高鋒 申請(qǐng)人:重慶長安汽車股份有限公司