專利名稱:一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及蓄電池電量檢測技術領域,尤其涉及一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置。
背景技術:
隨著新能源意識的逐漸加強,世界各國競相開展電動汽車的研制。電動汽車所有的動力蓄電池作為電動汽車的核心部件,其電量如同傳統(tǒng)汽車油箱內的油量一樣重要。傳統(tǒng)汽車上的油量表實時反映傳統(tǒng)汽車油箱內的油量,使汽車駕駛者明白所駕駛的汽車還剩余多少油量,還能夠行駛多少公里。同樣,電動汽車動力蓄電池的電量也需要實時反映蓄電池的剩余電量,以便駕駛者明白所駕駛的電動汽車還能夠行駛多少公里。傳統(tǒng)對蓄電池剩余電量的檢測方法通常是通過蓄電池正負極之間的電壓值來反映,但蓄電池的端電壓卻不能準確反映蓄電池的電量,甚至會出現(xiàn)電壓正常,電量不足的現(xiàn)象。所以,對電動汽車而言實時準確地反映電動汽車蓄電池的剩余電量顯得十分必要。中國專利公開號CN2852416,
公開日2006年12月27日,實用新型的名稱為一種電池組內的單體電池監(jiān)測裝置,該申請案公開了一種電池組內的單體電池監(jiān)測裝置,它包括至少由兩個單體電池串聯(lián)構成的電池組和通訊接口 ;所述電池組正負極輸出端與至少由兩組分壓電路構成的電池電壓轉換電路相連;所述電池電壓轉換電路的輸出端與CPU中心處理單元相接;所述CPU中心處理單元的輸出端,分別與數據存儲器、通訊接口以及報警裝置相連。其不足之處是,該監(jiān)測裝置通過檢測單體電池兩端的電壓計算單體電池的電量,而電池的端電壓卻不能準確反映電池的電量,甚至會出現(xiàn)電壓正常,電量不足的現(xiàn)象。
實用新型內容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有蓄電池電量監(jiān)測裝置通過蓄電池的電壓值計算蓄電池的電量,而蓄電池的端電壓卻不能準確反映蓄電池的電量,甚至會出現(xiàn)電壓正常,電量不足的現(xiàn)象的技術問題,提供了一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置,其通過對蓄電池充放電的電流進行積分運算計算出蓄電池的電量,能夠準確實時地監(jiān)測蓄電池的電量值。為了解決上述問題,本實用新型采用以下技術方案予以實現(xiàn):本實用新型的一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置,由電源模塊供電,包括電量監(jiān)測單元和接口單元,所述電量監(jiān)測單元包括第一電流檢測模塊、第二電流檢測模塊、CPU處理模塊和存儲單元,所述接口單元包括充電輸入接口、放電輸出接口、數據輸出接口和蓄電池負極接口,所述第一電流檢測模塊的電流輸入端和第二電流檢測模塊的電流輸出端都與蓄電池正極相連,第一電流檢測模塊的電流輸出端與放電輸出接口相連,第二電流檢測模塊的電流輸入端與充電輸入接口相連,所述CPU處理模塊分別與存儲單元、第一電流檢測模塊的數據輸出端和第二電流檢測模塊的數據輸出端相連,所述存儲單元還與數據輸出接口相連,所述蓄電池負極接口與蓄電池負極相連,所述電量監(jiān)測單元、接口單元和蓄電池集成為一體。[0007]在本技術方案中,電量監(jiān)測單元和接口單元都與蓄電池集成為一體,對外通過接口單元進行連接。蓄電池的初始電量為O,存儲單元存儲的初始蓄電池電量值為O。在對蓄電池進行充電時,將充電設備的正負極分別與充電輸入接口和蓄電池負極接口相連,使放電輸出接口不與用電設備連接。開始充電后,充電電流依次經過充電輸入接口和第二電流檢測模塊送至蓄電池的正極對蓄電池進行充電,此時,第二電流檢測模塊檢測經過其中的充電電流,并將檢測到的電流值輸出到CPU處理模塊,CPU處理模塊對每T秒內接收到的電流值進行積分運算,計算出時間T內的充電電量值Q2,CPU處理模塊將充電電量值Q2與存儲單元中存儲的蓄電池電量值Q進行數學賦值運算,即Q=Q+Q2,并將存儲單元中存儲的蓄電池電量值更新為賦值運算后的蓄電池電量值Q。蓄電池給用電設備供電時,將用電設備的正負極分別與放電輸出接口和蓄電池負極接口相連,使充電輸入接口不與充電設備連接。蓄電池開始供電后,放電電流依次經過第一電流檢測模塊和放電輸出接口送至用電設備正極給用電設備供電,此時,第一電流檢測模塊檢測經過其中的放電電流,并將檢測到的電流值輸出到CPU處理模塊,CPU處理模塊對每T秒內接收到的電流值進行積分運算,計算出時間T內的放電電量值Ql,CPU處理模塊將放電電量值Ql與存儲單元中存儲的蓄電池電量值Q進行數學賦值運算,即Q=Q-Ql,并將存儲單元中存儲的蓄電池電量值更新為賦值運算后的蓄電池電量值Q。顯示設備可通過數據線與數據輸出接口相連,通過訪問存儲單元獲得存儲單元中存儲的蓄電池電量值,從而能夠實時顯示蓄電池電量值。作為優(yōu)選,所述第一電流檢測模塊包括第一電流傳感器、第一 A/D轉換器和第一非門電路,所述第二電流檢測模塊包括第二電流傳感器、第二 A/D轉換器和第二非門電路,第一電流傳感器的電流輸入端和第二電流傳感器的電流輸出端分別與蓄電池正極相連,第一電流傳感器的電流輸出端與放電輸出接口相連,第二電流傳感器的電流輸入端與充電輸入接口相連,第一電流傳感器的數據輸出端分別與第一非門電路的輸入端和第一 A/D轉換器的輸入端相連,第二電流傳感器的數據輸出端分別與第二非門電路的輸入端和第二 A/D轉換器的輸入端相連,第一非門電路的輸出端、第一 A/D轉換器的輸出端、第二非門電路的輸出端和第二 A/D轉換器的輸出端分別與CPU處理模塊相連。第一電流傳感器檢測經過其中的放電電流,并將檢測到的電流值以對應電壓值的形式輸出至第一非門電路和第一 A/D轉換器。當蓄電池放電時,第一非門電路產生低電平觸發(fā)信號發(fā)送至CPU處理模塊,第一 A/D轉換器將接收到的模擬電壓信號轉換為數字信號發(fā)送到CPU處理模塊,CPU處理模塊接收到低電平觸發(fā)信號后對每T秒內第一 A/D轉換器發(fā)送的電流值進行積分運算,計算出時間T內的放電電量值Q1。當蓄電池不放電時,第一非門電路產生高電平觸發(fā)信號發(fā)送至CPU處理模塊,CPU處理模塊停止計算放電電量。第二電流傳感器檢測經過其中的充電電流,并將檢測到的電流值以對應電壓值的形式輸出至第二非門電路和第二 A/D轉換器。當蓄電池充電時,第二非門電路產生低電平觸發(fā)信號發(fā)送至CPU處理模塊,第二 A/D轉換器將接收到的模擬電壓信號轉換為數字信號發(fā)送到CPU處理模塊,CPU處理模塊接收到低電平觸發(fā)信號后對每T秒內第二 A/D轉換器發(fā)送的電流值進行積分運算,計算出時間T內的充電電量值Q2。當蓄電池不充電時,第二非門電路產生高電平觸發(fā)信號發(fā)送至CPU處理模塊,CPU處理模塊停止計算充電電量。作為優(yōu)選,所述CPU處理模塊包括第一 CPU處理單元和第二 CPU處理單元,第一CPU處理單元分別與第一非門電路的輸出端和第一 A/D轉換器的輸出端相連,第二 CPU處理單元分別與第二非門電路的輸出端和第二 A/D轉換器的輸出端相連。第一 CPU處理單元用于對蓄電池的放電電流進行積分運算,第二 CPU處理單元用于對蓄電池的充電電流進行積分運算。作為優(yōu)選,所述第一電流檢測模塊還包括二極管D1,所述第二電流檢測模塊還包括二極管D2,二極管Dl的陽極與第一電流傳感器的電流輸出端相連,二極管Dl的陰極與放電輸出接口相連,二極管D2的陽極與第二電流傳感器的電流輸出端相連,二極管D2的陰極與蓄電池正極相連。二極管Dl和二極管D2起防止電流回流的作用。作為優(yōu)選,所述第一電流檢測模塊還包括濾波電容Cl,所述第二電流檢測模塊還包括濾波電容C2,濾波電容Cl的兩端分別與第一電流傳感器的電源端和接地端相連,濾波電容C2的兩端分別與第二電流傳感器的電源端和接地端相連。濾波電容Cl和濾波電容C2用于過濾掉電流中的低頻信號,使輸入的直流更平滑。作為優(yōu)選,所述第一電流檢測模塊還包括去噪電容C3,所述第二電流檢測模塊還包括去噪電容C4,去噪電容C3的兩端分別與第一電流傳感器的接地端和數據輸出端相連,去噪電容C4的兩端分別與第二電流傳感器的接地端和數據輸出端相連。去噪電容C3和去噪電容C4用于去除噪聲,提高抗干擾能力。本實用新型的有益效果是:(I)通過對蓄電池充放電的電流進行積分運算計算出蓄電池的電量,能夠準確實時地監(jiān)測蓄電池的電量值。(2)將電量監(jiān)測單元、接口單元和蓄電池集成為一體,便于在電動汽車中應用,無需電動汽車另外設計蓄電池電量監(jiān)測電路。
圖1是本實用新型的一種電路原理圖。圖中:1、電源模塊,2、接口單元,3、第一電流檢測模塊,4、第二電流檢測模塊,5、CPU處理模塊,6、存儲單元,7、蓄電池,21、充電輸入接口,22、放電輸出接口,23、數據輸出接口,24、蓄電池負極接口,31、第一電流傳感器,32、第一 A/D轉換器,33、第一非門電路,41、第二電流傳感器,42、第二 A/D轉換器,43、第二非門電路,51、第一 CPU處理單元,52、第二CPU處理單元。
具體實施方式
下面通過實施例,并結合附圖,對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。實施例:本實施例的一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置,如圖1所示,由電源模塊I供電,包括電量監(jiān)測單元和接口單元2,電量監(jiān)測單元、接口單元2和蓄電池7集成為一體,電量監(jiān)測單元包括第一電流檢測模塊3、第二電流檢測模塊4、CPU處理模塊5和存儲單元6,接口單元2包括充電輸入接口 21、放電輸出接口 22、數據輸出接口 23和蓄電池負極接口 24,第一電流檢測模塊3包括第一電流傳感器31、第一 A/D轉換器32、第一非門電路33、濾波電容Cl、去噪電容C3、電阻Rl和電阻R3,第二電流檢測模塊4包括第二電流傳感器41、第二 A/D轉換器42、第二非門電路43、濾波電容C2、去噪電容C4、電阻R2和電阻R4,CPU處理模塊5包括第一 CPU處理單元51和第二 CPU處理單元52。第一電流傳感器31的電流輸入端與蓄電池7正極相連,第一電流傳感器31的電流輸出端通過二極管Dl與放電輸出接口 22相連,第一電流傳感器31的數據輸出端與電阻Rl 一端相連,電阻Rl另一端與去噪電容C3 —端、電阻R3 —端和第一 A/D轉換器32的輸入端相連,去噪電容C3另一端與第一電流傳感器31的接地端相連,電阻R3另一端與第一非門電路33的輸入端相連,第一 CPU處理單兀51分別與第一非門電路33的輸出端和第一A/D轉換器32的輸出端相連,濾波電容Cl的兩端分別與第一電流傳感器31的電源端和接地端相連。第二電流傳感器41的電流輸入端與充電輸入接口 21相連,第二電流傳感器41的電流輸出端通過二極管D2與蓄電池7正極相連,第二電流傳感器41的數據輸出端與電阻R2 —端相連,電阻R2另一端與去噪電容C4 一端、電阻R4 —端和第二 A/D轉換器42的輸入端相連,去噪電容C4另一端與第二電流傳感器41的接地端相連,電阻R4另一端與第二非門電路43的輸入端相連,第二 CPU處理單元52分別與第二非門電路43的輸出端和第二A/D轉換器42的輸出端相連,濾波電容C2的兩端分別與第二電流傳感器41的電源端和接地端相連。存儲單元6分別與第一 CPU處理單元51、第二 CPU處理單元52和數據輸出接口23相連,蓄電池負極接口與蓄電池負極相連。二極管Dl和二極管D2起防止電流回流的作用;濾波電容Cl和濾波電容C2用于過濾掉電流中的低頻信號,使輸入的直流更平滑;去噪電容C3和去噪電容C4用于去除噪聲,提高抗干擾能力。電量監(jiān)測單元和接口單元2都與蓄電池7集成為一體,對外通過接口單元2進行連接,蓄電池7的初始電量為O,存儲單元6存儲的初始蓄電池電量值為O。在對蓄電池7進行充電時,將充電設備的正負極分別與充電輸入接口 21和蓄電池負極接口 24相連,使放電輸出接口 22不與用電設備連接。開始充電后,充電電流依次經過充電輸入接口 21、第二電流傳感器41和二極管D2送至蓄電池7的正極對蓄電池7進行充電。此時,第二電流傳感器41檢測經過其中的充電電流,并將檢測到的電流值以對應電壓值的形式輸出至第二非門電路43和第二 A/D轉換器42,第二非門電路43產生低電平觸發(fā)信號發(fā)送至第二 CPU處理單元52,第二 A/D轉換器42將接收到的模擬電壓信號轉換為數字信號發(fā)送到第二 CPU處理單元52,第二 CPU處理單元52接收到低電平觸發(fā)信號后對每I秒內第二 A/D轉換器42發(fā)送的電流值進行積分運算,計算出每I秒內的充電電量值Q2,第二 CPU處理單元52將充電電量值Q2與存儲單元6中存儲的蓄電池電量值Q進行數學賦值運算,即Q=Q+Q2,并將存儲單元6中存儲的蓄電池電量值更新為賦值運算后的蓄電池電量值Q。當蓄電池7不充電時,第二非門電路43產生高電平觸發(fā)信號發(fā)送至第二 CPU處理單元52,第二 CPU處理單元52停止工作。蓄電池7給用電設備供電時,將用電設備的正負極分別與放電輸出接口 22和蓄電池負極接口 24相連,使充電輸入接口 21不與充電設備連接。蓄電池7開始放電后,放電電流依次經過第一電流傳感器31、二極管Dl和放電輸出接口 22送至用電設備正極給用電設備供電。此時,第一電流傳感器31檢測經過其中的放電電流,并將檢測到的電流值以對應電壓值的形式輸出至第一非門電路33和第一 A/D轉換器32,第一非門電路33產生低電平觸發(fā)信號發(fā)送至第一 CPU處理單元51,第一 A/D轉換器32將接收到的模擬電壓信號轉換為數字信號發(fā)送到第一 CPU處理單元51,第一 CPU處理單元51接收到低電平觸發(fā)信號后對每I秒內第一 A/D轉換器32發(fā)送的電流值進行積分運算,計算出每I秒內的放電電量值Q1,第一 CPU處理單元51將放電電量值Ql與存儲單元6中存儲的蓄電池電量值Q進行數學賦值運算,即Q=Q-Ql,并將存儲單元6中存儲的蓄電池電量值更新為賦值運算后的蓄電池電量值Q。當蓄電池7不放電時,第一非門電路33產生高電平觸發(fā)信號發(fā)送至第一 CPU處理單元51,第一 CPU處理單元51停止工作。電動汽車上的數字儀表盤可通過數據線與數據輸出接口 23相連,通過訪問存儲單元6獲得存儲單元6中存儲的蓄電池電量值,從而能夠實時顯示蓄電池電量值。
權利要求1.一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置,由電源模塊(I)供電,其特征在于:包括電量監(jiān)測單元和接口單元(2),所述電量監(jiān)測單元包括第一電流檢測模塊(3)、第二電流檢測模塊(4)、CPU處理模塊(5)和存儲單元(6),所述接口單元(2)包括充電輸入接口(21)、放電輸出接口(22)、數據輸出接口(23)和蓄電池負極接口(24),所述第一電流檢測模塊(3)的電流輸入端和第二電流檢測模塊(4)的電流輸出端都與蓄電池(7)正極相連,第一電流檢測模塊(3)的電流輸出端與放電輸出接口(22)相連,第二電流檢測模塊(4)的電流輸入端與充電輸入接口( 21)相連,所述CPU處理模塊(5)分別與存儲單元(6)、第一電流檢測模塊(3)的數據輸出端和第二電流檢測模塊(4)的數據輸出端相連,所述存儲單元(6)還與數據輸出接口( 23 )相連,所述蓄電池負極接口( 24 )與蓄電池(7 )負極相連,所述電量監(jiān)測單元、接口單元(2)和蓄電池(7)集成為一體。
2.根據權利要求1所述的一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置,其特征在于:所述第一電流檢測模塊(3)包括第一電流傳感器(31 )、第一 A/D轉換器(32)和第一非門電路(33),所述第二電流檢測模塊(4)包括第二電流傳感器(41)、第二 A/D轉換器(42 )和第二非門電路(43),第一電流傳感器(31)的電流輸入端和第二電流傳感器(41)的電流輸出端分別與蓄電池(7)正極相連,第一電流傳感器(31)的電流輸出端與放電輸出接口(22)相連,第二電流傳感器(41)的電流輸入端與充電輸入接口(21)相連,第一電流傳感器(31)的數據輸出端分別與第一非門電路(33)的輸入端和第一 A/D轉換器(32)的輸入端相連,第二電流傳感器(41)的數據輸出端分別與第二非門電路(43)的輸入端和第二 A/D轉換器(42)的輸入端相連,第一非門電路(33)的輸出端、第一 A/D轉換器(32)的輸出端、第二非門電路(43)的輸出端和第二 A/D轉換器(42)的輸出端分別與CPU處理模塊(5)相連。
3.根據權利要求2所述的一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置,其特征在于:所述CPU處理模塊(5)包括第一 CPU處理單元(51)和第二 CPU處理單元(52),第一 CPU處理單元(51)分別與第一非門電路(33)的輸出端和第一 A/D轉換器(32)的輸出端相連,第二 CPU處理單元(52)分別與第二非門電路(43)的輸出端和第二 A/D轉換器(42)的輸出端相連。
4.根據權利要求2所述的一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置,其特征在于:所述第一電流檢測模塊(3)還包括二極管Dl,所述第二電流檢測模塊(4)還包括二極管D2,二極管Dl的陽極與第一電流傳感器(31)的電流輸出端相連,二極管Dl的陰極與放電輸出接口(22)相連,二極管D2的陽極與第二電流傳感器(41)的電流輸出端相連,二極管D2的陰極與蓄電池(7)正極相連。
5.根據權利要求2或3或4所述的一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置,其特征在于:所述第一電流檢測模塊(3 )還包括濾波電容Cl,所述第二電流檢測模塊(4)還包括濾波電容C2,濾波電容Cl的兩端分別與第一電流傳感器(31)的電源端和接地端相連,濾波電容C2的兩端分別與第二電流傳感器(41)的電源端和接地端相連。
6.根據權利要求2或3或4所述的一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置,其特征在于:所述第一電流檢測模塊(3)還包括去噪電容C3,所述第二電流檢測模塊(4)還包括去噪電容C4,去噪電容C3的兩端分別與第一電流傳感器(3)的接地端和數據輸出端相連,去噪電容C4的兩端分別與第二電流傳感器(4)的接地端和數據輸出端相連。
專利摘要本實用新型公開了一種電動汽車蓄電池電量監(jiān)測裝置。它包括電量監(jiān)測單元和接口單元,電量監(jiān)測單元包括第一電流檢測模塊、第二電流檢測模塊、CPU處理模塊和存儲單元,接口單元包括充電輸入接口、放電輸出接口、數據輸出接口和蓄電池負極接口,第一電流檢測模塊的兩端分別與蓄電池正極和放電輸出接口相連,第二電流檢測模塊的兩端分別與蓄電池正極和充電輸入接口相連,CPU處理模塊分別與存儲單元、第一電流檢測模塊的數據輸出端和第二電流檢測模塊的數據輸出端相連,存儲單元還與數據輸出接口相連,蓄電池負極接口與蓄電池負極相連。本實用新型通過對蓄電池充放電的電流進行積分運算計算出蓄電池的電量,能夠準確實時地監(jiān)測蓄電池的電量值。
文檔編號G01R31/36GK203069762SQ201220709569
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權日2012年12月20日
發(fā)明者任得乾, 劉關, 劉宸岳, 晁海林 申請人:蘭州吉利汽車工業(yè)有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司