本发明涉及客车电源，尤其是涉及一种客车智能电源管理系统。
背景技术：
随着人们对客车的安全性、舒适性及人性化要求越来越高，客车所携带的电子安全设备和娱乐用电设备也越来越多；另一方面，为了改善城市的环境污染，在公共交通领域大力推广使用混合动力及纯电动客车等新能源客车。这些都对客车的电源管理系统提出了更高的要求。
客车的电源管理系统，是负责整车的电力分配、电路保护及电路控制等，是车上各个用电设备的安全及正常使用的保障，它的性能直接影响到汽车的安全运行。为了满足客车实际运行需求，电源管理系统研究在功能可靠性、实用性与安全性等方面已取得了较大发展(李兵,杨殿阁,孔伟伟,连小珉.汽车智能电源控制系统研究[j].汽车技术,2014,(02):44-47.)。但现有的客车电源管理系统一般没有启动电流、充放电电流、电压、关键部位温度等参数监测，也无蓄电池荷电状态(soc)估计，并结合can总线实现启动电流在线监测、控制、预测、报警等功能，更没有将电源检测数据传输至后台，进行数据的汇集与分析等功能，导致因电路故障引起的车辆燃烧事故时有发生(于季刚,张辑.基于can总线的客车电源管理系统方案设计[j].电气技术,2013,(05):50-53.)。
因此，与can总线结合的高精度、抗干扰的电源电流、电压等参数监测、控制、处理等技术，以及蓄电池荷电状态(soc)估计，不单是目前客车电源管理系统开发的瓶颈，也是客车缺少安全预测、报警、后台无法进行电源相关数据分析服务的关键技术，是客车企业亟待解决的技术问题，是电源管理技术的发展方向。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有客车电源管理系统功能单一，无法满足功能与安全需求，提供一种客车智能电源管理系统。
本发明设有电源管理主控模块、第1电流传感器模块、第2电流传感器模块、电压传感器模块、温度传感器模块、保护电路模块、电池充放电控制模块；所述第1电流传感器模块、第2电流传感器模块、电压传感器模块、温度传感器模块、保护电路模块和电池充放电控制模块均与所述电源管理主控模块相连；
所述第1电流传感器模块与蓄电池正极相连，第1电流传感器模块用于实时检测蓄电池工作过程中的充放电电流信息；
所述电压传感器模块与蓄电池并联，电压传感器模块用于实时检测蓄电池的电压信息；
所述温度传感器模块与蓄电池极柱贴近，温度传感器模块用于实时检测蓄电池的温度信息；
所述第2电流传感器模块与整车电源总开关相连，第2电流传感器模块用于检测整车用电电流信息；
所述电源管理主控模块用于控制第1电流传感器模块、第2电流传感器模块、电压传感器模块、温度传感器模块保持实时监测，电源管理主控模块还用于控制保护电路模块与电池充放电控制模块；
所述保护电路模块用于电池出现过压、欠压、高温等现象或剩余电量低于设定值时切断蓄电池向用电设备的供电回路；
所述电池充放电控制模块用于当发电机输出电流大于用电设备所需时，控制发电机给蓄电池充电。
所述保护电路模块包括车用自恢复保险、继电器、电子开关，可对大电流过载情况进行断电保护。
所述电源管理主控模块内置蓄电池荷电状态(soc)算法，所述蓄电池荷电状态(soc)算法根据电池温度对电池容量进行校正，以电池特性参数和实时检测数据为基础，结合开路电压法与安时积分法，来估算蓄电池荷电状态(soc)。
所述电源管理主控模块内置can总线通信，电源管理主控模块与车身can总线相连，用于接收车身控制信号、传输监测数据与报警信号。同时，停车状态下，将电源管理系统信息传输至后台数据库，用于数据挖掘、电池损耗分析与故障预测。
本发明具有以下有益效果：
通过对客车电源状态的监测，包括整车用电电流、启动大电流、蓄电池充放电的电压、电流和温度等参数，预防因过载、短路、高温等引起的事故发生。结合开路电压法与安时积分法估算蓄电池剩余电量，以温度来校正电池容量，并以计算结果作为基础完成对电源充放电协调控制，使客车的电气系统更加稳定、安全，也延长了蓄电池寿命。整个系统通过can总线通信与车身can总线网络相连，实现了智能控制与数据共享。基于can总线的电源故障监测、预测和报警功能实现本地车辆安全运行，为后台电源管理数据的分析奠定基础，实现事故分析、故障预警、维护保养建议等增值服务。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的介绍。
如图1中虚线框内为本发明客车智能电源管理系统结构示意图，可知该系统由电源管理主控模块1、第1电流传感器模块2、第2电流传感器模块3、电压传感器模块4、温度传感器模块5、保护电路模块6和电池充放电控制模块7组成。所述第1电流传感器模块2、第2电流传感器模块、电压传感器模块、温度传感器模块、过流、保护电路模块和电池充放电控制模块均与所述电源管理主控模块相连；
第1电流传感器模块2串联在蓄电池8正极，第1电流传感器模块2的输出信号端与电源管理主控模块1相连，第1电流传感器模块2包括电流传感器、u形导体。其中，电流传感器采用sensitec公司基于各向异性磁阻效应的电流传感器cfs1000，u形导体采用参考电流传感器cfs1000导体手册设计由铜材料制作而成的u形导体。u形导体与电流传感器cfs1000上下贴合、绝缘固定，u形开口方向与电流传感器方向相反，并与电流传感器cfs1000左右对称。第1电流传感器模块2用于检测蓄电池工作过程的充、放电电流。当电流流过u形导体时，与其贴合的电流传感器cfs1000基于各向异性磁阻效应，输出电信号，传送至电源管理主控模块。
电压传感器模块4与蓄电池8并联，电压传感器模块4输出信号端与电源管理主控模块1相连。电压传感器模块4采用基于霍尔效应磁补偿工作原理的电压传感器chv-25p，用于检测蓄电池两端电压，输出电信号至电源管理主控模块1。
温度传感器模块5贴近蓄电池8的发热点，温度传感器模块5与电源管理主控模块1相连。温度传感器模块5采用bs18b20，用于检测蓄电池8温度，其初始化、rom操作、检测功能均由电源管理主控模块1控制。
第2电流传感器模块3与整车电源总开关k1串联，第2电流传感器模块3模块输出信号端与电源管理主控模块1相连，第2电流传感器模块3包括电流传感器、u形导体。其中，电流传感器采用sensitec公司基于各向异性磁阻效应的电流传感器cfs1000，u形导体采用参考电流传感器cfs1000导体手册设计由铜材料制作而成的u形导体。u形导体与电流传感器cfs1000上下贴合、绝缘固定，u形开口方向与电流传感器方向相反，并关于电流传感器cfs1000左右对称。第2电流传感器模块用于检测起动机启动过程中的启动大电流。当电流流过u形导体时，与其贴合的电流传感器cfs1000基于各向异性磁阻效应，输出电信号，传送至电源管理主控模块。
分析第1电流传感器模块与第2电流传感器模块采集的数据，可以得到启动机用电电流，实现对启动大电流的监测。
电源管理主控模块采用飞思卡尔芯片mc9s12xs为主要控制芯片，控制第1电流传感器模块、第2电流传感器模块、电压传感器模块、温度传感器模块的实时检测功能，处理检测模块输出的电信号，进行数据判断与存储，并以此数据为依据控制保护电路。此外，电源管理主控模块还具有两大特征：内置蓄电池荷电状态(soc)算法11、具备can总线通信接口12。
蓄电池荷电状态(soc)算法11，该算法使用开路电压法和安时积分法相结合。实现的方式是根据电池的温度校正电池容量，以存储器中存储的电池特定放电特性数据为依据，并采集蓄电池的开路电压、充放电电流，运用剩余电量计算算法计算蓄电池的剩余电量。同时，监测蓄电池循环充放电次数，根据特定电池的特性对剩余电量进行校正。
该算法中所用到电池特性参数包括：实时监测与处理所得数据、特定的电池放电特性数据和校正参数。实时监测与处理所得数据可作为蓄电池的工作日志，存储在主控制模块的flash区。
can总线通信接品与车身can总线13相连。电源管理主控模块，一方面通过此技术，将电流i、电压u、温度t、soc数据以及过流、过压、欠压、高温等报警信息上传到至驾驶室，通过显示器显示。另一方面，也接收对电源管理系统、蓄电池等的控制信号。电源管理系统通过can总线can_h与其他控制单元实现信息与资源的共享，实现智能、高效的系统控制，提高系统的可靠性与可维护性。同时，通过can总线can_l将电源管理系统数据和工作日志传输至后台数据库，为后台电源管理数据14的分析奠定基础，为实现事故分析、故障预警、维护保养建议等增值服务提供数据支持。
保护电路模块，该模块包括车用自恢复保险、继电器、电子开关。其中，车用自恢复保险主要对瞬时短路电流进行分断保护；继电器主要对其分段范围内的过载电流进行分段保护。车用自恢复保险与继电器均属于机械式硬件保护。电子开关是主控制器根据检测与处理所得数据进行判断，根据判断结果控制电子开关动作，起到保护作用。
电池充放电控制模块，保证在汽车行驶期间，动态电源管理将发电机产生的电流按需分配给不同的电器，当发电机输出电流大于用电设备所需时，它便会进行调节处理，控制发电机给蓄电池供电，使其达到最佳充电状态。