一种混合动力汽车分布式安全监测系统的制作方法

本实用新型涉及到混合动力汽车技术领域，特别是一种混合动力汽车分布式安全检测系统。

背景技术：

目前，新能源电动汽车的安全性受到的关注越来越大，纯电动车以及混合动力车的推广应用导致车辆自燃事件增加，近年以来发生的多起新能源公交车起火、自燃事件导致车辆烧毁以及人员死亡的严重后果，给车辆厂家和电池厂家造成较大的经济损失和强烈社会影响。公交车火灾事件主要是体现在电池、发动机及高压部件、可燃气体三个方面。由于新能源汽车主要采用动力锂电池做为能量源，电池的安全性在汽车安全中显得尤为重要，锂电池电芯以串联方式多箱成组而成。锂离子电池电芯的正极、负极和隔膜材料均为易燃和可燃物质，并且热稳定性较差，在温度升高时会释放出大量的可燃和助燃气体，在电池箱体内部濒临燃烧时，通过探测器检测电池仓内环境变化，(烟雾、一氧化碳、温度)等信息，以获取早期的火情警告；在混合动力汽车上，在汽车的尾部有后置的发动机仓、高压电器仓，是一个密闭的空间，空间是狭小，发动机工作在高温状态，高压电器仓内电气设备亦工作在大电流，高电压状态下，内路电气线路，管路布置复杂，油管长期震动、腐蚀、局部高温环境提早老化，与其它管路碰擦损坏，造成渗漏，在高温状态下，会形成火灾隐患，高压电气仓在汽车行驶过程中的因环境密闭，过流冲击、灰尘、振动等因素，造成电气线路老化、漏电等问题，引发火灾；公交车易燃品火灾是公交车火灾事件最为常见的方式，由于人为或非人为的原因，常有乘客携带可燃气体或可挥发性气体乘车，或发生泄露或燃烧等情况，发生事故后造成人员伤亡或车辆焚毁现象。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种混合动力汽车分布式安全监测系统，其包括监测主机和多个监测从机，所述监测主机包括主机处理器、主机2.4G无线模块、主机网络配置单元、CAN通讯接口、显示单元；

所述监测从机包括从机处理器、从机网络配置单元、从机2.4G无线模块、地址配置单元、多个安全监测单元；

所述监测主机中的主机2.4G无线模块与主机网络配置单元、主机处理器交互式连接，显示单元与主机处理器交互式连接，CAN通讯接口与主机处理器交互式相连接；

所述监测从机中从机2.4G无线模块与从机网络配置单元、从机处理器交互式连接，地址配置单元与从机处理器交互式相连接，各安全监测单元分别与从机处理器相连接。

较佳地，所述监测从机通过地址配置单元设置成不同网络地址，分别放置于车辆的发动机仓、高压电器仓、电池仓、车厢内的多个监测点；

所述监测从机将监测到的数据通过从机2.4G无线模块传送给监测主机的主机2.4G无线模块。

较佳地，所述的监测主机、监测从机之间分别通过主机网络配置单元、从机网络配置单元对网络进行网络地址、通讯节点配置，以单播发送或广播接收的方式，选择相应的物理通道完成数据进行接收或发送。

较佳地，所述监测从机与监测主机之间的数据传输的过程中，传输的数据包中包含有安全监测单元的地址信息，监测主机通过对接收到的数据包中的信息解析，获得该监测从机当前安全监测单元地址信息和采集到的数据信息。

较佳地，在监测从机中，从机处理器将接收到的温度信息、CO浓度信息、可燃气体浓度、烟雾浓度信息按系统网络协议要求的格式对数据进行封装，封装的数据包中还包含有该监测从机的地址配置信息，数据校验信息和监测从机的内部状态、告警信息；数据封装完成后，定期通过从机2.4G无线网络模块将数据发送出去，在无线数据发送环节，从机处理器首先读取保存在处理器内部存储器中的配置信息，并按配置要求对无线传输链路中的网络地址、节点地址、进行配置，然后选择相应的物理通道，每一个物理通道对应一个通讯频点，同一个系统内的监测主机、监测从机必须在同一通讯频点下的节点之间才可能互相通信；在同一工作区域内的相邻网络，采用不同的通讯频点，以避免相互干扰导致通信效率降低；选择相应的频点后，从机2.4G无线模块自动切换工作频率到该频点上，并返回一个信息给处理器，并启动数据发送，直至处理器查询到数据发送完毕，完成一次信号传输过程。

较佳地，在无线数据接收端，监测主机通过与监测从机同样的无线传输链路中的网络地址、节点地址、进行配置，然后选择相应的物理通道，并启动数据接收过程，监测主机始终处于数据查询接收状态，通过对网络地址、节点地址和通讯频点的匹配，对该频点上的所有信息均进行比对、接收，并做出相应的判断；并将监测结果发送到显示单元，进行实时显示，同时通过CAN总线网络，将信息传送给仪表单元。

较佳地，所述的监测主机实时接收各监测从机发送的数据信息，当监测结果超过设定值时，由监控主机将报警信号在显示单元上进行告警显示，并通过CAN总线网络传送给仪表。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过多种高灵敏度的传感器对电池工作环境的气体样品进行精确分析，实时监测，一旦发生异常，将立却通过无线网络传送给监测主机；同时对发动机仓、高压电器仓内的温度、烟气状态进行监测，当发动机仓、高压电器仓内温度异常或检测到有烟雾状态时，监测从机将立却通过无线网络传送给监测主机，实现提前预警；在公交车的车厢内，人员集中，情况复杂，通过技术手段，在车内不同的位置安置检测单元，当有乘客携带易燃品上车后，检测单元内的气体探测器表面引起氧化反应，其产生的热量使其的温度升高，而传感器的电阻率便发生变化；监测装置能通过检测传感器的变化来判断危险情况的发生，发出警报或进行提前预警防止事故的发生。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的监测从机方框图；

图2为本实用新型实施例提供的监测主机方框图；

图3为本实用新型实施例提供的监测从机数据发送流程图；

图4为本实用新型实施例提供的监测主机数据接收流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,本实用新型实施例提供了一种混合动力汽车分布式安全监测系统，包括监测主机和多个监测从机，监测主机包括主机处理器、主机2.4G无线模块、主机网络配置单元、CAN通讯接口、显示单元；监测从机包括从机处理器、从机网络配置单元、从机2.4G无线模块、地址配置单元、安全监测单元，本实施例中安全监测单元包括温检检测单元、CO检测单元、可燃气体监测单元、烟雾监测单元等；

监测主机中2.4G无线模块与网络配置单元、处理器交互式连接，显示单元与处理器交互式连接，CAN通讯接口与处理器交互式相连接；监测从机中2.4G无线模块与网络配置单元、处理器交互式连接，地址配置单元与处理器交互式相连接，温度检测单元、CO检测单元、可燃气体检测单元、烟雾检测单元与处理器相连接。

监测从机分别安装于车厢内部前部车门、中部、后部、各个电池仓、发动机仓、高压电器仓内部。每个监测从机均配置有相应有检测传感器，用于监测当前环境的温度、气体浓度或烟雾浓度值，监测从机的内部结构图如图1所示，检测前端包括温检检测单元、CO检测单元、可燃气体监测单元、烟雾监测单元，主要用来监测当前环境中的烟、气、温度等参数的变化，当有乘客携带易燃品上车后，检测单元内的气体探测器表面引起氧化反应，其产生的热量使其的温度升高，而传感器的电阻率便发生变化。监测装置能通过检测传感器的变化来判断危险情况的发生，发出警报或进行提前预警防止事故的发生；当锂电池的内部发生短路或过热后，会有一系列复杂的化学反应发生，伴随着释放大量的化学气体、烟雾，当一氧化碳扩散到气体传感器时，其输出端产生电流输出，通过信号调理电路，提供给处理器中的采样电路，将化学能转化为电能的作用。当气体浓度发生变化时，气体传感器的输出电流也随之成正比变化，处理器经过运算得到当前的CO浓度值。当密闭的空间中产生烟雾后，会引起监测从机中烟雾传感器电离室电压变化，监测从机通过产生的电压变化来感知烟雾粒子的微电流变化实现烟雾检测。当烟雾粒子进入电离室，改变了电离室空气的电离状态，电离室的等效电阻增加引起电离室两端的电压增大，通过信号调理后，送入到处理器单元，处理器经过综合运算，得到一个检测结果。在发动机仓、高压电器仓和电池仓中的监测从机，还同时监测当前环境的温度变化，当上述环境由于某些原因导致温度升高后，该温度值亦会通过监测从机进行采集并被传送给监测主机。

由于混合动力汽车的动力电池、发动机仓、高压电器仓及车厢之间相互独立，为了便于安装与监测位置调整，实现最佳状态监测，各从机监测单元与主机监测单元之间采用无线网络通讯方式，采用2.4G无线模块，通过分布式安装，对主从机网络地址、节点配置，通讯频点进行配置，不同的监测网络可以配置成相应的通讯信道，当多个监测从机接入一个系统时，为了便于识别不同的监测从机和其监测位置，本方案中采用了一种对多个网络单元进行地址分层规划的方式，对每一个监测系统分配一个独立的网络号，同一个网络号内的每一个监测从机，其节点地址各不相同，从源头上保证了传输通道的独立性，当有多个系统时，为了防止在通讯过程中频率相互干扰，我们对2400M-2483M内的频点进行划分，将其划分成24个不同的频点，同一个系内的主、从机，必须在同一通讯频点下的节点之间才可能互相通信。在同一工作区域内的相邻网络，采用不同的通讯频点，以避免相互干扰导致通信效率降低。监测主机、从机的2.4G模块单元，其硬件结构相同，为了便于对系统中监测主机、从机的网络地址、节点、通讯频点进行分配，在系统中的监测主机、从机中均设置了一个网络配置单元，通过上位机对模块的网络地址、节点、通讯频点进行分配，2.4G无线模块收的配置信息结果保存在处理器中内置的存储器单元中。实现数据传输链路中无线网络段的地址识别和配置。

由于监测从机完全相同，在数据采集端的识别通过硬件识别方式，在每个监测从机中，均配置有一个地址配置单元，监测从机开始工作之前，在硬件上对其进行配置，通过改变其二进制地址编码，实现监测从机的数据采集地址识别。在数据传输的过程中，传输的数据包中就包含有硬件地址信息，监测主机通过对接收到的数据包中的信息解析，获得该监测从机当前硬件地址信息和采集到的数据信息，监测从机数据发送的流程与监测主机的数据接收流程如图3所示。在监测从机中，处理器将接收到的温度信息、CO浓度信息、可燃气体浓度、烟雾浓度信息按系统网络协议要求的格式对数据进行封装，封装的数据包中还包含有该监测从机的地址配置信息，数据校验信息和监测从机的内部状态、告警信息等。数据封装完成后，定期通过2.4G无线网络模块将数据发送出去，在无线数据发送环节，处理器首先读取保存在处理器内部存储器中的配置信息，并按配置要求对无线传输链路中的网络地址、节点地址、进行配置，然后选择相应的物理通道，每一个物理通道对应一个通讯频点，同一个系统内的监测主机、监测从机必须在同一通讯频点下的节点之间才可能互相通信。在同一工作区域内的相邻网络，采用不同的通讯频点，以避免相互干扰导致通信效率降低。选择相应的频点后，2.4G无线模块自动切换工作频率到该频点上，并返回一个信息给处理器，并启动数据发送，直至处理器查询到数据发送完毕，完成一次信号传输过程。

在无线数据接收端，监测主机通过与监测从机同样的无线传输链路中的网络地址、节点地址、进行配置，然后选择相应的物理通道，并启动数据接收过程，与监测从机不同的是，监测主机始终处于数据查询接收状态，通过对网络地址、节点地址和通讯频点的匹配，对该频点上的所有信息均进行比对、接收，并做出相应的判断。并将监测结果发送到显示单元，进行实时显示，同时，通过CAN总线网络，将信息传送给仪表单元。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。