专利名称：可显示已用电量的智能型蓄电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蓄电池，特别是为纯电动动力汽车提供动力的对使用电量能
准确度量、显示并易于更换的可显示已用电量的智能型蓄电池。
背景技术：
随着化石能源的日趋枯竭，以及化石能源的大量使用对人类生存环境的污染日益 严重，研究可推广可再生能源和清洁能源已成为改善人类生存环境和可持续发展的重大战 略问题。汽车是能源消耗的重要领域，发展和推广电动汽车对实现能源多样化和可持续发 展意义重大。 我国一直很重视清洁、高效汽车技术的开发。电动汽车被列入国家863重大专项 后，在整车开发方面主要有燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车3种技术。相对于混 合动力汽车和燃料电池汽车，纯电动汽车有自身的优势。纯电动汽车以电动机代替燃油机， 噪音低、无污染，电动机、油料及传动系统少占的空间和重量可用以补偿电池的需求；且因 使用单一的电能源，电控系统相比混合电动车大为简化，降低了成本，也可补偿电池的部分 价格。而且，纯电动车的电池可在夜间利用电网的廉价"谷电"进行充电，可以平抑电网的 峰-谷差。对车主而言，利用分时计价的廉价"谷电"，降低运行成本。总之，对国家、对电 网、对环境、对用户，都是利益多多。 现在，随着我国对纯电动汽车研发力度的加大，我国纯电动汽车在技术上已经非 常成熟。比亚迪研制的首款纯电动汽车F3e已在2006年的北京国际车展上亮相。据介绍， F3e最高时速达150公里，0-100km/h加速时间只要13. 5秒，百公里耗电12度， 一次充电后 行驶里程达350公里。尽管我国纯电动汽车技术已经非常成熟，但纯电动汽车产业化、广泛 的推广还有些具体的问题需要解决 1、充电难是纯电动汽车产业化面临的最大问题。在电动汽车充电站10分钟可充 满70%的电，但快速充电会降低电池的使用寿命，消费者要为降低了使用寿命的电池买单， 不会被广大消费者所接受。而在家庭或停车场使用普通电源充电，220伏大约要20小时才 可以全部充满。 为解决充电难的问题，可以将纯电动汽车购换电池的过程仿真建成成品石油公平 交易的模式，即电动车辆能源供给贸易体系的电动汽车换电站网络系统。用"换"代替"充"， 把专业且费时费力的充电工作交给第三方承担。也就是电能没有直接从电网下载销售给纯 电动汽车用户，而是经过对动力电池组充电的层面销售。 2、对于这种新型的销售方式需要一种公平交易的模式，需要蓄电池作为电能的载 体要明确地度量并显示能量的使用、损耗情况，从而电动汽车用户按使用电量付费，充电站 按使用电量收费。
发明内容鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种新式符合纯电动汽车快速更换，使用电量能准确度量并显示的蓄电池。 本实用新型通过如下结构达到上述目的本实用新型是一种可显示已用电量的智 能型蓄电池，其特征在于蓄电池上嵌入一个集度量、计算、存储和显示于一体的智能装置， 该智能装置由电流采样电路、A/D转换电路、单片机电路、LCD显示器和CAN总线模块构成， 电流采样电路的输出信号送至A/D转换电路，A/D转换电路信号输出端与单片机芯片连接， 单片机电路信号输出端分别与LCD显示器和CAN总线模块连接，CAN总线模块有低电量报 警信号输出端与驾驶台仪表盘低电量指示灯连接，CAN总线模块与显示清零控制键连接。 本实用新型中嵌入蓄电池上的智能装置的工作原理是单片机芯片通过使用电量 的采集电路每秒钟固定次数地采集电流数据，并将其求平均值，得到每秒钟的平均使用电 流，再将使用过程中每秒钟的平均电流值以积分的形式累加起来，得到蓄电池累计使用的 安时数。单片机芯片将该累计使用安时数记录下来，并驱动液晶显示器将其显示出来。当 电量不足时，单片机通过CAN总线控制报警装置通知驾驶员。 充电站对使用过的蓄电池进行充电后可通过CAN总线将蓄电池上显示的已用电
量清零。 本实用新型采取以上技术措施后，将纯电动汽车用动力蓄电池的电源接口标准 化，与所有的纯电动汽车的电源接口保持一致，并通过智能电路使蓄电池的用电量能准确 度量并显示。此举不仅使纯电动汽车补充能量、更换蓄电池更为快捷，同时使蓄电池的已用 电量一 目了然，交易过程中不会引起任何量价的争议。 本实用新型的有益效果是解决了纯电动汽车用动力蓄电池补充电量过程中以 "换"代替"充"的新型交易模式中电量度量的问题，使纯电动汽车的全面市场化产业化成为 可能。
图1是本实用新型的电路框图。 图2是本实用新型的使用电流即时采样电路图。 图3是本实用新型的使用电量采集、计算、处理电路图。
具体实施方式实施例l 在图1 、图2中，电流采样电路中设置一个阻值很小的采样电阻Rl将电流信号转换 成电压信号后输入A/D转换装置，A/D转换装置将模拟信号转换成数字信号后由单片机电 路读入，单片机电路将采集到的信号进行计算、累加，再将累计的使用电量送到LCD显示器 进行实时地显示。当单片机电路判断出动力蓄电池电量低时，通过CAN总线模块将低电量 报警信号传送到驾驶台仪表盘上设置的低电量指示灯，通知驾驶员。当蓄电池在充电站充 电完成后，工作人员通过CAN总线模块输入清零显示密码到单片机电路，单片机电路判断 密码正确后，将LCD显示器的显示值清零。在图2中，采样电阻R1与蓄电池及电动机串联， 将电动汽车行车状态中，蓄电池使用的即时电流信号转换成电压信号，并由接口 C0N2将信 号送到图3中的信号采集、计算、处理电路进行处理。在图3中，A/D转换器电路U2采用芯片TLC594，通过其左边的接口 C0N2将电流采样电路采集到的即时电流信号送到U2芯片进行模数转换，将转换好的数据送到单片机 电路进行计算、累加。单片机电路由Ul芯片STC89C52及其左下方的由晶振、电容、电阻等 器件构成的时钟、复位电路组成。单片机电路将计算累加好的数据送到LCD显示电路显示。 LCD显示电路由接口 C0N14和LCD液晶显示器电路构成。单片机通过接口 C0N14将控制信 号以及待显示数据传送到LCD液晶显示器电路，将蓄电池使用的安时数显示出来。如果单 片机电路探测到蓄电池电量低时，通过CAN总线接口电路将电量低的报警信号传送到驾驶 台，提醒驾驶员应该更换电池。CAN总线接口电路U3由CAN总线控制芯片SJA1000和单线 CAN总线控制器U4由芯片AU5790及其外围电路构成。单片机通过芯片U3实现对CAN总线 的控制，并通过芯片U4完成对CAN总线数据的收发。
权利要求一种可显示已用电量的智能型蓄电池，其特征在于蓄电池上嵌入一个集度量、计算、存储和显示于一体的智能装置，该智能装置由电流采样电路、A/D转换电路、单片机电路、LCD显示器和CAN总线模块构成，电流采样电路的输出信号送至A/D转换电路，A/D转换电路信号输出端与单片机芯片连接，单片机电路信号输出端分别与LCD显示器和CAN总线模块连接，CAN总线模块有低电量报警信号输出端与驾驶台仪表盘低电量指示灯连接，CAN总线模块与显示清零控制键连接。
专利摘要本可显示已用电量的智能型蓄电池，将纯电动汽车用动力蓄电池的电源接口标准化，与纯电动汽车的电源接口保持一致，并通过智能装置使蓄电池的用电量能准确度量并显示。使纯电动汽车补充能量、更换蓄电池更为快捷，使蓄电池的已用电量一目了然，交易过程中不会引起任何量价的争议。智能装置由电流采样、A/D转换、单片机电路、LCD显示器和CAN总线模块构成，解决了纯电动汽车用动力蓄电池补充电量过程中以“换”代替“充”的新型交易模式中电量度量的问题，使纯电动汽车的全面市场化产业化成为可能。单片机每秒钟固定次数地采集电流数据，得到每秒钟的使用电流平均值，再以积分的形式累加，得到蓄电池累计使用的安时数并记录下来，驱动液晶显示器显示出来。当电量不足时，单片机通过CAN总线控制报警装置通知驾驶员。
文档编号H01M10/48GK201498568SQ20092017682
公开日2010年6月2日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日
发明者徐学彬, 杨帆, 杨景常 申请人:西华大学