一种独立运行的汽车电源安全监测保护装置及方法与流程

本发明涉及一种监测保护装置，尤其涉及一种独立运行的汽车电源安全监测保护装置，并涉及应用于该独立运行的汽车电源安全监测保护装置的汽车电源安全监测保护方法。

背景技术：

目前汽车很少有专门的蓄电池电气安全防护措施存在。早期的简单功能汽车，新蓄电池可以在停车后的15天之内顺利启动，而目前汽车由于更多的车载用电器的存在，这一时间已经缩短至五天左右。因此对于不经常使用的车辆，存在需要接火启动的情况。

而随着汽车功能的日渐增多，汽车蓄电池的容量却一直维持十几年前的水平。目前大多数汽车并没有加入车载电瓶的停车后电源管理系统，车载后装设备日益繁多，给本来就没有余量的汽车电瓶增加了更多的负担。更为严重的是，在汽车的实际应用中，忘记关闭车内照明灯、阅读灯、示宽灯、转向灯甚至大灯的司机并不在少数，而大多数车辆的这些用电设施并不受车钥匙的直接控制，也不会在灯具使用一段足够长的时间后自动关闭。因此汽车就会出现启动不了、行驶中发电机不充电（趴窝）或自燃等事件，为车主带来救援，更换电瓶，甚至可能存在烧毁车辆的经济损失。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够尽量避免汽车亏电不启动、行驶中发电机不充电趴窝以及异常隐蔽漏电等问题的独立运行的汽车电源安全监测保护装置，并涉及应用于该独立运行的汽车电源安全监测保护装置的汽车电源安全监测保护方法。

对此，本发明提供一种独立运行的汽车电源安全监测保护装置，包括：主控制盒、传感器模块、主断电回路、蓄电池、应急供电端子和外置监控设备接线盒，所述主控制盒通过接线柱连接至所述蓄电池的负极，所述蓄电池的正极连接至所述主控制盒的电压检测端子；所述传感器模块、主断电回路和应急供电端子分别与所述主控制盒相连接，所述主控制盒通过外置监控设备接线盒连接至外部的监控设备；其中，所述主控制盒通过周期性的检测汽车主回路上的停车电流，记录蓄电池的电压曲线、驾驶舱温度、发动机舱温度、车身震动和ACC状态中的任意一种或几种汽车电源数据，进而获取汽车的实际状态以执行蓄电池的开关控制。

本发明的进一步改进在于，所述传感器模块包括震动传感器、发动机舱传感器和温度传感器中的任意一种或几种。

本发明的进一步改进在于，还包括故障指示模块和/或声音报警模块，所述故障指示模块和声音报警模块分别与所述主控制盒相连接。

本发明的进一步改进在于，当检测到汽车熄火后，判断汽车主电回路的电流维持时长是否达到预设阈值，若是，则所述主控制盒控制所述汽车电源安全监测保护装置进入休眠模式，并断开主断电回路。

本发明的进一步改进在于，当主控制盒接收到传感器模块的震动信号时触发唤醒所述汽车电源安全监测保护装置，并判断汽车震动是否为意外震动，若为意外震动则执行蓄电池关闭，否则执行蓄电池开启。

本发明的进一步改进在于，当所述震动信号为意外震动时，通过应急供电端子对外部的监控设备供电；当所述震动信号为正常震动时，通过主控制盒接通汽车主回路实现整车供电。

本发明的进一步改进在于，当所述蓄电池电压降低至启动临界点范围，则控制所述汽车电源安全监测保护装置进入低功耗模式，切断主断电回路，并启动无线检测以通过专用遥控打开接通汽车主回路实现汽车启动。

本发明还提供一种独立运行的汽车电源安全监测保护方法，应用于如上所述的独立运行的汽车电源安全监测保护装置，并包括以下步骤：

步骤S1，通过电压检测和/或电流检测，判断蓄电池的电压曲线是否正常，若蓄电池的电压低于低压阈值，则延时切断所述主断电回路并显示故障信息；若蓄电池的电压正常，则跳转至步骤S2；

步骤S2，判断驾驶舱温度或发动机舱温度是否正常，若是则跳转至步骤S3，若否则立即切断所述主断电回路并显示故障信息；

步骤S3，检测并判断是否存在意外震动，若是则执行蓄电池关闭以进入休眠状态，若否则返回步骤S1，实现循环监测。

本发明的进一步改进在于，还包括步骤S4，在发动机启动后，判断蓄电池是否充电，若否，则发出报警信号并显示故障信息。

本发明的进一步改进在于，当所述蓄电池电压值高于电压阈值，且检测到存在持续或周期性的大电流放电情况时，所述主控制盒自动切断汽车主回路；当所述蓄电池电压值高于电压阈值，且检测到突变大电流时，所述主控制盒自动切断汽车主回路。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：独立于汽车原电气系统而独立工作，可以最大程度上减少汽车低电无法启动、自燃、路途中因电气系统故障引起的抛锚、车体隐含短路以及漏电等故障，实现了汽车电源的自动安全监测和保护，避免车主因为粗心大意忘记关闭相关电路而带来拖车、接火或起火等意外损失；在此基础上，本发明采用超低功耗设计，内置独立电池，待机周期足够汽车泊车周期，通过实验测试，本发明可以连续泊车三个月依然正常启动。

附图说明

图1是本发明一种实施例的系统结构示意图；

图2是本发明一种实施例的系统框架图；

图3是本发明一种实施例的工作流程示意图；

图4是本发明一种实施例的详细工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1所示，本例提供一种独立运行的汽车电源安全监测保护装置，包括：主控制盒1、传感器模块2、主断电回路3、蓄电池4、应急供电端子5和外置监控设备接线盒6，所述主控制盒1通过接线柱连接至所述蓄电池4的负极，所述蓄电池4的正极连接至所述主控制盒1的电压检测端子；所述传感器模块2、主断电回路3和应急供电端子5分别与所述主控制盒1相连接，所述主控制盒1通过外置监控设备接线盒6连接至外部的监控设备；其中，所述主控制盒1通过周期性的记录蓄电池4的充电电压和电压上升曲率，开ACC后的轻负载电压和下降曲率，接通启动机的持续时间和最低电压并长期记录分析，从而判断出当前蓄电池4的老化情况，根据数据分析智能的调整蓄电池4的泊车关断电压阈值，进而获取汽车的实际状态以执行蓄电池4的开关控制，比如当电压曲线的电压值低于启动临界点时，自动切断主断电回路3以停止蓄电池4的供电等开关控制。本例通过为汽车加入低功耗独立运行的一套汽车电源安全监测保护装置，通过周期性的检测汽车低压电器主回路上的停车电流，记录蓄电池4的电压曲线，监视驾驶舱温度、发动机舱温度、车身震动以及ACC状态等汽车电源数据，智能判断当前汽车的实际状态，并执行相关的蓄电池4保护动作。从而可以最大限度的避免汽车亏电不启动，行驶中发电机不充电趴窝，避免异常隐蔽漏电（可能引发自燃）以及整车亏电被盗等常见用车意外事件，并在适当的时候提醒车主更换蓄电池。

如图1和图2所示，在硬件中，所述汽车电源安全监测保护装置的主断电回路3通过主控制盒1的两个较粗的接线柱连接在蓄电池4的电瓶负极和车身搭铁（汽车电气系统采用单线制式,蓄电池的一个电极接到车体上，简称车身搭铁）之间，所述蓄电池4的电瓶正极通过较细的接线柱连接至主控制盒1的电压检测端子，独立的外置监控设备接线盒6通过独立分布的较细接线柱连接至主控制盒1。所述汽车电源安全监测保护装置通过必要的内置和外置传感器综合感知车辆的信息，从而通过主断电回路3和应急供电端子5灵活的管理汽车的泊车能源。

如图1和图2所示，本例所述传感器模块2包括震动传感器、发动机舱传感器和温度传感器中的任意一种或几种，其中，所述震动传感器和发动机舱传感器已经内置；如果需要检测驾驶舱温度，则需要插入带连线的温度传感器，并做好布线。本例还包括故障指示模块7和/或声音报警模块8，所述故障指示模块7和声音报警模块8分别与所述主控制盒1相连接，所述故障指示模块7优选包括通信模块，进而能够通过故障指示模块7远程发送报警信息至车主手机，以实现故障显示；所述声音报警模块8优选包括蜂鸣器，进而实现蜂鸣器等声音报警。

为了解决功耗问题，本例当检测到汽车熄火后，判断汽车主电回路的电流维持时长是否达到预设阈值，若是，则所述主控制盒1控制所述汽车电源安全监测保护装置进入休眠模式，并断开主断电回路3，深度保存蓄电池3的电量，通过实验，本例内置蓄电池3的锂电池可以供汽车泊车状态三个月以上。

本例当主控制盒1接收到传感器模块2的震动信号时触发唤醒所述汽车电源安全监测保护装置，并判断汽车震动是否为意外震动，若为意外震动则执行蓄电池4关闭，否则执行蓄电池4开启。当所述震动信号为意外震动时，通过应急供电端子5对外部的监控设备供电；当所述震动信号为正常震动时，通过主控制盒1接通汽车主回路实现整车供电。所述意外震动指的是汽车被周围物体接触震动，而正常震动指的是车主上车或是正常点火启动的振动，为了达到低功耗和静默安全工作的目的，所述主断电回路3配备了专用的磁保持继电器，避免了传统电磁式继电器需要较大维持电流的缺点。也就是说，本例所述主断电回路3优选通过磁保持继电器切断汽车主回路的供电。

本例设置了单独且单一的主断电回路3实现汽车主回路的通断控制，当所述汽车电源安全监测保护装置唤醒需要供电时，主断电回路3中会有相对较大的电流，因此设计了应急供电端子5实现临时供电子回路，用于在收到意外震动后，只给外部的监控设备实现停车监控以及给故障指示模块7和/或声音报警模块8实现停车警报等安防电路供电，而识别到车主已经上车并准备启动汽车的正常震动时，接通汽车主回路，给整车供电。

本例当所述蓄电池4电压降低至启动临界点范围，则控制所述汽车电源安全监测保护装置进入低功耗模式，停止一切高功耗检测活动，使得该装置进入深度休眠节电模式，节约自身内置电池电量，从而提供更长时间的启动遥控信号的无线检测待机时间并切断蓄电池主断电回路3；所述高功耗检测活动其实就是正常工作模式下的汽车检测活动，这个正常工作模式对电流消耗很大，因为要实时检测很多状态，系统要全速运行，电能消耗相对比较大。所述启动临界点范围指的是电压启动临界点或是针对蓄电池4设置的一个低压阈值，该低压阈值可以默认由系统根据蓄电池老化情况自主调整或根据实际需要进行自定义的强制调整和设置。

如图3和图4所示，本例还提供一种独立运行的汽车电源安全监测保护方法，应用于如上所述的独立运行的汽车电源安全监测保护装置，并包括以下步骤：

步骤S1，通过电压检测和/或电流检测，判断蓄电池4的电压曲线是否正常，若蓄电池4的电压低于低压阈值，则延时切断所述主断电回路3并显示故障信息；若蓄电池4的电压正常，则跳转至步骤S2；该延时切断所述主断电回路3的延时时间可以根据实际需要进行设置，优选为停车后车主可能在车内停留的最长时间，例如两个小时；

步骤S2，判断驾驶舱温度或发动机舱温度是否正常，例如：判断是否有火情触发，若是则跳转至步骤S3，并通过对应的车载设备，对存储好的监控号码依次发出火情警报拨出电话；若否则立即切断所述主断电回路3并显示故障信息；

步骤S3，检测并判断是否存在意外震动，若是则执行蓄电池4关闭以进入休眠状态，若否则返回步骤S1，实现循环监测。

在汽车正常状态下，应该是ACC状态为正常点火启动且蓄电池4为充电的状态。本例通过传感器模块2实现实时检测，当检测到ACC状态为启动但蓄电池4不充电时，判断为发电机故障，此时，将会第一时间通过声音报警模块8发出声音告警，或者通过故障指示模块7远程发送报警信息至车主手机，提醒车主汽车的蓄电池4将会亏电；此种状态下汽车可以正常启动，但汽车会在蓄电池4出现电压过低的时候，电喷点火系统无法工作，从而导致汽车行车途中熄火，造成需要远程救援拖车的后果。本例当检测到发动机不启动且ACC状态为启动时，所述汽车电源安全监测保护装置会定期检测蓄电池4的电压，在降低到启动临界电压点的时候，将会主动提醒车主并切断车载电器等高功耗的供电和检测活动，防止汽车无法启动，造成不必要的麻烦。

本例当检测到发动机不启动且ACC状态为关闭且带钥匙状态，此种状态下虽然ACC状态为关闭，但有部分车载电器依然可以运行耗电，所述汽车电源安全监测保护装置依然会周期性检测蓄电池4的电压，防止蓄电池4的电压过低无法启动。

本例当检测到发动机不启动并拔开钥匙状态，则判断为车主离开状态，此种状态下会执行更低频率的超低功耗电压检测动作，同时可以被主断电回路3上的跳变电流和外界的意外震动实现唤醒，执行泊车检测。当检测到蓄电池4的电压低至保护值时，将会主动切断低圧回路，保存蓄电池4的电瓶电量。

因此，如图3和图4所示，本例还优选包括步骤S4，在发动机启动后，判断蓄电池4是否充电，若否，则发出报警信号并显示故障信息，以防止提醒车主汽车的蓄电池4将会亏电，提醒车主汽车出现了发电机故障。

本例当所述蓄电池4电压值高于电压阈值，且检测到存在持续或周期性的大电流放电情况时，本例中，超过10mA的电流就可以认为是大电流了，因为这种电流持续时间长了，就容易导致电瓶馈电损坏；例如忘记关闭阅读灯、车内照明灯、示宽灯或行车灯，又或是刹车损坏而刹车灯常亮时都会有持续的大于正常泊车的电流存在，这种超过10mA的电流就称之为大电流。忘记关闭紧急双闪灯、误触发转向灯或者有隐藏漏电点存在时，会出现周期性的、断续的电流存在。当出现这些情况时，所述主控制盒1自动切断汽车主回路，防止继续放电造成无法启动；当所述蓄电池4电压值高于电压阈值，且被突变大电流时，所述主控制盒1自动切断汽车主回路，防止局部短路继续恶化而造成自燃。

本例当所述汽车电源安全监测保护装置保护断开主断电回路3以节省蓄电池4的电量的同时，在检测到汽车非法震动的时候，所述汽车电源安全监测保护装置会为车载安全线路部分独立供电一段时间，使车辆临时启动自带防盗功能以及停车录像等安保功能；当震动消失超过预设时间（可自定义设置）后，再次进入断电模式。

本例独立于汽车原电气系统而独立工作，可以最大程度上减少汽车低电无法启动、自燃、路途中因电气系统故障引起的抛锚、车体隐含短路以及漏电等故障，实现了汽车电源的自动安全监测和保护，避免车主因为粗心大意忘记关闭相关电路而带来拖车、接火或起火等意外损失；在此基础上，本例采用超低功耗设计，内置独立电池，待机周期足够汽车泊车周期，通过实验测试，本例可以连续泊车三个月依然正常启动。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。