专利名称：一种汽车用铅酸蓄电池状态监测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车电子领域，具体涉及一种汽车用铅酸蓄电池状态监测装置。
背景技术：
随着消费者对汽车安全性和舒适性要求的日益提高，伴随而来的是大量电子电气配置的应用日益增加，对整车电气系统提出了更高的要求。为保证车辆电气系统的安全性和可靠性，需要实时监测汽车蓄电池的状态。另一方面，环境与能源问题日益严峻，迫使国内外各大汽车厂都在积极开展节能减排新技术的研究和应用，怠速起停系统由于技术成熟、对原车系统改动小、成本增加少等优势，应用日益广泛。而要实现怠速起停系统，需要实时地对汽车蓄电池状态进行监测。现有的，专利号为200580037411. 7，名称为“用于汽车的蓄电池电流传感器”的传感器只能监测蓄电池电流，不能监测电压、温度和荷电状态参数，不适用于电源管理系统以及怠速起停系统，且该装置安装在实车上后拆卸困难，不利于售后服务。专利号为 200810M4758. 4，名称为“蓄电池状态检测传感器，其电源管理系统以及监测方法”;该传感器只能监测蓄电池电压和电流，不能监测温度以及荷电状态参数，不适用于怠速起停系统。
发明内容
本发明的目的是提供了一种汽车用铅酸蓄电池状态监测装置，它能精确监测蓄电池电压、电流和温度参数，对电流进行积分计算荷电状态，用于电源管理系统或怠速起停系统。本发明所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置，包括传感器模块、微处理器模块和通讯模块；所述传感器模块的输出端与微处理器模块连接，所述微处理器模块与通讯模块连接，所述通讯模块通过LIN总线与电源管理系统或怠速起停系统的控制器连接进行数据通讯；所述传感器模块的输入端与蓄电池负极极柱连接，传感器模块由电压传感器、电流传感器和温度传感器组成；所述电流传感器串联在整车电流流回蓄电池正极的线束中。电压传感器用于检测蓄电池电压；电流传感器用于检测蓄电池电流；温度传感器用于检测蓄电池极柱温度。进一步，存储器模块与微处理器模块连接，用于存储数据。进一步，在所述传感器模块与微处理器模块之间连接有A/D转换模块，用于将检测的模拟量参数转换为数字量，送入微处理器模块。进一步，所述微处理器模块通过分段变增益方式精确监测蓄电池电流，对电流进行积分计算蓄电池荷电状态，并将电压、电流、温度和荷电状态处理结果送入通讯模块。由于蓄电池在实车上工作电流变化范围较大，起动瞬间峰值可达500A以上，点火钥匙拔出后的静态电流约在20mA左右，因此微处理器模块根据不同的策略范围选择合适的增益进行检测。本发明的电流测量范围包括三档低档-1 1A，中档-200 200A，高档-1000 1000A。在不同测量范围切换规则如下(1)若测量电流绝对值超过1.5A，则测量范围由“低档”切换至“中档”；
(2)若测量电流绝对值小于IA的持续时间超过1秒，则测量范围由“中档”切换到“低
档，，；
(3)若测量电流绝对值超过200A，则测量范围由“中档”切换到“高档”；
(4)若测量电流绝对值小于195A的持续时间超过ls，则测量范围由“高档”切换至“中
档，，。本发明所述的监测装置有三种工作模式即正常模式、唤醒模式和停机模式。当接收到电源管理系统或怠速起停系统的控制器发出的停机命令时，则进入停机模式。在停机模式下监测装置周期性唤醒自己，进入唤醒模式，并通过存储器记录并存储该时刻蓄电池状态参数。在电源管理系统或怠速起停系统的控制器发出工作命令时则返回正常模式，周期性检测并发送蓄电池状态参数。本发明一方面采用电压传感器、电流传感器和温度传感器，采用分段变增益的方式精确监测蓄电池电流，通过对电流进行积分计算荷电状态，并通过LIN总线方式传送给电源管理系统或怠速起停系统的控制器；能精确监测蓄电池电压、电流、温度和荷电状态参数，用于电源管理系统或怠速起停系统。另一方面它具有正常、唤醒和停机三种工作模式， 用于在停机模式下周期性唤醒监测蓄电池参数，所以可以减少功耗。
图1为本发明的结构原理图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置，包括传感器模块、A/D转换模块4、 微处理器模块5、存储器模块6和通讯模块7 ；传感器模块的输出端与A/D转换模块4的输入端连接，A/D转换模块4的输出端与微处理器模块5连接，微处理器模块5与存储器模块 6连接，微处理器模块5又与通讯模块7连接，通讯模块7通过LIN总线与电源管理系统或怠速起停系统的控制器连接通讯；传感器模块的输入端与蓄电池负极极柱连接，传感器模块由电压传感器1、电流传感器2和温度传感器3组成；电流传感器2串联在整车电流流回蓄电池正极的线束中。本发明中，作为一个具体实施例，微处理器模块5可采用专用芯片IHM-A-1500， 其根据不同的策略范围选择了合适的增益自行检测电流，其电流测量范围包括三档低档-1 1A，中档-200 200A，高档-1000 1000A。在不同测量范围切换规则如下
(1)若测量电流绝对值超过1.5A，则测量范围由“低档”切换至“中档”；
(2)若测量电流绝对值小于IA的持续时间超过1秒，则测量范围由“中档”切换到“低
档，，；
(3)若测量电流绝对值超过200A，则测量范围由“中档”切换到“高档”；
(4)若测量电流绝对值小于195A的持续时间超过ls，则测量范围由“高档”切换至“中
档，，。电压传感器1的电压采集精度为lmV，用于检测蓄电池电压；电流传感器2的采集精度根据测量档位不同分为低档精度为1mA，中档精度为10mA，高档精度为1A，用于检测蓄电池电流；温度传感器3的采集精度为1°，用于检测蓄电池极柱温度；A/D转换模块4用于将检测的模拟量参数转换为数字量，送入微处理器模块5 ；电压和电流信号的A/D采样周期为10ms，温度的A/D采样周期为60ms，软件滤波为一阶滤波器，时间常数为150ms。微处理器模块5通过分段变增益方式精确监测蓄电池电流，对电流进行积分计算蓄电池荷电状态，并将电压、电流、温度和荷电状态处理结果送入通讯模块7。 本发明有三种工作模式即正常模式、唤醒模式和停机模式；微处理器模块5按照 LIN通讯需求控制该装置的工作模式。当接收电源管理系统或怠速起停系统的控制器发出的停机命令，则进入停机模式，此时装置仍在供电，但不采集任何数据，仅记录停机时刻的数据。在停机模式下每隔Ih该装置通过微处理器模块5周期性唤醒自己，进入唤醒模式， 记录并存储该时刻的蓄电池状态参数。在电源管理系统或怠速起停系统的控制器发出工作命令时该装置返回正常模式，微处理器模块5周期性检测并将存储器模块6中所存数据输出。通讯模块7用于接收微处理器模块5的输出结果，将数据信息通过LIN总线输出，同时接收电源管理系统或怠速起停系统的控制器的命令信息。
权利要求
1.一种汽车用铅酸蓄电池状态监测装置，包括传感器模块、微处理器模块(5)和通讯模块(7);所述传感器模块的输出端与微处理器模块连接，所述微处理器模块与通讯模块连接，所述通讯模块通过LIN总线与电源管理系统或怠速起停系统的控制器连接通讯；其特征是所述传感器模块的输入端与蓄电池负极极柱连接，传感器模块由电压传感器(1)、电流传感器(2)和温度传感器(3)组成；所述电流传感器串联在整车电流流回蓄电池正极的线束中。
2.根据权利要求1所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置，其特征是一存储器模块 (6 )与微处理器模块(5 )连接，用于存储数据。
3.根据权利要求1或2所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置，其特征是在所述传感器模块与微处理器模块之间连接有A/D转换模块(4)，用于将检测的模拟量参数转换为数字量，送入微处理器模块。
4.根据权利要求3所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置，其特征是所述微处理器模块通过分段变增益方式精确监测蓄电池电流，对电流进行积分计算蓄电池荷电状态，并将电压、电流、温度、荷电状态的处理结果送入通讯模块。
5.根据权利要求1所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置，其特征是具备三种工作模式，即正常模式、唤醒模式和停机模式。
全文摘要
本发明所述的汽车用铅酸蓄电池状态监测装置，包括传感器模块、微处理器模块和通讯模块；所述传感器模块的输出端与微处理器模块连接，所述微处理器模块与通讯模块连接，所述通讯模块通过LIN总线与电源管理系统或怠速起停系统的控制器连接通讯；所述传感器模块的输入端与蓄电池负极极柱连接，传感器模块由电压传感器、电流传感器和温度传感器组成；所述电流传感器串联在整车电流流回蓄电池正极的线束中。电压传感器用于检测蓄电池电压；电流传感器用于检测蓄电池电流；温度传感器用于检测蓄电池极柱温度。它能够提供蓄电池的状态信息，可应用于电源管理系统或怠速起停系统中。
文档编号G01R31/36GK102279370SQ20111021032
公开日2011年12月14日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者何文, 张强, 高锋 申请人:重庆长安汽车股份有限公司