一种车载电池健康状况的检测装置及其检测方法与流程

1.本技术涉及商用车电池技术领域，具体涉及一种车载电池健康状况的检测装置及其检测方法。


背景技术：

2.商用车一般都设置有车载终端，车载终端应用于汽车安全驾驶监控和车联网远程监控领域，主要功能有北斗位置监控、视频监控、驾驶员行为监控和车辆调度等，监控信息非常重要。
3.因此，为了保证监控信息完整性，在车载终端中设置了电池，对电源起备份作用，如图1所示。当汽车电源有电时，电源模块和放电模块都打开，vcc1大于vcc2，则由汽车电源给控制器及系统供电，同时vcc1给备用电池充电。汽车电源断电时，vcc1小于vcc2电压，备用电池/vbat给系统供电。电池维持工作，避免因汽车电源突然断开丢失数据，还可以继续执行部分业务流程。
4.通常情况，汽车在意外情况才会突然断电，比如发生交通事故，这时车载终端的监控数据极为重要，所以务必保障电池在这关键时刻能取到作用，因此电池必须随时待命，保持良好的工作状态。
5.电池属于易损件，寿命有限，如果能及时知道电池的健康状况，则可提前做维护工作，但是，在现有技术方案中，无法准确判断电池的健康状况。而且放电模块的打开和关闭不受控制，影响电池寿命。


技术实现要素：

6.本技术实施例提供一种车载电池健康状况的检测装置，所述电池用于作为车载终端电源的备份，所述检测装置包括电池内阻检测模块、控制器，所述电池内阻检测模块的第一端连接所述电池的正极，所述电池内阻检测模块的第二端连接所述电源地；所述控制器检测所述电池的空载电压，以及所述电池与所述电池内阻检测模块形成通路时的所述电池的带载电压，基于所述空载电压和所述带载电压，确定所述电池的内阻，以判断所述电池的健康状况。
7.根据一些实施例，所述控制器包括电压检测模块、计算模块和比较模块，所述电压检测模块用于检测所述电池的所述空载电压和所述带载电压；所述计算模块用于基于所述空载电压和所述带载电压，确定所述电池的内阻；所述比较模块用于比较所述电池的内阻与所述电池的理想内阻的比例，确定所述电池是否失效。
8.根据一些实施例，所述检测装置还包括电源模块、充电模块和放电模块，所述电源模块用于给车辆供电，所述电源模块的第一端连接车辆电源，所述电源模块的第二端通过第一二极管连接所述控制器；所述充电模块用于给所述电池充电，所述充电模块的第一端连接所述电源模块的第二端，所述充电模块的第二端连接所述电池的正极；所述放电模块用于在所述车辆电源故障时，通过所述电池给车辆供电，所述放电模块的第一端通过第二
二极管连接所述控制器，所述放电模块的第二端连接所述电池的正极。
9.根据一些实施例，所述电池内阻检测模块包括串联连接的开关和电阻。
10.根据一些实施例，所述开关包括第一开关管，所述第一开关管的控制端连接所述控制器，所述控制器控制所述开关导通或关断。
11.根据一些实施例，所述电池内阻检测模块还包括第二开关管，所述第二开关管的控制端连接所述控制器，所述第二开关管的第一端连接所述电池的正极，所述第二开关管的第二端连接所述电源地；所述第一开关管的控制端连接所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的第一端连接所述电池的正极，所述第一开关管的第二端与所述电阻的一端串联连接，所述电阻的另一端接地。
12.根据一些实施例，所述放电模块的控制端连接所述控制器，所述控制器控制所述放电模块的导通或关断。
13.根据一些实施例，所述充电模块的控制端连接所述控制器，所述控制器控制所述充电模块的导通或关断。
14.本技术实施例还提供一种电池健康状况的检测方法，包括：给所述电池充满电后，检测所述电池的第一电压；给所述电池放电预设时间后，检测所述电池的第二电压；基于所述第一电压和所述第二电压，确定所述电池的内阻；基于所述电池的内阻，判断所述电池的健康状况。
15.根据一些实施例，所述给所述电池充满电，包括：打开充电模块，给电池充满电。
16.根据一些实施例，所述给所述电池放电预设时间后，检测所述电池的第二电压，包括：关闭充电模块和放电模块；通过所述电池内阻检测模块的开关和电阻给所述电池放电预设时间后，检测所述电池的第二电压。
17.根据一些实施例，所述基于所述电池的内阻，判断所述电池的健康状况，包括：所述电池的内阻比所述电池的理想内阻大预设比例，判断所述电池失效。
18.根据一些实施例，所述检测方法还包括：与服务平台通信，向所述服务平台上传所述电池的健康状况。
19.本技术实施例提供的技术方案，电路简单，成本低，能够及时判断电池的健康状况，避免电池故障而丢失重要的监控信息。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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技术的一些实施例，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。
21.图1是现有技术的一种车载终端备用电池供电示意图。
22.图2是本技术实施例提供的一种车载电池健康状况的检测装置示意图。
23.图3是本技术实施例提供的另一种车载电池健康状况的检测装置示意图。
24.图4是本技术实施例提供的一种电池内阻检测模块电路示意图。
25.图5是本技术实施例提供的一种车载电池健康状况的检测方法流程示意图。
26.图6是本技术实施例提供的另一种车载电池健康状况的检测方法流程示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.应当理解，本技术的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本技术的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
29.图2是本技术实施例提供的一种车载电池健康状况的检测装置示意图。
30.车载电池用于作为车载终端电源的备份，电池的健康状况对车辆运行安全行有关键影响，本技术设置了车载电池健康状况的检测装置，以便及时掌握电池的健康状况。
31.如图2所示，车辆电源有电时，电源模块和放电模块都打开，vcc1大于vcc2电压，车辆电源给系统供电，同时vcc1给备用车载电池充电。车辆电源断电时，vcc1小于vcc2电压，备用的电池给系统供电。
32.电池健康状况的检测装置包括电池内阻检测模块和控制器。
33.电池内阻检测模块的第一端连接电池的正极，电池内阻检测模块的第二端连接电源地。控制器检测电池的空载电压，以及电池与电池内阻检测模块形成通路时的电池的带载电压，基于空载电压和带载电压，确定电池的内阻，以判断电池的健康状况。
34.根据一些实施例，电池内阻检测模块包括串联连接的开关和电阻。
35.具体而言，本实施例的车载电池健康状况的检测装置的检测方法如图3所示。
36.在s110中，控制器检测电池充满电时的空载电压v1。
37.在s120中，控制器控制电池内阻检测模块的开关导通，给电池放电预设时间后，控制器检测电池的带载电压v2。
38.在s130中，基于空载电压u1和带载电压u2，确定电池的内阻。
39.i＝v2/r
40.v1＝r1
×
i+r2
×
i+r
×
i
41.r1＝(v1
–
r2
×
i
‑
r
×
i)/i。
42.其中，v1表示电池的空载电压，v2表示开关q1打开时电池的带载电压，i为电流，r为电阻r1的电阻值，r1为电池的内阻，r2为开关q1的内阻。
43.在s140中，比较电池的内阻和电池的理想电阻的大小，判断电池的健康状况。
44.电池的内阻比电池的理想内阻大预设比例，判断电池失效。预设比例一般为100％，但并不以此为限。
45.本技术实施例提供的技术方案，电路简单，成本低，能够及时判断电池的健康状况，避免电池故障而丢失重要的监控信息。
46.图4是本技术实施例提供的另一种车载电池健康状况的检测装置示意图。
47.如图4所示，车载电池健康状况的检测装置包括电源模块、充电模块、放电模块、控制器和电池内阻检测模块。
48.电源模块用于给车辆供电，电源模块的第一端连接车辆电源。控制器用于进行车
辆控制，控制器的第一端通过第一二极管连接电源模块的第二端，获取电能。充电模块用于给电池充电，充电模块的第一端连接电源模块的第二端，充电模块的第二端连接电池的正极。放电模块用于在车辆电源故障时，通过电池给车辆供电，放电模块的第一端通过第二二极管连接控制器，放电模块的第二端连接电池的正极。
49.电池内阻检测模块的第一端连接电池的正极，电池内阻检测模块的第二端连接电源地。控制器检测电池的空载电压，以及电池与电池内阻检测模块形成通路时的电池的带载电压，基于空载电压和带载电压，确定电池的内阻，以判断电池的健康状况。
50.车辆电源有电时，电源模块和放电模块都打开，vcc1大于vcc2电压，车辆电源给系统供电，同时vcc1给备用电池充电。车辆电源断电时，vcc1小于vcc2电压，备用的电池给系统供电。
51.根据一些实施例，电池内阻检测模块包括串联连接的第一开关q1和电阻r，以及第二开关n1，如图5所示。
52.第二开关n1的控制端通过电阻r5连接到控制器。电阻r6连接在第二开关n1的控制端和电源地之间。第二开关n1的第二端连接电源地，第二开关n1的第一端通过电阻r3连接电池的正极。第二开关n1的第一端通过电阻r4连接第一开关q1的控制端，第一开关的第一端连接电池的正极vbat，第一开关的第二端与电阻r1串联连接，电阻r1的另一端连接电源地。
53.根据一些实施例，控制器包括电压检测模块、计算模块和比较模块。
54.电压检测模块用于检测电池的空载电压和带载电压。计算模块用于基于空载电压和带载电压，确定电池的内阻。比较模块用于比较电池的内阻与电池的理想内阻的比例，确定电池是否失效。
55.具体而言，放电模块的控制端连接控制器，控制器控制所述放电模块的导通或关断。充电模块的控制端连接控制器，控制器控制充电模块的导通或关断。本实施例的车载电池健康状况的检测装置的检测方法如图6所示。
56.在s210中，控制器打开充电模块，通过电源模块给电池充满电，控制器的检测模块检测电池的空载电压v1。
57.在s220中，控制器关闭充电模块和放电模块，导通电池内阻检测模块的开关，通过电池内阻检测模块的开关和电阻给电池放电预设时间后，控制器的检测模块检测电池的带载电压v2。
58.在s230中，控制器的计算模块基于空载电压u1和带载电压u2，确定电池的内阻。
59.i＝v2/r
60.v1＝r1
×
i+r2
×
i+r
×
i
61.r1＝(v1
–
r2
×
i
‑
r
×
i)/i。
62.其中，v1表示电池的空载电压，v2表示开关q1打开时电池的带载电压，i为电流，r为电阻r1的电阻值，r1为电池的内阻，r2为开关q1的内阻。
63.在s240中，控制器的比较模块比较电池的内阻和电池的理想电阻的大小，判断电池的健康状况。
64.电池的内阻比电池的理想内阻大预设比例，判断电池失效。预设比例一般为100％，但并不以此为限。
65.可选地，控制器还与服务平台通信，向服务平台上传电池的健康状况。
66.本技术实施例提供的技术方案，增加了控制器的控制功能，电路简单，成本低，能够及时判断电池的健康状况，避免电池故障而丢失重要的监控信息，并且增强了电路的可控性，根据需要打开充电模块、放电模块，延长了电池寿命。
67.以上对本技术实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本技术的思想，基于本技术的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本技术保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。