專利名稱：電子能源檢測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子 能源檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電子能源檢測系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前，為了節(jié)能減排，出現(xiàn)了汽車新能源的概念，并由此產(chǎn)生了燃料電池汽車、混合動(dòng)力/弱混合動(dòng)力汽車、氫能源動(dòng)力汽車和太陽能汽車等概念。其中弱混合動(dòng)力汽車是以支持低速滑行、停車熄火、輕踩剎車時(shí)利用滑行能量蓄能，大腳油門時(shí)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)一起做功的，其核心技術(shù)為“強(qiáng)制啟動(dòng)/停止”技術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)中的電子能源檢測系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)對電池電壓、電流和溫度的精確測量，從而不能準(zhǔn)確監(jiān)測電池的各種狀態(tài)，如充電狀態(tài)(SoC)、健康狀態(tài)(SoH)和功能狀態(tài)(SoF)。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何實(shí)現(xiàn)對電池電壓、電流和溫度的精確測量，從而準(zhǔn)確監(jiān)測電池的狀態(tài)。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電子能源檢測系統(tǒng)，包括依次連接的電池、電子電池傳感器和電子控制單元，所述電子電池傳感器用于采集所述電池的工作狀態(tài)參數(shù)，并將所述工作狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行處理之后發(fā)送給所述電子控制單元，所述電子控制單元用于對所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后根據(jù)分析結(jié)果對相關(guān)功能模塊發(fā)出控制指令。優(yōu)選地，所述電子電池傳感器與電子控制單元之間通過LIN總線接口連接。優(yōu)選地，所述電子電池傳感器包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)計(jì)算模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集電池的電壓數(shù)據(jù)的阻性衰減器、用于采集電池的電流數(shù)據(jù)的采樣電阻和用于采集電池的溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器；所述數(shù)據(jù)處理模塊用于將所述電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和放大一定倍數(shù)后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行濾波后得到電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果，并將電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行修正得到修正值，最后將處理結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)計(jì)算模塊；所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊用于對預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電流數(shù)據(jù)的修正值進(jìn)行積分，并將積分得到的凈電荷數(shù)作為電池的剩余容量，對所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電壓數(shù)據(jù)以預(yù)設(shè)的速率進(jìn)行累加，并將所述剩余容量、累加電壓數(shù)據(jù)的結(jié)果以及溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送給電子控制單元。優(yōu)選地，所述電池為蓄電池。
本發(fā)明還提供了一種利用所述的系統(tǒng)進(jìn)行電子能源檢測的方法，包括以下步驟SI、所述數(shù)據(jù)采集模塊采集電池的電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)；S2、所述數(shù)據(jù)處理模塊將所述電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和放大一定倍數(shù)后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行濾波后得到電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果，并將電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行修正得到修正值，最后將處理結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)計(jì)算模塊；S3、所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊對預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電流數(shù)據(jù)的修正值進(jìn)行積分，并將積分得到的凈電荷數(shù)作為電池的剩余容量，對所述預(yù)設(shè)時(shí)間 內(nèi)收到的電壓數(shù)據(jù)以預(yù)設(shè)的速率進(jìn)行累加，并將所述剩余容量、累加電壓數(shù)據(jù)的結(jié)果以及溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送給電子控制單元；S4、當(dāng)電子控制單元判斷所述剩余容量低于一定的閾值、累加電壓數(shù)據(jù)的結(jié)果超過一定的閾值，或者放大后的溫度數(shù)據(jù)超過一定的閾值時(shí)，則控制汽車的一部分用電器件關(guān)閉。(三)有益效果本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對電池電壓、電流和溫度的精確測量，從而準(zhǔn)確監(jiān)測電池的狀態(tài)；電子電池傳感器與電子控制單元之間通過LIN總線接口連接可以簡化傳感器內(nèi)部電路，從而節(jié)省成本。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。電子能源檢測系統(tǒng)是電池與用戶之間的紐帶，其能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)，最大限度地降低因?yàn)殡姵匾馔馐Ф鴮?dǎo)致的汽車故障次數(shù)。如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子能源檢測系統(tǒng)，包括依次連接的蓄電池I、電子電池傳感器(EBS) 2和電子控制單元(E⑶)3，所述電子電池傳感器2用于采集所述蓄電池的工作狀態(tài)參數(shù)，并將所述工作狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行處理之后發(fā)送給所述電子控制單元，所述電子控制單元3用于對所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后根據(jù)分析結(jié)果對相關(guān)功能模塊發(fā)出控制指令。所述電子電池傳感器2與電子控制單元3之間通過LIN總線接口連接。 所述電子電池傳感器2包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊201、數(shù)據(jù)處理模塊202和數(shù)據(jù)計(jì)算模塊203 ；所述數(shù)據(jù)采集模塊201包括用于采集蓄電池的電壓數(shù)據(jù)的阻性衰減器、用于采集蓄電池的電流數(shù)據(jù)的采樣電阻(例如100μ Ω的采樣電阻，又稱為電流檢測電阻)和用于采集蓄電池的溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器；所述數(shù)據(jù)處理模塊202用于將所述電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和放大一定倍數(shù)(例如用可編程增益放大器PGA實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例中為5倍)之后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換(用模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC實(shí)現(xiàn)，例如AduC703X系列芯片)，然后進(jìn)行濾波(例如用16bit的數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)對噪聲信號(hào)的濾除，得到有效數(shù)據(jù))后得到電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果，并將電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行修正得到修正值，最后將處理結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)計(jì)算模塊203。需要說明的是，由于阻性衰減器和采樣電阻所采集到的信號(hào)都有一定的誤差，所以需要進(jìn)行偏移量(ADCOF)或者增益量(ADCGN)的修正，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)使數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。由于溫度傳感器采集的信號(hào)一般都比較微弱，因此需要進(jìn)行放大。其中，將放大一定倍數(shù)的溫度數(shù)據(jù)放入模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換能夠使模數(shù)轉(zhuǎn)換器的滿量程信號(hào)達(dá)到均一化，因而大大提高測量精度。所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊203用于對預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電流數(shù)據(jù)的修正值進(jìn)行積分， 并將積分得到的凈電荷數(shù)作為蓄電池I的剩余容量，對所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電壓數(shù)據(jù)以預(yù)設(shè)的速率進(jìn)行累加，并將所述剩余容量、累加電壓數(shù)據(jù)的結(jié)果以及放大后的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給電子控制單元3。如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)進(jìn)行電子能源檢測的方法，包括以下步驟SI、所述數(shù)據(jù)采集模塊采集蓄電池的電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)；S2、所述數(shù)據(jù)處理模塊將所述電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和放大一定倍數(shù)后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行濾波后得到電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果，并將電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行修正得到修正值，最后將處理結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)計(jì)算模塊；S3、所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊對預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電流數(shù)據(jù)的修正值進(jìn)行積分，并將積分得到的凈電荷數(shù)作為蓄電池的剩余容量，對所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電壓數(shù)據(jù)Vd以預(yù)設(shè)的速率進(jìn)行累加，并將所述剩余容量、累加電壓數(shù)據(jù)的結(jié)果以及溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送給電子控制單元；計(jì)算公式如下設(shè)定Rtest為100 ii Q的采樣電阻，RL為電池的負(fù)載電阻。電池通過Rtest對RL放電時(shí)的電流Itj在Rtest兩端產(chǎn)生的壓降為Vd (t) = I0 (t) X Rtest
權(quán)利要求
1.一種電子能源檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的電池、電子電池傳感器和電子控制單元， 所述電子電池傳感器用于采集所述電池的工作狀態(tài)參數(shù)，并將所述工作狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行處理之后發(fā)送給所述電子控制單元， 所述電子控制單元用于對所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后根據(jù)分析結(jié)果對相關(guān)功能模塊發(fā)出控制指令。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子電池傳感器與電子控制単元之間通過LIN總線接ロ連接。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子電池傳感器包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)計(jì)算模塊； 所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集電池的電壓數(shù)據(jù)的阻性衰減器、用于采集電池的電流數(shù)據(jù)的采樣電阻和用于采集電池的溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器； 所述數(shù)據(jù)處理模塊用于將所述電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和放大一定倍數(shù)后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行濾波后得到電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果，并將電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行修正得到修正值，最后將處理結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)計(jì)算模塊； 所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊用于對預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電流數(shù)據(jù)的修正值進(jìn)行積分，并將積分得到的凈電荷數(shù)作為電池的剰余容量，對所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電壓數(shù)據(jù)以預(yù)設(shè)的速率進(jìn)行累加，并將所述剩余容量、累加電壓數(shù)據(jù)的結(jié)果以及溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送給電子控制單元。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電池為蓄電池。
5.ー種利用權(quán)利要求3或4所述的系統(tǒng)進(jìn)行電子能源檢測的方法，其特征在于，包括以下步驟 s1、所述數(shù)據(jù)采集模塊采集電池的電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)； s2、所述數(shù)據(jù)處理模塊將所述電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和放大一定倍數(shù)后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行濾波后得到電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果，并將電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行修正得到修正值，最后將處理結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)計(jì)算模塊； s3、所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊對預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電流數(shù)據(jù)的修正值進(jìn)行積分，并將積分得到的凈電荷數(shù)作為電池的剰余容量，對所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)收到的電壓數(shù)據(jù)以預(yù)設(shè)的速率進(jìn)行累加，并將所述剩余容量、累加電壓數(shù)據(jù)的結(jié)果以及溫度數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送給電子控制單元； s4、當(dāng)電子控制単元判斷所述剩余容量低于一定的閾值、累加電壓數(shù)據(jù)的結(jié)果超過一定的閾值，或者放大后的溫度數(shù)據(jù)超過一定的閾值時(shí)，則控制汽車的一部分用電器件關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子能源檢測技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種電子能源檢測系統(tǒng)，包括依次連接的電池、電子電池傳感器和電子控制單元，所述電子電池傳感器用于采集所述電池的工作狀態(tài)參數(shù)，并將所述工作狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行處理之后發(fā)送給所述電子控制單元，所述電子控制單元用于對所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后根據(jù)分析結(jié)果對電子能源檢測系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)功能模塊發(fā)出控制指令。本發(fā)明還提供了一種利用所述系統(tǒng)進(jìn)行電子能源檢測的方法。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對電池電壓、電流和溫度的精確測量，從而準(zhǔn)確監(jiān)測電池的狀態(tài)；電子電池傳感器與電子控制單元之間通過LIN總線接口連接可以簡化傳感器內(nèi)部電路，從而節(jié)省成本。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102680901SQ20121014356
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者何文鑫, 張維, 李江, 高志遠(yuǎn) 申請人:北京宏達(dá)天恒科技有限公司