專利名稱：：蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，其電源管理系統(tǒng)以及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，一種使用該傳感器的電源管理系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)的檢測方法。
背景技術(shù)：
：隨著技術(shù)的發(fā)展、人們生活水平的提高，對汽車安全性和舒適性的要求也越來越高，伴隨而來的是大量用電設(shè)備的增加，各種高檔配置越來越多，汽車用電設(shè)備的增加，高檔配置增多對整車電氣系統(tǒng)提出了更高的要求，為了保證車輛的安全行和可靠性需要持續(xù)的檢測蓄電池的狀況，這樣便對整車電氣系統(tǒng)提出了更高的要求，為了保證車輛的安全行和可靠性需要持續(xù)的檢測蓄電池的狀況。據(jù)統(tǒng)計目前5輛發(fā)生故障的車中就有一輛是由于蓄電池原因造成的。為了減少故障必須精確檢測蓄電池的電壓，電流進(jìn)而采取合理的控制策略，因此奇瑞汽車股份有限公司啟動了對蓄電池狀態(tài)檢測傳感器工作原理的研究開發(fā)。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在如下技術(shù)問題(1)無法準(zhǔn)確而持續(xù)地監(jiān)測蓄電池的狀態(tài)；(2)進(jìn)而無法及時采用合適的電源管理確保整車狀態(tài)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種蓄電池狀態(tài)檢測傳感器以及電源管理系統(tǒng)，精確檢測蓄電池的電壓和電流，確定蓄電池的狀況。本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用上述蓄電池狀態(tài)檢測傳感器以及電源管理系統(tǒng)的檢測方法。傳感器直接連接蓄電池用來檢測蓄電池電壓。同時傳感器串聯(lián)在整車電流流回蓄電池負(fù)極的線束中，用來檢測蓄電池電流。然后控制器通過A/D轉(zhuǎn)換塊采集這些數(shù)據(jù)，處理后，通過LIN總線發(fā)送到電源管理模塊。具體技術(shù)方案如下一種蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，包括蓄電池傳感器，微處理器和通訊接口，所述蓄電池傳感器檢測蓄電池狀態(tài)，微處理器處理并傳送檢測數(shù)據(jù)，通訊接口將檢測數(shù)據(jù)傳出。蓄電池狀態(tài)檢測傳感器直接連接蓄電池正極，同時串聯(lián)在整車電流流回蓄電池負(fù)極的線束中。蓄電池傳感器具有一電壓檢測電阻和一電流檢測電阻，所述電壓檢測電阻連接到蓄電池正極，所述電流檢測電阻放置在蓄電池陰極和地線之間，分別檢測蓄電池的電壓和電流。蓄電池傳感器具有一A/D轉(zhuǎn)換模塊，該A/D轉(zhuǎn)換模塊將蓄電池傳感器的檢測結(jié)果進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。微處理器處理A/D轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換后結(jié)果，并將處理后的數(shù)據(jù)傳送到發(fā)送緩沖器中。通訊接口將檢測數(shù)據(jù)傳送至電源管理模塊。通訊接口將檢測數(shù)據(jù)通過LIN總線傳送至電源管理模塊。蓄電池狀態(tài)檢測傳感器共有4個PIN角，使用一個100微歐的電流檢測電阻檢測蓄電池電流。一種電源管理系統(tǒng)，包括上述的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器和一電源管理模塊，蓄電池狀態(tài)檢測傳感器檢測蓄電池參數(shù)，并傳送至電源管理模塊，電源管理模塊根據(jù)自身的控制算法判斷并做出管理，蓄電池狀態(tài)檢測傳感器通過LIN總線傳送參數(shù)至電源管理模塊，電源管理模塊根據(jù)自身控制算法切斷相應(yīng)整車上的不同優(yōu)先等級的用電器，確保整車的安全行駛及整車的啟動。下(1)如上述的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器直接連接蓄電池正極，用來供電并檢測蓄電池電壓；(2)蓄電池狀態(tài)檢測傳感器串聯(lián)在整車電流流回蓄電池負(fù)極的線束中，用來檢測蓄電池電流；(3)—控制器通過A/D轉(zhuǎn)換模塊采集數(shù)據(jù)并處理；(4)通過LIN總線發(fā)送至如上述的電源管理模塊；(5)電源管理模塊根據(jù)接收到的參數(shù)，利用自身的控制算法來判斷蓄電池的狀況，并切斷相應(yīng)整車上的不同優(yōu)先等級的用電器，來保證整車的安全行駛及整車的啟動。所述蓄電池狀態(tài)檢測傳感器有兩種工作模式正常模式和睡眠模式，當(dāng)接收到電源管理模塊發(fā)出的睡眠命令，則進(jìn)入睡眠狀態(tài)，在睡眠模式下蓄電池狀態(tài)檢測傳感器周期性喚醒自己，并在電源管理模塊需要時返回正常模式。與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過精確監(jiān)測蓄電池的電壓，電流，利用自身的控制算法來判斷蓄電池的狀況，并通過LIN總線發(fā)送到電源控制模塊，傳感器具有睡眠和正常兩種工作模式，同時由于傳感器在睡眠模式下周期性的喚醒檢測蓄電池參數(shù)，所以一方面可以減少自身電流消耗，同時可以實時檢測蓄電池狀況。圖1為本發(fā)明整體視圖圖2為蓄電池狀態(tài)檢測傳感器系統(tǒng)原理圖圖3為蓄電池狀態(tài)檢測傳感器圖4為蓄電池狀態(tài)檢測傳感器安裝位置圖中l(wèi).蓄電池2.蓄電池狀態(tài)檢測傳感器3.電源管理模塊4.LIN5.CAN6.控制信號7.熔絲盒8.繼電器組9.不具獨立控制器的用電設(shè)備IO.具有獨立控制器的用電設(shè)備ll.第二CAN12.起動機(jī)13.發(fā)電機(jī)14.蓄電池電流15.蓄電池電壓16.MUX17.ADC18.MCU19.LINI/F具體實施例方式下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實施例。電源管理系統(tǒng)如圖1所示，主要由兩部分組成，一個蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，另一個是電源管理模塊。蓄電池狀態(tài)檢測傳感器主要監(jiān)測電池參數(shù)，它將蓄電池的狀態(tài)參數(shù)通過LIN總線實時發(fā)送給電源管理模塊，包括蓄電池電壓、電流。電源管理模塊根據(jù)接收到的蓄電池電壓、電流，利用自身的控制算法來判斷蓄電池的狀況，并切斷相應(yīng)整車上的不同優(yōu)先等級的用電器，來保證整車的安全行駛及整車的啟動，因此精確檢測蓄電池的狀態(tài)是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。系統(tǒng)原理如圖2所示，蓄電池狀態(tài)檢測傳感器檢測蓄電池的參數(shù)，然后通過LIN總線將這些參數(shù)發(fā)出。蓄電池狀態(tài)檢測傳感器由三部分組成(1)蓄電池傳感器蓄電池電壓通過連接到蓄電池正極的電阻檢測。實施監(jiān)控蓄電池電壓變化，判斷其實時狀態(tài)，正確分辨其充電、放電、平衡、虧電、損壞等不同的工作狀態(tài)。電流檢測電阻放置在蓄電池陰極和地線之間，也就是放置在電流流回蓄電池的回路中。電流檢測主要用于電量估計。(2)微處理器微處理器(MCU)有兩個主要的任務(wù)，一是處理A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。二是將處理后的數(shù)據(jù)傳送到發(fā)送緩沖器中。(3)通訊接口蓄電池狀態(tài)檢測傳感器通過LIN總線和電源管理模塊通信。相對于CAN通信而言，LIN通信是一種單線，低成本的解決方案。蓄電池狀態(tài)檢測傳感器有兩種工作模式正常模式和睡眠模式。(1)正常模式蓄電池狀態(tài)檢測傳感器檢測蓄電池的電壓和電流，在需要時將這些參數(shù)發(fā)送到電源管理模塊，僅當(dāng)蓄電池狀態(tài)檢測傳感器接收到電源管理模塊發(fā)出的睡眠命令后，才可以進(jìn)入睡眠狀態(tài)。(2)睡眠模式在睡眠模式下蓄電池狀態(tài)檢測傳感器周期性的喚醒自己，在喚醒期間內(nèi)檢測蓄電池的電壓和電流。如果在一段時間內(nèi)，電壓或者電流超過限制，蓄電池狀態(tài)檢測傳感器將回到正常模式同時發(fā)送喚醒信號到電源管理控制器，電源管理控制器通過CAN總線發(fā)送"靜態(tài)電流過高"報警信息到各個控制器。一旦電源管理模塊需要，蓄電池狀態(tài)檢測傳感器都要返回到正常工作模式。蓄電池狀態(tài)檢測傳感器工作參數(shù)如表1所示防水等級IP66工作電壓6V18V儲存溫度-40。C+85°C工作溫度-40°C+125°C靜態(tài)電流〈1000uA工作電流35raA最大持續(xù)負(fù)載電流+/-200ALIN通訊速率19.2KB表l蓄電池狀態(tài)檢測傳感器參數(shù)蓄電池狀態(tài)檢測傳感器如圖3所示。蓄電池狀態(tài)檢測傳感器安裝位置如圖4所示蓄電池狀態(tài)檢測傳感器安裝在蓄電池負(fù)極和車身地之間，共有4個PIN角。由于傳感器供電電源同時用于檢測蓄電池電壓，因此必須直接連接到蓄電池的正極傳感器用一個ioo微歐的電阻檢測蓄電池電流，檢測蓄電池數(shù)據(jù)所需的所有組件都集成在傳感器中(包括A/D轉(zhuǎn)換，處理器，LIN通訊接口等等)。傳感器PIN角分配如表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2蓄電池狀態(tài)檢測傳感器PIN角分配表上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，其特征在于，包括蓄電池傳感器，微處理器和通訊接口，所述蓄電池傳感器檢測蓄電池狀態(tài)，微處理器處理并傳送檢測數(shù)據(jù)，通訊接口將檢測數(shù)據(jù)傳出。2、如權(quán)利要求1所述的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，其特征在于，蓄電池狀態(tài)檢測傳感器直接連接蓄電池正極，同時串聯(lián)在整車電流流回蓄電池負(fù)極的線束中。3、如權(quán)利要求2所述的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，其特征在于，蓄電池傳感器具有一電壓檢測電阻和一電流檢測電阻，所述電壓檢測電阻連接到蓄電池正極，所述電流檢測電阻放置在蓄電池陰極和地線之間，分別檢測蓄電池的電壓和電流。4、如權(quán)利要求1-3中任一項所述的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，其特征在于，蓄電池傳感器具有一A/D轉(zhuǎn)換模塊，該A/D轉(zhuǎn)換模塊將蓄電池傳感器的檢測結(jié)果進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。5、如權(quán)利要求4所述的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，其特征在于，微處理器處理A/D轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)傳送到發(fā)送緩沖器中。6、如權(quán)利要求1或5所述的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，其特征在于，通訊接口將檢測數(shù)據(jù)傳送至電源管理模塊。7、如權(quán)利要求6所述的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，其特征在于，通訊接口將檢測數(shù)據(jù)通過LIN總線傳送至電源管理模塊。8、如權(quán)利要求3所述的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，其特征在于，蓄電池狀態(tài)檢測傳感器共有4個PIN角，使用一個100微歐的電流檢測電阻檢測蓄電池電流。9、一種電源管理系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求l-8所述的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器和一電源管理模塊，蓄電池狀態(tài)檢測傳感器檢測蓄電池參數(shù)，并傳送至電源管理模塊，電源管理模塊根據(jù)自身的控制算法判斷并做出管理。10、如權(quán)利要求9所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，蓄電池狀態(tài)檢測傳感器通過LIN總線傳送參數(shù)至電源管理模塊，電源管理模塊根據(jù)自身控制算法切斷相應(yīng)整車上的不同優(yōu)先等級的用電器，確保整車的安全行駛及整車的啟動。11、一種蓄電池檢測方法，其特征在于，步驟如下(1)如權(quán)利要求1-8的蓄電池狀態(tài)檢測傳感器直接連接蓄電池正極，用來供電并檢測蓄電池電壓；(2)蓄電池狀態(tài)檢測傳感器串聯(lián)在整車電流流回蓄電池負(fù)極的線束中，用來檢測蓄電池電流；(3)—控制器通過A/D轉(zhuǎn)換模塊采集數(shù)據(jù)并處理；(4)通過LIN總線發(fā)送至如權(quán)利要求9或10的電源管理模塊。12、如權(quán)利要求ll所述的蓄電池檢測方法，其特征在于，還包括如下步驟(5)電源管理模塊根據(jù)接收到的參數(shù)，利用自身的控制算法來判斷蓄電池的狀況，并切斷相應(yīng)整車上的不同優(yōu)先等級的用電器，來保證整車的安全行駛及整車的啟動。13、如權(quán)利要求11或12所述的蓄電池檢測方法，其特征在于，所述蓄電池狀態(tài)檢測傳感器有兩種工作模式正常模式和睡眠模式，當(dāng)接收到電源管理模塊發(fā)出的睡眠命令，則進(jìn)入睡眠狀態(tài)，在睡眠模式下蓄電池狀態(tài)檢測傳感器周期性喚醒自己，并在電源管理模塊需要時返回正常模式。全文摘要本發(fā)明涉及一種蓄電池狀態(tài)檢測傳感器，一種使用該傳感器的電源管理系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)的檢測方法，傳感器直接連接蓄電池正極一方面用來供電，另一方面檢測蓄電池電壓，同時傳感器串聯(lián)在整車電流流回蓄電池負(fù)極的線束中，用來檢測蓄電池電流，然后控制器通過A/D轉(zhuǎn)換模塊采集這些數(shù)據(jù)，處理后，通過LIN總線發(fā)送到電源管理模塊，準(zhǔn)確而持續(xù)地監(jiān)測蓄電池的狀態(tài)，及時采用合適的電源管理確保整車狀態(tài)。文檔編號G01R31/36GK101487879SQ200810244758公開日2009年7月22日申請日期2008年12月16日優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日發(fā)明者唐風(fēng)敏申請人:奇瑞汽車股份有限公司