汽車電源管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及交通運(yùn)輸中能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車電源管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電池管理系統(tǒng)被用于估測電池的荷電狀態(tài)(SOC)，使其維護(hù)在合理的范圍內(nèi)，能夠防止電池因過充放電導(dǎo)致電池壽命下降、引發(fā)自然或爆炸等嚴(yán)重后果。一方面駕駛員可通過電池管理系統(tǒng)對電池組的運(yùn)行情況獲得準(zhǔn)確認(rèn)知，另一方面，當(dāng)電池管理系統(tǒng)檢測到異常情況時，及時發(fā)出報警，確保人身安全。
[0003]電池管理系統(tǒng)直接檢測與管理汽車的儲能電池運(yùn)行的全過程，包括電池的充放電過程管理、電池的溫度檢測、電池電壓的檢測、電池電流的檢測、電量的估計、單體電池故障診斷等幾個方面。電池的充放電過程管理即實時監(jiān)控電池充放電時的溫度、電壓、電流等參數(shù)，在發(fā)現(xiàn)異常情況時及時做斷開充電電路，發(fā)出報警信息等相應(yīng)處理。電池溫度監(jiān)測即對汽車蓄電池單個電池進(jìn)行溫度監(jiān)測，依據(jù)電池類型設(shè)定該型號電池安全溫度等參數(shù)范圍，在發(fā)現(xiàn)溫度不在安全范圍時做相應(yīng)處理，并發(fā)出報警信息，提示問題電池的位置。電池電壓與電流的檢測即檢測蓄電池各組電壓、電流，依據(jù)檢測參數(shù)來通過算法判斷電池好壞，并估算SOC。電量的估計即電池剩余電量SOC的測量，依據(jù)電池電量經(jīng)驗以及所測參數(shù)積分計算。單體電池故障診斷即依據(jù)所測單個電池溫度、電壓等參數(shù)對比其正常參數(shù)范圍做出診斷處理。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型目的在于提供一種汽車電源管理系統(tǒng)，可通過對電池的電壓監(jiān)測和電池組的電流監(jiān)測，用以提供進(jìn)一步估算電池的荷電狀態(tài)、判斷單體電池的剩余電量和電池的好壞的依據(jù)；通過對電池工作溫度的采集，用來提供進(jìn)一步判斷電池是否處于正常工作溫度范圍內(nèi)的依據(jù)，若發(fā)現(xiàn)溫度超出閥值，發(fā)出報警信息。
[0005]本實用新型的上述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征實現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選或有利的方式發(fā)展獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征。
[0006]為達(dá)成上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種汽車電源管理系統(tǒng)，其特征在于，包括:電流監(jiān)測電路、電壓監(jiān)測電路、溫度采集電路、CAN通信電路以及系統(tǒng)控制電路，系統(tǒng)控制電路包括主控制系統(tǒng)微控制器電路和從控制系統(tǒng)微控制器電路；
[0008]所述電壓監(jiān)測電路用于監(jiān)測每個電池的電壓，該電壓監(jiān)測電路通過系統(tǒng)總線連接至從控制系統(tǒng)微控制器電路；
[0009]所述電流監(jiān)測電路用于監(jiān)測汽車電源系統(tǒng)的電流，該電流監(jiān)測電路通過系統(tǒng)總線連接至主控制系統(tǒng)微控制器電路；
[0010]所述溫度采集電路用于采集電池的工作環(huán)境溫度，該溫度采集電路通過系統(tǒng)總線連接至主控制系統(tǒng)微控制器電路；
[0011]所述CAN通信電路設(shè)置于主控制系統(tǒng)微控制器電路與從控制系統(tǒng)微控制器電路之間，用于提供多個所述的從控制系統(tǒng)微控制器電路與一個所述的主控制系統(tǒng)微控制器電路的通信連接。
[0012]進(jìn)一步的實施例中，所述電流監(jiān)測電路包括一霍爾傳感器模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊，該霍爾傳感器模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連，獲取來自汽車電池組的電流信號并轉(zhuǎn)換為電壓信號再進(jìn)一步通過該A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊被設(shè)置成與所述主控制系統(tǒng)微控制器電路相連。
[0013]進(jìn)一步的實施例中，所述霍爾傳感器模塊采用支持雙量程監(jiān)測方式的DHAB S/18霍爾傳感器。
[0014]進(jìn)一步的實施例中，所述電壓監(jiān)測電路包括MOS管過沖保護(hù)電路以及電池監(jiān)控芯片電路，所述MOS管過沖保護(hù)電路與所述電池監(jiān)控芯片電路相連，所述電池監(jiān)控芯片電路被設(shè)置成與所述從控制系統(tǒng)微控制器電路相連。當(dāng)電池組中某一電池處于過沖狀態(tài)，MOS管過沖保護(hù)電路開啟被動均衡。電池監(jiān)控芯片電路用于監(jiān)控電池的電壓，每個電池監(jiān)控芯片可同時在線監(jiān)控12節(jié)電池，測量系統(tǒng)中所有電池所需時間接近13ms，支持堆疊式結(jié)構(gòu)
[0015]進(jìn)一步的實施例中，所述溫度采集電路包括多個溫度傳感器，所述每個溫度傳感器被設(shè)置成通過系統(tǒng)總線與所述主控制系統(tǒng)微控制器電路相連，將采集到的電池工作環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送給所述主控制系統(tǒng)微控制器電路。
[0016]進(jìn)一步的實施例中，所述溫度傳感器采用DALLAS公司的DS18B20數(shù)字溫度傳感器。
[0017]進(jìn)一步的實施例中，所述CAN通信電路包括多個CAN收發(fā)控制電路以及與之對應(yīng)的數(shù)字隔離電路，其中:數(shù)字隔離電路與所述從控制系統(tǒng)微控制器電路相連，CAN收發(fā)控制電路則與所述主控制系統(tǒng)微控制器電路相連。
[0018]進(jìn)一步的實施例中，所述CAN通信電路中，CAN收發(fā)控制電路采用SN65HVD1040收發(fā)器，數(shù)字隔離電路采用TI公司的IS07221隔離器。
[0019]進(jìn)一步的實施例中，所述汽車電源管理系統(tǒng)更加包含一顯示電路，連接至所述主控制系統(tǒng)微控制器電路。例如，可以用于實時顯示前述各個模塊采集到的數(shù)據(jù)。
[0020]進(jìn)一步的實施例中，所述汽車電源管理系統(tǒng)更加包含一蜂鳴器，連接至所述主控制系統(tǒng)微控制器電路。例如，可以用于提示駕駛員電壓、電流、溫度、SOC等參數(shù)超出正常工作范圍。
[0021]由以上本實用新型的技術(shù)方案可知，本實用新型的有益效果在于:
[0022]傳統(tǒng)的汽車電源管理系統(tǒng)只能對有限個電池單元進(jìn)行測量，電壓監(jiān)測電路不存在過沖保護(hù)電路，溫度采集電路并未采用總線連接，霍爾傳感器將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號直接送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用一級微控制芯片完成，報警信息只是以圖形或文字的形式進(jìn)行界面顯示。而本實用新型提出的汽車電源管理系統(tǒng)，電壓監(jiān)測電路與從控制系統(tǒng)微控制器電路通過系統(tǒng)總線例如SPI總線進(jìn)行通信，從控制系統(tǒng)微控制器電路與主控制系統(tǒng)微控制器電路通過CAN總線進(jìn)行通信，可以根據(jù)實際電池組和電池的數(shù)量，方便的對電壓監(jiān)測電路和從控制系統(tǒng)微控制器電路進(jìn)行擴(kuò)增。在電壓監(jiān)測電路中，本例加入一級MOS管過沖保護(hù)電路，用于防止電池過沖損傷后級電壓采集電路。本例采用總線技術(shù)將各個分立的溫度傳感器進(jìn)行互連，并于主控制系統(tǒng)微控制器電路進(jìn)行通信。對于電流監(jiān)測電路，本例在霍爾傳感器的后級加入一級A/D轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)一步提高測量精度。控制系統(tǒng)則采用兩級完成，分別為:主控制系統(tǒng)微控制器電路和從控制系統(tǒng)微控制器電路。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電池組的工作溫度或者電壓電流超出正常工作范圍，系統(tǒng)除了提供界面告警顯示外，還會發(fā)出高音調(diào)的蜂鳴聲，提示駕駛員電池組出現(xiàn)異常。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的實用新型主題的一部分。另外，所要求保護(hù)的主題的所有組合都被視為本公開的實用新型主題的一部分。
[0024]結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本實用新型教導(dǎo)的前述和其他方面、實施例和特征。本實用新型的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本實用新型教導(dǎo)的【具體實施方式】的實踐中得知。
【附圖說明】
[0025]附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標(biāo)號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標(biāo)記?，F(xiàn)在，將通過例子并參考附圖來描述本實用新型的各個方面的實施例，其中:
[0026]圖1為本實用新型實施例一提供的汽車電源管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1實施例一中的電壓監(jiān)測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為圖1實施例一中的電流監(jiān)測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為圖1實施例一中的溫度采集電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為圖1實施例一中的CAN通信電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為了更了解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。
[0032]在本公開中參照附圖來描述本實用新型的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本實用新型的所有方面。應(yīng)當(dāng)理解，上面介紹的多種構(gòu)思和實施例，以及下面更加詳細(xì)地描述的那些構(gòu)思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本實用新型所公開的構(gòu)思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本實用新型公開的一些方面可以單獨(dú)使用，或者與本實用新型公開的其他方面的任何適當(dāng)組合來使用。
[0033]如圖1所示，根據(jù)本實用新型的較優(yōu)實施例，一種汽車電源管理系統(tǒng)，包括:電流監(jiān)測電路101、電壓監(jiān)測電路106、溫度采集電路108、CAN通信電路104和控制系統(tǒng)電路，控制系統(tǒng)電路包括主控制系統(tǒng)微控制器電路103和從控制系統(tǒng)微控制器電路105。
[0034]電流監(jiān)測電路101用于監(jiān)測汽車電源系統(tǒng)的電流，該電流監(jiān)測電路101通過系統(tǒng)總線例如SPI總線連接至主控制系統(tǒng)微控制器電路103。