[发明专利]一种蓄电池电量检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于车身电子控制领域，具体涉及一种蓄电池电量检测装置及方法。

背景技术

为了降低整车能耗，提高汽车电源系统的工作效率和零部件的寿命，现已有多种汽车电源管理功能在汽车上应用，如：发电机励磁控制、怠速起停控制系统、舒适性负载控制等功能，而这些电源管理功能都需要通过传感器测量蓄电池电量。现有测量蓄电池电量的装置及方法，如：中国专利文献中记载的“汽车用铅酸蓄电池状态监测装置”（申请号为20110210326.3）和“蓄电池状态检测传感器其电源管理系统及检测方法”（申请号为：200810244758.4），这两种装置在检测蓄电池电量时，都需要同时检测蓄电池电流信号、电压信号和温度信号，而目前的单片机一般都带有ADC(即：模数转换)模块，它直接将电压信号转化为单片机所需的数字信号，故在检测电流时，就需要增加额外的电流检测传感器。并且车用蓄电池的充放电电流变化范围很大，大大增加了车用电流检测传感器的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓄电池电量检测装置及方法，仅根据蓄电池电压和温度便能实现蓄电池电量检测的装置，能减低检测装置的成本。

本发明所述蓄电池电量检测装置，包括微处理器、通讯模块、电源模块和温度传感器，

所述电源模块与微处理器连接，为微处理器提供正常的工作电压；

所述温度传感器与蓄电池接触，用于检测蓄电池的温度；

所述微处理器的输入端分别与蓄电池正极以及温度传感器连接，用于采集蓄电池的电压及温度，将采集的电压及温度进行处理，并输出蓄电池电量；

所述通讯模块与微处理器的输出端连接，将蓄电池电量传出。

所述微处理器包括模数转换模块、电压变化率计算模块、放电电流计算模块、内阻计算模块、内部电动势计算模块和蓄电池电量计算模块；

所述模数转换模块的输入端分别与蓄电池正极以及温度传感器连接，用于采集蓄电池的电压以及温度传感器检测的蓄电池温度；

所述模数转换模块的输出端分别与电压变化率计算模块、放电电流计算模块、内阻计算模块、内部电动势计算模块和蓄电池电量计算模块的输入端连接，将采集的蓄电池电压信号分别输入电压变化率计算模块、蓄电池电量计算模块和内部电动势计算模块，将采集的蓄电池温度信号分别输入放电电流计算模块和内阻计算模块；

所述电压变化率计算模块的输出端与放电电流计算模块的输入端连接，所述电压变化率计算模块根据两次采样的蓄电池电压，计算出单位时间电压的变化量，得到电压变化率，并将该电压变化率输入放电电流计算模块；

放电电流计算模块的输出端与内部电动势计算模块的输入端连接，所述放电电流计算模块根据电压变化率和蓄电池温度，通过查二维数据表得到蓄电池的放电电流，并将该放电电流输入内部电动势计算模块；

所述内阻计算模块的输出端与内部电动势计算模块的输入端连接，所述内阻计算模块根据蓄电池温度，通过查蓄电池的温度-内阻关系曲线得到蓄电池内阻，并将该蓄电池内阻输入内部电动势计算模块；

所述内部电动势计算模块的输出端与蓄电池电量计算模块的输入端连接，所述内部电动势计算模块根据蓄电池的放电电流、蓄电池内阻、蓄电池电压计算蓄电池的内部电动势，并将该内部电动势输入蓄电池电量计算模块；

所述蓄电池电量计算模块根据蓄电池的内部电动势和蓄电池温度，通过查二维表得到蓄电池电量。

所述通讯模块通过LIN总线将蓄电池电量输入发动机控制器、车身控制器和车载电源管理控制器。

所述电源模块采用MC33905电源芯片，或LM2576T-5电源芯片，或LM1593电源芯片。

所述微处理器采用 MPC5634单片机，或MSP430单片机，或MC68HC912DG128A单片机。

所述通讯模块采用TJA1020LIN收发器，或TJA1027LIN收发器，或MPC2003LIN收发器。

所述温度传感器采用WR型热电偶，或WZPM-201热电偶，或WRNY-133热电偶，或WZPK热电偶。

本发明所述的蓄电池电量检测装置的检测方法，其步骤如下： 

步骤一、微处理器通过模数转换模块采集蓄电池电压和蓄电池温度；

步骤二、所述电压变化率计算模块根据模数转换模块两次采样的蓄电池电压，计算出单位时间电压的变化量，即得到电压变化率，电压变化率的计算公式如下：

电压变化率 = (本周期蓄电池电压-上一周期蓄电池电压)/运算周期；