CN102353872A - 一种电动汽车接线端子温度监测系统和方法 - Google Patents

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孔昭松
赵建虎
何斌
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Abstract

一种电动汽车接线端子温度监测系统和方法，涉及温度监测领域，旨在解决电动汽车接线端子发热时的温度监测问题。系统包括多个电动汽车接线端子、多个探测节点、电缆线、温度监测单元、输出接口。所述探测节点设置在大电流的电动汽车接线端子附近；所述探测节点相互并联后，再连接并把信号传输给温度监测单元，以用于显示、报警或控制。本系统和方法尤其适用于技术和安全要求较高的电动交通工具上。

Description

一种电动汽车接线端子温度监测系统和方法
技术领域
本发明涉及一种温度监测系统和方法，特别涉及一种电动汽车接线端子温度监测系统和方法。
背景技术
目前电动汽车电控技术日趋成熟，逐步向市场化迈进，而电动汽车的使用安全性也越来越受到消费者的关注。电动汽车的功率一般是从几千瓦到一百多千瓦，所以工作电流比较大，而一旦电流环路中的接线端子出现松动等故障，将导致接线端子发热、熔化，甚至可能引发火灾，轻的会造成电源和电控系统损坏，严重的会造成整车报废甚至是人员伤亡。
一般来说，接线端子采用螺丝紧固的方式，具体存在以下缺陷：
1.车辆在各种路况下的运行过程中，长期频繁振动，会导致接线端子松动。
2.车辆在出厂时，操作不严谨可能会导致接线端子未完全紧固。
3.由于使用环境，如温度变化引起的热胀冷缩、潮湿引起的电化学腐蚀，都会引起接线端子松动及随之而来的接触不良等问题。
目前现有的解决方法是使用防滑螺母或是使用螺纹胶，这起到了一定的紧固作用，但仍然无法保证在以后长期的使用、维护、维修过程中不出现松动的问题。所有这些缺陷，在技术要求、安全要求要求很高的电动交通工具上如何解决，已经成为了消费者关注的焦点。
目前，市场上从未发现，能够克服上述缺点的可用于电动交通工具上的温度监测系统和方法，经检索未发现相关专利和文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有解决方案的不足，提供一种电动汽车接线端子温度监测系统和方法，实现对电动汽车接线端子的实时监控、故障快速诊断功能。
系统包括若干个电动汽车接线端子、若干个探测节点、电缆线、温度监测单元。每个所述电动汽车接线端子上至少安装一个所述探测节点，以用于检测所述电动汽车接线端子的温度；所述探测节点经所述电缆线并联后，再连接到所述温度监测单元上。每一个探测节点都有自己的地址。探测节点之间，探测节点与微控制器之间都使用同一根总线连接。系统可支持最少100个探测节点，根据需要，可扩展更多探测节点。
所述探测节点以屏蔽并且绝缘的方式安装在所述电动汽车接线端子上或者其紧固连接件上。所述探测节点在所述电动汽车接线端子进行安装时，优选地安装在所述电动汽车接线端子电缆插孔的外部，以避免所述电动汽车接线端子在紧固或拆解时所述探测节点被损伤。所述电缆线为屏蔽线或者双绞线。
所述探测节点内可以包括数字式温度传感器、热敏电阻、温度开关、热敏三极管、热敏二极管、热电阻、热电偶。所述温度监测单元可以是微控制器或温度监测仪表。
当所述探测节点是数字式温度传感器时，所述电缆线可以包括电源线、单总线、地线。所述探测节点内可以固化有地址识别信息，以便所述温度检测单元能够识别哪个所述电动汽车接线端子上的温度值是多少。所述探测节点可以是DS18B20型数字式温度传感器。
当所述探测节点使用热敏电阻时，所述电缆线可以包括电源线、单总线、地线。当所述探测节点使用热敏电阻时，所述探测节点内还可以设置有电桥和比较电路，所述热敏电阻位于所述电桥的一个臂上，所述电桥、比较电路相连接，以把电阻变化量转换为电压变化量，所述电桥、比较电路的正负极分别与所述电源线和地线连接，所述比较电路的信号输出端连接所述总线以输出电压变化量信息。
当所述探测节点是温度开关时，所述电缆线可以包括总线和地线，所述温度开关在所述总线上的节点之间可以设置有多个串联电阻r，所述微控制器可以根据回路的所述串联电阻的阻值或电压变化判断出动作的所述温度开关的位置，以检测出哪个温度开关超过了温度设定阈值。
当所述探测节点使用热敏电阻或温度开关时，所述总线与外部的参考电压点之间可以设置有上拉电阻Rf。所述微控制器内部可以设置有ADC模数转换器，以用于检测所述总线与外部的参考电压点之间的电压。
系统还可以设置有输出接口，所述输出接口与所述温度监测单元相连接，以输出温度监测信息，用于后续的显示、报警或控制。
系统还可以设置有整车通讯总线，所述输出接口与所述整车通讯总线相连接，以输出温度监测信息，用于后续的显示、报警或控制。所述输出接口可以是CAN、RS232、485通讯接口。所述输出接口可以是开关信号接口，以用于连接系统外部的整车控制器。
本发明显著的优点和有益效果是：
1.可实现接线端子的实时温度监测，及时发现问题。
2.检测到异常时，可通过通信接口与整车控制设备通信，整车控制设备采取相应措施，及时避免安全事故发生，保障生命及财产安全。
3.每一个探测节点都有自己的地址，当接线端子异常时，能够快速并准确的确定接线端子的位置，方便检修。
4.探测节点之间采用并联结构，并通过同一总线连接，线束少而简单，安装非常方便。
附图说明
图1是本发明的实施例总原理图。
图2是本发明探测节点安装在电动汽车接线端子上的实施例局部放大图。
图3是本发明探测节点安装在电动汽车接线端子紧固件上的实施例局部放大图。
图4是探测节点采用数字温度传感器的实施例原理图。
图5是探测节点采用热敏电阻的实施例原理图。
图6是探测节点采用温度开关的实施例原理图。
图1-6中：电动汽车接线端子、探测节点、电缆线、温度监测单元、输出接口、电源线、地线、总线、上拉电阻Rf、热敏电阻Rt、串联电阻r、模数转换器ADC、电桥、比较放大电路。
具体实施方式
下面结合附图对电动汽车接线端子温度监测系统和方法进行详细说明。
图1中，本发明的实施例总原理图中，系统包括若干个电动汽车接线端子、若干个探测节点、电缆线、温度监测单元。每个所述电动汽车接线端子上至少安装一个所述探测节点，以用于检测所述电动汽车接线端子的温度；所述探测节点经所述电缆线并联后，再连接到所述温度监测单元上。每一个所述探测节点都有自己的地址。所述探测节点之间，所述探测节点、微控制器之间都使用同一根所述总线连接。系统可支持最少100个所述探测节点，根据需要，可扩展更多所述探测节点。
所述探测节点以屏蔽并且绝缘的方式安装在所述电动汽车接线端子上或者其紧固连接件上。所述探测节点在所述电动汽车接线端子进行安装时，优选地安装在所述电动汽车接线端子电缆插孔的外部，以避免所述电动汽车接线端子在紧固或拆解时所述探测节点被损伤。所述电缆线为屏蔽线或者双绞线。
所述探测节点内可以包括数字式温度传感器、热敏电阻、温度开关、热敏三极管、热敏二极管、热电阻、热电偶。所述温度监测单元可以是微控制器或温度监测仪表。
系统还可以设置有输出接口，所述输出接口与所述温度监测单元相连接，以输出温度监测信息，用于后续的显示、报警或控制。
系统还可以设置有整车通讯总线，所述输出接口与所述整车通讯总线相连接，以输出温度监测信息，用于后续的显示、报警或控制。所述输出接口可以是CAN、RS232、485通讯接口。所述输出接口可以是开关信号接口，以用于连接系统外部的整车控制器。
图2中，所述探测节点安装在所述电动汽车接线端子上，优选地可以安装在所述电动汽车接线端子电缆插孔的外部，以避免所述电动汽车接线端子在紧固或拆解时所述探测节点被损伤。
图3中，所述探测节点安装在所述电动汽车接线端子紧固件上，该紧固件因为导电的需要，也有可能因接触电阻的增大而发热，所述探测节点测量其温度也可以反映出所述电动汽车接线端子接触发热的情况。
图4中，所述探测节点采用数字温度传感器，所述电缆线可以包括电源线、单总线、地线。所述探测节点内可以固化有地址识别信息，以便所述温度检测单元能够识别哪个所述电动汽车接线端子上的温度值是多少。所述探测节点可以是DS18B20型数字式温度传感器。
所述探测节点的温度传感器可以使用DS18b20型温度传感器，出厂时就固化了唯一的地址，n个所述探测节点与所述微控制器都连接在三根导线上，包括所述电源线、地线和总线。所述微控制器依次发送每一个节点的地址，相应地址的所述探测节点就把接线端子的温度值发送给所述微控制器，就完成了温度采集。当所述微控制器检测到所述探测节点温度异常时，就通过输出接口向整车控制器发送故障信息和该所述探测节点的地址，整车控制器响应后，可执行故障处理动作，实现保护功能。该实施例电路简单，体积小，能精确测量每个所述探测节点的温度值，使用灵活，但是需要所述微控制器与所述DS18b20型温度传感器通信，检测速度稍慢。
图5，所述探测节点采用热敏电阻，所述电缆线可以包括电源线、总线、地线。所述探测节点内还可以设置有电桥和比较电路，所述热敏电阻位于所述电桥的一个臂上，所述电桥、比较电路相连接，以把电阻变化量转换为电压变化量，所述电桥、比较电路的正负极分别与所述电源线和地线连接，所述比较电路的信号输出端连接所述总线以输出电压变化量信息。
所述探测节点的温度传感器使用热敏电阻Rt，与比较器及其外围电阻构成了由温度控制的所述比较电路。n个所述探测节点与所述微控制器都连接在三根导线上，包括所述电源线、地线和总线。在所述总线上，相邻的两个所述探测节点之间增加一个串联电阻r，在所述总线与所述微控制器ADC模数转换器连接处设有所述上拉电阻Rf。当温度高于预设值时，所述比较电路可以输出低电平，所述总线的电压被拉底。当故障发生时，所述微控制器检测到所述总线的电压值低于所述上拉电阻Rf的参考电压时，所述微控制器根据所述模数转换器ADC的电压值就可以确定所述探测节点的地址，就可以通过所述输出接口向整车控制器发送故障信息和该节点地址，整车控制器响应后可以执行故障处理动作，实现保护功能。该实施例检测速度快，成本低，可通过改变所述比较电路的设定参数来改变过温阈值，但是不能精确测量每个所述探测节点的温度值。
图6，所述探测节点采用温度开关的实施例中，当所述探测节点是温度开关时，所述电缆线可以包括总线和地线，所述温度开关在所述总线上的节点之间可以设置有多个串联电阻r，所述微控制器可以根据回路的所述串联电阻的阻值或电压变化判断出动作的所述温度开关的位置，以检测出哪个温度开关超过了温度设定阈值。
所述探测节点的温度传感器使用温度开关。n个所述探测节点与所述微控制器都连接在两根导线上，包括所述地线、总线。在所述总线上，相邻的两个所述探测节点之间增加一个所述串联电阻r，在所述总线与所述微控制器内的所述模数转换器ADC连接处设有所述上拉电阻Rf。当温度高于预设值时，温度开关打开，所述总线的电压被拉低。当故障发生时，所述微控制器检测到所述总线的电压值低于参考电压，所述微控制器根据所述模数转换器ADC的电压值就可以确定所述探测节点的地址，继而通过所述输出接口向整车控制器发送故障信息和该节点地址，整车控制器响应后，可以执行故障处理动作，实现保护功能。该实施例检测速度快，电路简单，成本低，但是不能精确测量每个节点的温度值，而且温度值比较固定。

Claims (18)

1.一种电动汽车接线端子温度监测系统和方法，包括多个电动汽车接线端子、多个探测节点、电缆线、温度监测单元，其特征在于，每个所述电动汽车接线端子上至少安装一个所述探测节点，以用于检测所述电动汽车接线端子的温度；所述探测节点经所述电缆线并联后，再连接到所述温度监测单元上。
2.根据权利要求1所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述探测节点以屏蔽并且绝缘的方式安装在所述电动汽车接线端子或者其紧固连接件上。
3.根据权利要求1所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述探测节点在所述电动汽车接线端子进行安装时，优选地安装在所述电动汽车接线端子电缆插孔的外部，以避免所述电动汽车接线端子在紧固或拆解时所述探测节点被损伤。
4.根据权利要求1所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述电缆线为屏蔽线或者双绞线。
5.根据权利要求1所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述探测节点内可以包括数字式温度传感器、热敏电阻、温度开关、热敏三极管、热敏二极管、热电阻、热电偶。
6.根据权利要求1所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述温度监测单元可以是微控制器或温度监测仪表。
7.根据权利要求1所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，当所述探测节点是数字式温度传感器时，所述电缆线可以包括电源线、单总线、地线。
8.根据权利要求7所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述探测节点内可以固化有地址识别信息，以便所述温度检测单元能够识别哪个所述电动汽车接线端子上的温度值是多少。
9.根据权利要求7或8所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述探测节点可以是DS18B20型数字式温度传感器。
10.根据权利要求1所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，当所述探测节点使用热敏电阻时，所述电缆线可以包括电源线、单总线、地线。
11.根据权利要求1所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，当所述探测节点使用热敏电阻时，所述探测节点内还可以设置有电桥和比较电路，所述热敏电阻位于所述电桥的一个臂上，所述电桥、比较电路相连接，以把电阻变化量转换为电压变化量，所述电桥、比较电路的正负极分别与所述电源线和地线连接，所述比较电路的信号输出端连接所述总线以输出电压变化量信息。
12.根据权利要求1所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，当所述探测节点是温度开关时，所述电缆线可以包括总线和地线，所述温度开关在所述总线上的节点之间可以设置有多个串联电阻r，所述微控制器可以根据回路的所述串联电阻的阻值或电压变化判断出动作的所述温度开关的位置，以检测出哪个温度开关超过了温度设定阈值。
13.根据权利要求10或12所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述总线与外部的参考电压点之间可以设置有上拉电阻Rf。
14.根据权利要求10或12所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述微控制器内部可以设置有ADC模数转换器，以用于检测所述总线与外部的参考电压点之间的电压。
15.根据权利要求1所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，还可以设置有输出接口，所述输出接口与所述温度监测单元相连接，以输出温度监测信息，用于后续的显示、报警或控制。
16.根据权利要求15所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述输出接口可以是开关信号接口，以用于连接系统外部的整车控制器。
17.根据权利要求15所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，还可以设置有整车通讯总线，所述输出接口与所述整车通讯总线相连接，以输出温度监测信息，用于后续的显示、报警或控制。
18.根据权利要求17所述的电动汽车接线端子温度监测系统和方法，其特征在于，所述输出接口可以是CAN、RS232、485通讯接口。
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