CN104777431A - 基于obd接口的车辆蓄电池劣化检测设备及方法 - Google Patents

Abstract

基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测设备及方法，所述设备包括：单片机模块、AD采样模块、报警模块、显示模块、电源管理模块和串口模块；所述的单片机模块分别与AD采样模块、报警模块、显示模块、串口模块相连，AD采样模块还通过车辆OBD接口电源线与电源管理模块相连；本发明实现了蓄电池劣化程度的自动判断，使用户无需到维修站检测蓄电池静态放电电流参数，即可以了解蓄电池劣化严重的程度，从而判断是否需要更换。

Description

基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测设备及方法

技术领域

本发明涉及基于OBD接口的车辆蓄电池劣化程度检测设备及方法，具体的说是基于车辆打火时电压变化曲线来判断车辆蓄电池劣化程度的方法。

背景技术

现有OBD设备通常对实时电压进行检测，在检测到实时电压低的时候会发出报警，但是通常情况下，车主更为关心蓄电池劣化程度；一些车辆的蓄电池劣化后，需要提前到维修站检测蓄电池静态放电电流参数，如果静态放电电流达到0.1安甚至1安时，说明蓄电池劣化严重，容易造成蓄电池亏电。本发明针对现有OBD设备只检测实时电压而不判断蓄电池劣化程度进行了改进。

发明内容

本发明提供了一种基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测设备及方法，实现了蓄电池劣化程度的自动判断，使用户无需到维修站检测蓄电池静态放电电流参数，即可以了解蓄电池劣化严重的程度，从而判断是否需要更换。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测设备，包括：单片机模块、AD采样模块、报警模块、显示模块、电源管理模块和串口模块；所述的单片机模块分别与AD采样模块、报警模块、显示模块、串口模块相连，AD采样模块还通过车辆OBD接口电源线与电源管理模块相连；

所述的AD采样模块,用来采集车辆初始蓄电池采样电压及点火时蓄电池采样电压，并传输给单片机模块；

所述的报警模块，当实际蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过70％时，响起蜂鸣报警；

所述的显示模块，用于提示用户车辆蓄电池有劣化趋势；

所述的电源管理模块为本设备供电；

所述的串口模块用于传输数据，为以后扩展使用，如连接在电脑上；

所述的单片机模块用于计算蓄电池劣化指数，将蓄电池劣化指数与默认报警值比较，如蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过40％时，则使显示模块显示车辆蓄电池有劣化趋势，如蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过70％时，使报警模块响起蜂鸣报警；

进一步的，所述的AD采样模块,包括:电容C1、电阻R1、电阻R2、稳压二极管D1、开关二极管D2；电容C1和稳压二极管D1的一端接地，另一端与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与电阻R2和开关二极管D2的一端相连，电阻R2的另一端接地，开关二极管D2的另一端接电源VDD；

基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测方法，是基于上述设备实现的，具体步骤如下：

S1.车辆未点火时，AD采样模块采集车辆初始蓄电池采样电压；车辆点火时，AD采样模块采集点火时蓄电池采样电压，并传输给单片机模块；

S2.单片机模块根据实际蓄电池劣化指数计算公式计算得到蓄电池劣化指数；

S3.如多次车辆点火过程中蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过40％时，则使显示模块显示车辆蓄电池有劣化趋势；

S4.如多次车辆点火过程中蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过70％时，报警模块响起蜂鸣报警，提醒用户蓄电池已劣化，需要更换电池。

进一步的，所述的蓄电池劣化指数计算公式为：

蓄电池劣化指数＝(初始蓄电池采样电压*((R1+R2)/R2)-点火时候蓄电池采样电压*((R1+R2)/R2))/初始蓄电池采样电压*((R1+R2)/R2)

所述蓄电池劣化指数与蓄电池劣化程度成正相关关系，蓄电池劣化指数越高则车辆蓄电池劣化程度越高。

本发明的有益效果在于：本发明实现了蓄电池劣化程度的自动判断，使用户无需到维修站检测蓄电池静态放电电流参数，即可以了解蓄电池劣化严重的程度，从而判断是否需要更换，及时报警，避免车辆由于蓄电池劣化而无法打火，极大地方便了车主。

附图说明

本发明共有附图4幅：

图1为AD采样模块的电路原理图；

图2为蓄电池的电压在点火状态时的变化状态图；

图3为基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测设备的结构框图；

图4为基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测方法流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图1-4对本发明的技术方案作进一步的解释说明。

实施例

为了解决检测车辆蓄电池劣化程度的问题，本发明基于蓄电池电压在车辆打火时的变化曲线来检测蓄电池劣化程度；未打火时车辆蓄电池的基础电压是12V左右(小型家用车)，点火动作发生时，由于火花塞和电器设备的同时用电，蓄电池电压会有一个被拉低的状态，车辆点火之后由于发动机带动发电机的工作，发电机供整个车辆用电，这时电压会高于12V，基本保持在14V左右；随着车辆蓄电池劣化程度的加深，未打火时蓄电池的基础电压会随之下降，同时点火动作发生后，蓄电池电压被拉低的程度也会正相关增强。如附图2所示,为蓄电池电压在点火状态时的变化状态图；图中的横坐标是时间，纵坐标是电压值；0～13.5s是未点火时的蓄电池的基础电压，15.2～15.7s是点火时的蓄电池电压，15.7s～17.8s是点火成功时的蓄电池电压，17.8s之后是车辆达到怠速时蓄电池电压。

基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测设备，包括：单片机模块、AD采样模块、报警模块、显示模块、电源管理模块和串口模块；所述的单片机模块分别与AD采样模块、报警模块、显示模块、串口模块相连，AD采样模块还通过车辆OBD接口电源线与电源管理模块相连；所述的AD采样模块,用来采集车辆初始蓄电池采样电压及点火时蓄电池采样电压，并传输给单片机模块；所述的报警模块，当实际蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过70％时，响起蜂鸣报警；

所述的显示模块，用于提示用户车辆蓄电池有劣化趋势；所述的电源管理模块为本设备供电；所述的串口模块用于传输数据，为以后扩展使用，如连接在电脑上；所述的单片机模块用于计算蓄电池劣化指数，将蓄电池劣化指数与默认报警值比较，如蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过40％时，则使显示模块显示车辆蓄电池有劣化趋势，如蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过70％时，使报警模块响起蜂鸣报警；单片机模块中的MCU选用基于ARMCortex-M内核的STM32系列，此系列专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的，可以满足检测设备检测功能及性能需求，MCU作为整体控制部分；所述的AD采样模块,包括:电容C1、电阻R1、电阻R2、稳压二极管D1、开关二极管D2；电容C1和稳压二极管D1的一端接地，另一端与电阻R1相连，电阻R1的另一端与电阻R2和开关二极管D2的一端相连，电阻R2的另一端接地，开关二极管D2的另一端接电源VDD；

基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测方法，是基于上述系统实现的，具体步骤如下：

S1.车辆未点火时，AD采样模块采集车辆初始蓄电池采样电压；车辆点火时，AD采样模块采集点火时蓄电池采样电压，并传输给单片机模块；

S2.单片机模块根据实际蓄电池劣化指数计算公式计算得到蓄电池劣化指数；

S3.如多次车辆点火过程中蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过40％时，则使显示模块显示车辆蓄电池有劣化趋势；

S4.如多次车辆点火过程中蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过70％时，报警模块响起蜂鸣报警，提醒用户蓄电池已劣化，需要更换电池。

理论上可以使用如下公式：

蓄电池劣化指数＝(初始蓄电池电压-点火时候蓄电池电压)/初始蓄电池电压

实际应用在设备上所述的蓄电池劣化指数计算公式为：

蓄电池劣化指数＝(初始蓄电池采样电压*((R1+R2)/R2)-点火时候蓄电池采样电压*((R1+R2)/R2))/初始蓄电池采样电压*((R1+R2)/R2)

例如：车辆蓄电池发生劣化后，初始蓄电池采样电压为10V，点火时候蓄电池电压为6V。

蓄电池劣化指数＝(10-6)/10＝0.4

所述蓄电池劣化指数与蓄电池劣化程度成正相关关系，蓄电池劣化指数越高则车辆蓄电池劣化程度越高。

Claims (4)

1.基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测设备，其特征在于，包括：单片机模块、AD采样模块、报警模块、显示模块、电源管理模块和串口模块；所述的单片机模块分别与AD采样模块、报警模块、显示模块、串口模块相连，AD采样模块还通过车辆OBD接口电源线与电源管理模块相连；

所述的AD采样模块,用来采集车辆的初始蓄电池采样电压及点火时蓄电池采样电压，并传输给单片机模块；

所述的报警模块，当实际蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过70％时，响起蜂鸣报警；

所述的显示模块，用于提示用户车辆蓄电池有劣化趋势；

所述的电源管理模块为本设备供电；

所述的串口模块用于传输数据；

所述的单片机模块用于计算蓄电池劣化指数，将蓄电池劣化指数与默认报警值比较，如蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过不同数值时，则使显示模块显示车辆蓄电池有劣化趋势或报警模块响起蜂鸣报警。

2.根据权利要求1所述的基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测设备，其特征在于：所述的AD采样模块,包括:电容C1、电阻R1、电阻R2、稳压二极管D1、开关二极管D2；电容C1和稳压二极管D1的一端接地，另一端与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与电阻R2和开关二极管D2的一端相连，电阻R2的另一端接地，开关二极管D2的另一端接电源VDD。

3.基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测方法，是基于权1设备实现的，具体步骤如下：

S1.车辆未点火时，AD采样模块采集车辆初始蓄电池采样电压；车辆点火时，AD采样模块采集点火时蓄电池采样电压，并传输给单片机模块；

S2.单片机模块根据实际蓄电池劣化指数计算公式计算得到蓄电池劣化指数；

S3.如多次车辆点火过程中蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过40％时，则使显示模块显示车辆蓄电池有劣化趋势；

S4.如多次车辆点火过程中蓄电池劣化指数大于默认报警值的比例超过70％时，报警模块响起蜂鸣报警，提醒用户蓄电池已劣化，需要更换电池。

4.如权利要求3所述的基于OBD接口的车辆蓄电池劣化检测方法，其特征在于，所述的蓄电池劣化指数计算公式为：

蓄电池劣化指数＝(初始蓄电池采样电压*((R1+R2)/R2)-点火时候蓄电池采样电压*((R1+R2)/R2))/初始蓄电池采样电压*((R1+R2)/R2)；

所述蓄电池劣化指数与蓄电池劣化程度成正相关关系，蓄电池劣化指数越高则车辆蓄电池劣化程度越高。