CN108845272A - 一种车载电池电量监测及提醒装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了车载电池电量监测及提醒装置，包括车载电池、与车载电池串联的库仑计、与车载电池并联的MCU模组以及与MCU模组信号连接的信号收发模组，MCU模组存储有车载电池的初始电量S₀，并记录有车载电池的工作时长t_n，库仑计用于获取并传递流过库仑计的电路电流In，MCU模组能够在车辆处于熄火状态时根据获得的电路电流In和车载电池的初始电量S₀、工作时长tn获得车载电池的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn，信号收发模组用于定期或在车载电池的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin时，或者在车载电池的剩余工作时长Tn小于或等于车载电池的最低剩余工作时长Tmin时，将车载电池的电量信息发送至一移动终端。本发明还提供了车载电池电量监测及提醒方法。

Description

一种车载电池电量监测及提醒装置和方法

技术领域

本发明涉及到电池电量监测技术领域，尤其涉及一种车载电池电量监测及提醒装置和方法。

背景技术

虽然目前汽车本身会带有蓄电池故障灯，但是这个故障灯只有在汽车启动之后，即处于非熄火状态时才会粗略地显示蓄电池的电量的状态是好或不好；而目前市面上的燃油车都不带车辆处于熄火状态时的蓄电量监控装置，以至于使得驾驶员无法得知车辆自身蓄电池的电量的状态。

因此在很多时候汽车停车熄火后，驾驶员有时候并不会马上离开车辆，此时有些时候驾驶员也会打开空调，或者打开CD播放器，或者打开导航，或者打开收音机等，但驾驶员的这些操作都会耗损车辆蓄电池的电量，很容易造成车辆无法启动的情况；而又或者在车辆停车熄火后，驾驶员离开车辆，而此时由于车辆上的DVR等电子设备依旧在后台待机或处于工作状态，则也会消耗使用蓄电池的电量，而再加上该车辆长时间停放，那么也很可能会导致整车无法启动，并且在车主(驾驶员)到达现场之后，也无法第一时间判断当前车辆无法启动的原因，则会给车主带来额外的车辆维护成本。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种在车辆熄火后监测车载电池电量并将电量信息通知驾驶员的车载电池电量监测及提醒装置和方法。

本发明提供了车载电池电量监测及提醒装置，包括车载电池、与所述车载电池串联的库仑计、与所述车载电池并联的MCU模组以及与所述MCU模组信号连接的信号收发模组，所述MCU模组存储有所述车载电池的初始电量S₀，并记录有所述车载电池的工作时长t_n，所述库仑计用于获取流过所述库仑计的电路电流In并将所述电路电流In传递给所述MCU模组，所述MCU模组能够根据车辆的状态判断是否对获得的所述电路电流In进行计算处理，并在车辆处于熄火状态时根据获得的所述电路电流In和所述车载电池的所述初始电量S₀、所述工作时长t_n获得所述车载电池的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn，所述信号收发模组用于定期或定时在所述车载电池的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin时，或者在所述车载电池的剩余工作时长Tn小于或等于所述车载电池的最低剩余工作时长Tmin时，将所述车载电池的电量信息发送至一移动终端。

进一步地，当车辆处于工作状态时，所述MCU模组不对获得的所述电路电流In进行处理。

进一步地，所述MCU模组根据所述车载电池的初始电量S₀、工作时长t_n和获得的所述电路电流In，分别结合公式Sn＝S_n－1－In＊t_n和Tn＝S_n－1－In＊t_n/In计算出多组所述车载电池的剩余电量Sn和剩余工作时长Tn，根据所述多组剩余电量Sn和剩余工作时长Tn进一步得到剩余电量与剩余工作时长的关系曲线，并根据当前电路电流I和得到的关系曲线获取所述车载电池目前的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn，其中，Sn为所述MCU模组根据第n次获得的电路电流In计算出的剩余电量，Tn为所述MCU模组根据第n次获得的电路电流In计算出的剩余工作时长。

进一步地，所述库仑计以时间频度t₀将获得的电路电流In发送给所述MCU模组，所述MCU模组以所述时间频度t₀自启动以处理获得的电路电流In，且所述MCU模组在处理并发送所述车载电池的电量信息结果后自动进入休眠。

进一步地，所述MCU模组能够根据计算出的所述车载电池的剩余工作时长Tn的大小调整计算处理所述电路电流In的时间频度t₀。

进一步地，所述车载电池电量监测及提醒装置还包括与所述MCU模组网络连接的报警器，在所述车载电池的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin时，或者在所述车载电池的剩余工作时长Tn小于或等于所述车载电池的最低剩余工作时长Tmin时，所述报警器发出声音提醒车主。

本发明还提供了一种车载电池电量监测及提醒方法，所述方法基于所述的车载电池电量监测及提醒装置进行车载电池电量的监测和提醒，所述方法包括如下步骤：

利用库仑计获取流过其的电路电流In，并将所述电路电流In传递给MCU模组；

所述MCU模组采集车辆的状态信息，并根据车辆的状态判断是否对获得的电路电流In进行计算处理；

当车辆处于熄火状态时，所述MCU模组根据获得的电路电流In和所述车载电池的初始电量S₀、工作时长t_n获得所述车载电池的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn，并将获得的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn传送给信号收发模组；

所述信号收发模组用于定期或在所述车载电池的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin时，或者在所述车载电池的剩余工作时长Tn小于或等于所述车载电池的最低剩余工作时长Tmin时，将所述车载电池的电量信息发送至一移动终端。

进一步地，所述MCU模组根据获得的电路电流In和所述车载电池的初始电量S₀、工作时长t_n获得所述车载电池的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn包括：

根据所述车载电池的初始电量S₀、工作时长tn和获得的电路电流In，结合公式Sn＝S_n－1－In＊t_n和Tn＝S_n－1－In＊t_n/In计算出多组所述车载电池的剩余电量Sn和剩余工作时长Tn；

根据所述多组剩余电量Sn和剩余工作时长Tn得到剩余电量与剩余工作时长的关系曲线；

根据当前电路电流I和得到的关系曲线获取所述车载电池目前的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn。

进一步地，所述库仑计以时间频度t₀将获得的电路电流In发送给所述MCU模组，所述MCU模组以所述时间频度t₀自启动以处理获得的电路电流In，且所述MCU模组在处理并发送所述车载电池的电量信息结果后自动进入休眠。

进一步地，所述MCU模组能够根据计算出的所述车载电池的剩余工作时长Tn的大小调整计算处理所述电路电流In的时间频度t₀。

综上所述，在本发明在车辆熄火时，通过MCU模组根据获得的多组电路电流、初始电量进行计算处理后得到当前的车载电池的剩余电量和剩余工作时长，将剩余电量和/或剩余工作时长及时通知车主，并在剩余电量小于或等于最小剩余电量、或剩余工作时长小于或等于最小剩余时提醒车主，而车主则根据相关提醒对车载电池作出适当措施以进行远程维护保养，解决车主离开车辆无法及时了解车载电池的电量信息而造成无法启动的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明车载电池电量监测及提醒装置提供的一具体实施例的结构框图；

图2为本发明中的MCU模组计算供车主参考的剩余电量和工作时长的过程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

如图1所示，本发明提供了一种车载电池电量监测及提醒装置，包括车载电池10、库仑计20、MCU模组30和与MCU模组30信号连接的信号收发模组50。

本发明中，库仑计20与车载电池10串联，MCU模组30与车载电池10并联以组成整车的工作电路；同时MCU模组30与信号收发模组50通过4G网络连接；MCU模组30存储有车载电池10的初始电量S₀，并记录有车载电池10的工作时长t_n，即车载电池10工作流逝的时间。

本发明中，判断车辆处于熄火状态还是工作状态主要是根据发动机的工作情况；具体地，在车辆发动机运转即车辆处于工作状态时，MCU模组30不对获得的电路电流In进行处理，即忽略。

而在车辆发动机不再运转即车辆处于熄火状态时，MCU模组30会根据车载电池10的初始电量S₀(初次使用时以车辆出厂前的设置值为准，使用后以最后一次计算出的剩余电量为准)、工作时长t_n以及获得的电路电流In，并结合公式Sn＝(S_n－1－In＊t_n)和Tn＝(S_n－1－In＊t_n)/In计算出多组车载电池10的剩余电量Sn和剩余工作时长Tn，根据多组剩余电量Sn和剩余工作时长Tn进一步得到剩余电量与剩余工作时长的关系曲线，并根据当前电路电流I和得到的关系曲线获取车载电池10目前剩余工作时长Tn和剩余电量Sn，以实现对车载电池10的电量信息进行监测的目的，并将监测结果发送至车主。

故本发明主要是针对车辆熄火状态下，对车载电池10的电量信息进行监测并及时提醒车主，特别是对于车载电池10在目前的状态下还能工作的剩余工作时长Tn，以使得车主及时对车载电池10进行维护。其中，In为库仑计20第n次获取的整个的电路电流，Sn为MCU模组30根据第n次获得的电路电流I计算出的剩余电量，Tn为MCU模组30根据第n次获得的电路电流I计算出的剩余工作时长，t_n为MCU模组30第n次计算并记录车载电池10的工作时长。

本实施例中，库仑计20用于获取车载电池10工作时流过库仑计20的电路电流In，且In为矢量，在放电时电流为In，充电时电流为－In，且在充电时可利用公式Sn＝(S_n－1－In＊t_n)计算剩余电量，但对于充电时的剩余工作时间则无需计算；而在车载电池10放电时，MCU模组30根据库仑计20获得并传递的电路电流In而计算出车载电池10的剩余工作时长Tn，同时记录剩余电量Sn，并在车载电池10的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin时，或者在车载电池10的剩余工作时长Tn小于或等于车载电池10的最低剩余工作时长Tmin时，将计算出车载电池10的电量信息即当前的剩余工作时长Tn和/或剩余电量Sn通过信号收发模组50发送至一移动终端提醒车主，方便车主远程启动车辆以进行车辆维护或者直接回到车上维护蓄电池及相关电子设备，提高用户体验感。

本发明中，库仑计20以时间频度t_0将获得的电路电流In并发送给MCU模组30，而MCU模组30以时间频度t₀自启动以与库仑计20同时工作计算处理获得的电路电流In，且MCU模组30在处理并发送车载电池10的电量信息结果后自动进入休眠，以等待下一次的激活。其中，t₀为MCU模组30计算处理接收到的电路电流In的时间频度，也可理解为MCU模组30被激活的时间频度，同样也为监测车载电池10的电量信息的时间频度。本发明中，MCU模组30能够根据计算出的车载电池10的剩余工作时长Tn的大小调整计算处理电路电流In的时间频度t₀。

本发明中，一移动终端为手机，具体地，在车主手机上下载接收电池电量信息的手机app，以将车载电池10的电量信息通过声音、震动等方式提醒车主；可以理解，也可以通过直观的图形将车载电池10的剩余电量Sn传递给车主，具体可参考手机电量提醒方式，以方便车主及时了解车载电池10的电量状态，以避免无法启动也无法得知车辆无法启动原因的问题，进而降低维护车辆的成本。

本发明中，车载电池电量监测及提醒装置还包括与MCU模组30网络连接的报警器60，在车载电池10的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin时，或者在车载电池10的剩余工作时长Tn小于或等于车载电池10的最低剩余工作时长Tmin时，报警器60发出声音提醒车主。详细地，报警器60会在一定时间内发出声音提醒，超过预定的时间则自动进入休眠，具体可参考MCU模组对电路电流In的处理方式。

如图2所示，本发明中还提供了一种车载电池电量监测及提醒方法，其利用以上所述的车载电池电量监测及提醒装置进行车载电池电量的监测和提醒，其具体包括如下步骤：

利用库仑计20获取流过其的电路电流In，并将所述电路电流In传递给MCU模组30；

MCU模组30采集车辆的状态信息，并根据车辆的状态判断是否对获得的电路电流In进行计算处理；

当车辆处于熄火状态时，MCU模组30根据获得的电路电流In和车载电池10的初始电量S₀、工作时长tn获得车载电池10的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn，并将获得的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn传送给信号收发模组50；

信号收发模组50用于定期或在车载电池10的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin时，或者在车载电池10的剩余工作时长Tn小于或等于车载电池10的最低剩余工作时长Tmin时，将车载电池10的电量信息发送至一移动终端。

具体地，MCU模组30根据获得的电路电流In和车载电池10的初始电量S₀、工作时长t_n获得车载电池10的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn包括：

根据车载电池10的初始电量S₀、工作时长t_n和获得的电路电流In，结合公式Sn＝S_n－1－In＊t_n和Tn＝S_n－1－In＊t_n/In计算出多组车载电池10的剩余电量Sn和剩余工作时长Tn；

根据多组剩余电量Sn和剩余工作时长Tn得到剩余电量与剩余工作时长的关系曲线；

根据当前电路电流I和得到的关系曲线获取车载电池10目前的剩余工作时长和剩余电量。

在本具体实施例中，剩余电量Sn与剩余工作时长Tn取依次最近计算的5组值，以避免取值组数太多增加工作量，也避免了太少而造成计算目前的剩余工作时长和剩余电量值不准确。本发明中的MCU模组30能够根据计算出的当前车载电池10的剩余工作时长Tn的大小而调整下一次计算处理电路电流In的时间频度t₀，即时间频度t₀随着车载电池10的剩余工作时长Tn的减少而调整，以更好地将及时监测车载电池10的电量信息及时通知车主进行远程电池维护，以避免由于最后车载电池10的剩余电量较低即剩余工作时长Tn较短而造成还没来得及提醒车主便无法启动的情况。

更详细地，如图2所示，本具体实施例中，以新电瓶或者充满电的旧电瓶为例(初始电量S₀为60AH，即设置S₀＝60AH)，MCU模组30通过库仑计得到停车时车载电池10的电路电流In，对获取的多组电路电流In的处理具体过程介绍如下：

MCU模组30记录的车载电池10第一次工作时长为t₁，获得的第一次电路电流为I₁，计算出第一次剩余工作时长为T₁＝(S₀－I₁＊t₁)/I1，同时计算出并记录第一次剩余电量S₁＝(60－I1＊t1)；

MCU模组30记录的车载电池10第二次工作时长为t₂，获得的第二次电路电流为I₂，计算出第二次剩余工作时长T₂＝(S₁－I₂＊t₂)/I₂，同时记录第二次剩余电量S₂＝(S₁－I₂＊t₂)；

MCU模组30记录的车载电池10第三次工作时长为t₃，获得的第三次电路电流为I₃，计算出第三次剩余工作时长T₃＝(S₂－I₃＊t₃)/I₃，同时记录第三次剩余电量S₃＝(S2－I₃＊t₃)；

...

根据依次得到的最近的4组(S_n－1，T_n－1)、(S_n－2，T_n－2)、(S_n－3，T_n－3)、(S_n－4，T_n－4)的剩余电量Sn与剩余工作时长Tn的值；然后采用最小二乘法得到剩余工作时长与剩余电量的曲线关系；再根据当前获得的电路电流I的值，计算出当前剩余电量Sn，并根据剩余工作时长与剩余电量的曲线关系获得剩余工作时长T。同时，MCU模组30根据以上方法获得的剩余工作时长Tn调整计算下一次获得电路电流In的时间频度t₀；详细地，若计算出的剩余工作时长Tn在30天以上，则下一次的时间频度t₀调整为一天一次处理获得的电路电流In+1；若计算出的剩余时长Tn大于20天，则下一次的时间频度t₀由之前的一天一次调整为16小时一次；若计算出的剩余时长Tn大于10天，则下一次的时间频度t₀由16小时一次调整为12小时一次；若计算出的剩余时长Tn大于5天，则下一次的时间频度t₀为12小时一次调整为8小时一次；若计算出的剩余时长Tn小于5天，则时间频度t₀由8小时一次调整为4小时一次，即剩余时长Tn越小时间频度t₀越小，以在剩余工作时长T逐渐变小时，时间频度t₀也逐渐变小，更精确、及时地监测车载电池10的电量信息，体验更好。

本发明通过MCU模组30在根据电路电流In而将计算出车载电池10的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin的结果通知车主；又可将计算出车载电池10的剩余工作时长Tn小于或等于车载电池10的最低剩余工作时长Tmin的结果通知车主；可以理解，也可将以上两种计算结果都通知给车主，以避免车主查看不及时而错过对车载电池10进行相关维护的时机。

综上所述，在本发明在车辆熄火时，通过MCU模组根据获得的多组电路电流、初始电量进行计算处理后得到当前车载电池的剩余电量和剩余工作时长，将剩余电量和/或剩余工作时长及时通知车主，并在剩余电量小于或等于最小剩余电量、或剩余工作时长小于或等于最小剩余时提醒车主，而车主则根据相关提醒判断是否及时作出适当的措施以对车载电池进行维护保养，以解决车主(或者驾驶员)无法及时了解车辆的蓄电池的电量问题；且本发明获得剩余电量和/或剩余工作时长的时间频率t₀会根据不断计算出的剩余工作时长进行调整，以更准确地监测车载电池的电量信息。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种车载电池电量监测及提醒装置，其特征在于，包括车载电池(10)、与所述车载电池(10)串联的库仑计(20)、与所述车载电池(10)并联的MCU模组(30)以及与所述MCU模组(30)信号连接的信号收发模组(50)，所述MCU模组(30)存储有所述车载电池(10)的初始电量S₀，并记录有所述车载电池(10)的工作时长t_n，所述库仑计(20)用于获取流过所述库仑计(20)的电路电流In并将所述电路电流In传递给所述MCU模组(30)，所述MCU模组(30)能够根据车辆的状态判断是否对获得的所述电路电流In进行计算处理，并在车辆处于熄火状态时根据获得的所述电路电流In和所述车载电池(10)的所述初始电量S₀、所述工作时长t_n获得所述车载电池(10)的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn，所述信号收发模组(50)用于定期或在所述车载电池(10)的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin时，或者在所述车载电池(10)的剩余工作时长Tn小于或等于所述车载电池(10)的最低剩余工作时长Tmin时，将所述车载电池(10)的电量信息发送至一移动终端。

2.根据权利要求1所述的车载电池电量监测及提醒装置，其特征在于，当车辆处于工作状态时，所述MCU模组(30)不对获得的所述电路电流In进行处理。

3.根据权利要求2所述的车载电池电量监测及提醒装置，其特征在于，所述MCU模组(30)根据所述车载电池(10)的初始电量S₀、工作时长t_n和获得的所述电路电流In，分别结合公式Sn＝S_n－1－In＊t_n和Tn＝(S_n－1－In＊t_n)/In计算出多组车载电池(10)的剩余电量Sn和剩余工作时长Tn，根据所述多组剩余电量Sn和剩余工作时长Tn进一步得到剩余电量与剩余工作时长的关系曲线，并根据当前电路电流I和得到的关系曲线获取所述车载电池(10)目前的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn，其中，Sn为所述MCU模组(30)根据第n次获得的电路电流In计算出的剩余电量，Tn为所述MCU模组(30)根据第n次获得的电路电流In计算出的剩余工作时长。

4.根据权利要求1所述的车载电池电量监测及提醒装置，其特征在于，所述库仑计(20)以时间频度t₀将获得的电路电流In发送给所述MCU模组(30)，所述MCU模组(30)以所述时间频度t₀自启动以处理获得的电路电流In，且所述MCU模组(30)在处理并发送所述车载电池(10)的电量信息结果后自动进入休眠。

5.根据权利要求1所述的车载电池电量监测及提醒装置，其特征在于，所述MCU模组(30)能够根据计算出的所述车载电池(10)的剩余工作时长Tn的大小调整计算处理所述电路电流In的时间频度t₀。

6.根据权利要求1所述的车载电池电量监测及提醒装置，其特征在于，所述车载电池电量监测及提醒装置还包括与所述MCU模组(30)网络连接的报警器(60)，在所述车载电池(10)的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin时，或者在所述车载电池(10)的剩余工作时长Tn小于或等于所述车载电池(10)的最低剩余工作时长Tmin时，所述报警器(60)发出声音提醒车主。

7.一种车载电池电量监测及提醒方法，其特征在于：所述方法基于权利要求1所述的车载电池电量监测及提醒装置进行车载电池电量的监测和提醒，所述方法包括如下步骤：

利用库仑计(20)获取流过其的电路电流In，并将所述电路电流In传递给MCU模组(30)；

所述MCU模组(30)采集车辆的状态信息，并根据车辆的状态判断是否对获得的电路电流In进行计算处理；

当车辆处于熄火状态时，所述MCU模组(30)根据获得的电路电流In和所述车载电池(10)的初始电量S₀、工作时长t_n获得所述车载电池(10)的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn，并将获得的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn传送给信号收发模组(50)；

所述信号收发模组(50)用于定期或在所述车载电池(10)的剩余电量Sn小于或等于最小剩余电量Smin时，或者在所述车载电池(10)的剩余工作时长Tn小于或等于所述车载电池(10)的最低剩余工作时长Tmin时，将所述车载电池(10)的电量信息发送至一移动终端。

8.根据权利要求7所述的车载电池电量监测及提醒方法，其特征在于，所述MCU模组(30)根据获得的电路电流In和所述车载电池(10)的初始电量S₀、工作时长t_n获得所述车载电池(10)的剩余工作时长Tn和剩余电量Sn包括：

根据所述车载电池(10)的初始电量S₀、工作时长t_n和获得的电路电流In，结合公式Sn＝S_n－1－In＊t_n和Tn＝(S_n－1－In＊t_n)/In计算出多组所述车载电池(10)的剩余电量Sn和剩余工作时长Tn；

根据所述多组剩余电量Sn和剩余工作时长Tn得到剩余电量与剩余工作时长的关系关系曲线；

根据当前电路电流I和得到的关系关系曲线获取所述车载电池(10)目前剩余的工作时长和剩余电量。

9.根据权利要求7所述的车载电池电量监测及提醒方法，其特征在于，所述库仑计(20)以时间频度t₀将获得的电路电流In发送给所述MCU模组(30)，所述MCU模组(30)以所述时间频度t₀自启动以处理获得的电路电流In，且所述MCU模组(30)在处理并发送所述车载电池(10)的电量信息结果后自动进入休眠。

10.根据权利要求7所述的车载电池电量监测及提醒方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述MCU模组(30)能够根据计算出的所述车载电池(10)的剩余工作时长Tn的大小调整计算处理所述电路电流In的时间频度t₀。