CN109873212A - 一种新能源汽车电池温度监控电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车电池技术领域，提出一种新能源汽车电池温度监控电路，包括传感器控制模块、芯片处理模块和报警模块，其中传感器控制模块的输出端与芯片处理模块的输入端连接，芯片处理模块的输出端与报警模块的输入端连接；传感器控制模块用于实时监测电池的温度，当电池温度升高到预设值时，传感器控制模块向芯片处理模块发送异常信号，芯片处理模块接收异常信号后通过驱动报警模块发出报警。本发明能够实时监控电池温度变化，当检测到电池温度高于预设值时及时发出报警信号通知驾驶员或维修人员进行维修，从而避免电池过热导致电池燃烧或汽车自燃，且电路设计简单实用，可由现有的简单的电子元器件组成，功耗相对较小。

Description

一种新能源汽车电池温度监控电路

技术领域

本发明涉及汽车电池技术领域，更具体地，涉及一种新能源汽车电池温度监控电路。

背景技术

随着新能源汽车的广泛使用，人们开始注重新能源汽车的电池安全问题。由于驾驶员在驾驶过程中位于驾驶座位置，不能及时了解汽车电池的实时状况。而汽车电池一般设置在汽车内部的密闭空间内，在驾驶过程中，当电池发生故障或其他原因导致电池发热温度升高时，该密闭空间容易积累热量，情况严重时可导致电池燃烧，甚至导致汽车燃烧或爆炸，因此存在极大的安全隐患。

为了避免电池过热导致电池燃烧等事故发生，现有技术中有人提出引入热管理模块，该热管理模块通过数据计算模块获取电池热管理系统的数据，及时掌握电池组的实时情况并对电池进行管控。然而，该方案仅能通过热管理模块将监控的电池温度状态传输到处理器中进行处理。该方案主要用于避免电池的过度使用，且热管理模块的电池监控系统结构过于复杂，功耗较大，不适用于小型新能源汽车中。此外，现有技术还提出通过设置电源、控制器、报警器、多个检测器以及多个电子开关去实现对电池模组中的各个单体电池进行的精确监控，当检测到相邻的单体电池温度超过预设值的时候发出报警。然而，该方案使用大量检测装置对电池模组的温度状态进行监控，同样存在电路设计过于复杂，功耗较大的问题，且该方案系统的安装程序复杂，因此也不适用于新能源汽车中。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的电池监控设备结构复杂、功耗较大等至少一种缺陷，提供一种新能源汽车电池温度监控电路，电路设计简单实用，能够实时监控电池的温度变化，且当电池温度达到预设值时能够及时发出报警。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种新能源汽车电池温度监控电路，包括传感器控制模块、芯片处理模块和报警模块，其中传感器控制模块的输出端与芯片处理模块的输入端连接，芯片处理模块的输出端与报警模块的输入端连接；传感器控制模块用于实时监测电池的温度，当电池温度升高到预设值时，传感器控制模块向芯片处理模块发送异常信号，芯片处理模块接收异常信号后通过驱动报警模块发出报警。

本技术方案中，当传感器控制模块监测到电池的温度达到预设值时，传感控制模块向芯片处理模块发送异常信号，芯片处理模块接收异常信号并进行分析处理，然后通过向报警模块输出方波驱动报警模块发出报警，提示驾驶员电池温度异常，从而有效避免电池过热导致汽车自燃的事故发生。本技术方案的新能源汽车电池温度监控电路与现有技术相比较，其电路设计简单实用，可采用现有的电子元器件搭建，且功耗较小，能够有效对新能源汽车电池的温度进行实时监控。

优选地，传感器控制模块包括调节器VR1、电阻R1、正热敏传感器SE1和三极管T1，其中：调节器VR1的一端作为传感器控制模块的电源端与外接电源连接，调节器VR1的另一端与电阻R1的一端电连接，电阻R1的另一端与正热敏传感器SE1的一端电连接，正热敏传感器SE1的另一端接地；电阻R1的另一端与三极管T1的基极电连接，三极管T1的集电极作为传感器控制模块的输出端与芯片处理模块的输入端连接，三极管T1的发射极接地。

本技术方案中，传感器控制模块主要通过正热敏传感器SE1对汽车电池的温度进行监控，当电池温度升高达到预设值时，传感器控制模块中的正热敏传感器SE1控制三极管T1工作，三极管T1驱动芯片处理模块工作，芯片处理模块驱动报警模块发出报警。

优选地，芯片处理模块包括微处理芯片、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C1，其中：电阻R2的一端与外接电源连接，电阻R2的另一端与微处理芯片的第七引脚电连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端电连接；电阻R3的另一端与微处理芯片的第六引脚电连接；电阻R4的一端与外接电源电连接，电阻R4的另一端与微处理芯片的第四引脚电连接；

微处理芯片为NE555芯片；微处理芯片的第四引脚作为芯片处理模块的输入端与传感器控制模块的输出端连接，微处理芯片的第一引脚接地，微处理芯片的第二引脚与微处理芯片的第六引脚电连接，微处理芯片的第八引脚与外接电源连接，微处理芯片的第三引脚作为芯片处理模块的输出端与报警模块的输入端连接，微处理芯片的第五引脚与电容C1的一端电连接，电容C1的另一端接地。

本技术方案中，芯片处理模块通过设置在微处理芯片外周的元器件组成多谐振荡器，其占空比由电阻R2和电阻R3调节，第三引脚输出方波驱动报警模块发出报警提醒驾驶员电池的异常情况。梁绮彤

优选地，报警模块包括电阻R5、发光二极管LED1和蜂鸣器LS1，其中：电阻R5的一端作为报警模块的输入端与芯片处理模块的输出端连接，电阻R5的另一端与发光二极管LED1的阳极电连接，发光二极管LED1的阴极接地；蜂鸣器LS1的一端作为报警模块的输入端与芯片处理模块的输出端连接，蜂鸣器LS1的另一端接地。

本技术方案中，报警模块由芯片处理模块管控，具体通过接收芯片处理模块发出的方波驱动报警模块工作，报警模块中的发光二极管LED1发光，蜂鸣器LS1发出蜂鸣声，从而达到报警效果。

优选地，电池温度监控电路还包括用于为电池温度监控电路供电的变压整流模块，变压整流模块的输入端与汽车电池的输出端连接，变压整流模块的输出端分别与传感器控制模块的电源端和芯片处理模块的电源端连接。

优选地，变压整流模块包括变压器X1、二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，其中：变压器X1的原边与汽车电池输出端连接，变压器X1副边的一端与二极管D1的阴极电连接，二极管D1的阳极与二极管D3的阳极电连接，二极管D3的阴极与变压器X1副边的另一端电连接，二极管D1的阳极接地；变压器X1副边的一端与二极管D2的阳极电连接，二极管D2的阴极与二极管D4的阴极电连接，二极管D4的阳极与变压器X1副边的另一端电连接；二极管D2的阴极作为变压整流模块的输出端分别与传感器控制模块的电源端和芯片处理模块的电源端连接。

本技术方案中，变压整流模块由变压器和四个二极管组成，通过利用汽车电池对电池温度监控电路整体进行供电，在使用过程中，先通过变压器对汽车电池的电压进行降压，再通过四个二极管实现整流，通过与传感器控制模块和芯片处理模块的电压连接，实现利用汽车电池对电路整体供电。

优选地，电池温度监控电路还包括用于显示电路是否正常工作的工作指示模块，工作指示模块的电源端与变压整流模块的输出端连接。

优选地，工作指示模块包括电容C2、电阻R6和发光二极管LED2，其中：

电容C2的一端与变压整流模块的输出端连接，电容C2的另一端接地；电阻R6的一端与变压整流模块的输出端连接，电阻R6的另一端与发光二极管LED2的阳极电连接，发光二极管LED2的阴极接地。

本技术方案中，工作指示模块中的电容C2用于滤波，发光二极管LED2用于显示证明电池温度监控电路的工作状态，当电池温度监控电路在正常工作时，发光二极管LED2发光显示电池温度监控电路正常工作。

优选地，电池温度监控电路还包括用于应急照明的应急照明模块，应急照明模块的电源端与变压整流模块的输出端连接。

优选地，应急照明模块包括二极管D5、三极管T2、电阻R7、电阻R8、电阻R9、发光二极管LED3、开关S1和备用电池V1，其中：

电阻R7的一端与变压整流模块的输出端连接，电阻R7的另一端与电阻R8的一端电连接，电阻R8的另一端接地；电阻R7的另一端与三极管T2的基极电连接；电阻R7的另一端与二极管D5的阳极电连接，二极管D5的阴极与三极管T2的发射极电连接；三极管T2的集电极与电阻R9的一端电连接，电阻R9的另一端与发光二极管LED3的阳极电连接，发光二极管LED3的阴极接地；二极管D5的阴极与开关S1的一端连接，开关S1的另一端与备用电池V1的正极连接，备用电池V1的负极接地。

本技术方案中，应急照明模块用于在汽车电池损坏的情况下通过备用电池实现应急照明，方便驾驶员或维修人员对汽车电池检查维修。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：能够实时监控电池温度变化，当电池温度达到预设值时及时发出报警信号通知驾驶员或维修人员进行维修，从而避免电池过热导致汽车自燃；电路设计简单实用，可由现有的简单的电子元器件组成，功耗相对较小。

附图说明

图1为本实施例的新能源汽车电池温度监控电路的结构示意图。

图2为本实施例的新能源汽车电池温度监控电路的电路图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，为本实施例的新能源汽车电池温度监控电路的结构示意图。本实施例的电池温度监控电路包括变压整流模块1、工作指示模块2、传感器控制模块3、芯片处理模块4、报警模块5和应急照明模块6，其中变压整流模块1用于利用汽车电池为电池温度监控电路整体供电，工作指示模块2用于显示电池温度监控电路的正常工作状态，传感器控制模块3用于实时监测汽车电池的温度，芯片处理模块4用于处理电路中的电流信号，并根据电池温度异常信号驱动报警模块5进行报警，报警模块5用于通过发光二极管和蜂鸣器向驾驶员发出报警，应急照明模块6用于当电池处于故障状态时进行应急照明。

如图2所示，为本实施例的新能源汽车电池温度监控电路的电路图。

变压整流模块1包括变压器X1、二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，且二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4为1N4007型号的整流二极管，变压器X1用于将汽车电池的交流电压230V降压为0-9V的电压。

其中：

变压器X1的原边与汽车电池输出端连接，变压器X1副边的一端与二极管D1的阴极电连接，二极管D1的阳极与二极管D3的阳极电连接，二极管D3的阴极与变压器X1副边的另一端电连接，二极管D1的阳极接地；变压器X1副边的一端与二极管D2的阳极电连接，二极管D2的阴极与二极管D4的阴极电连接，二极管D4的阳极与变压器X1副边的另一端电连接；二极管D2的阴极作为变压整流模块的输出端分别与工作指示模块2的电源端、传感器控制模块3的电源端和芯片处理模块4的电源端连接。

工作指示模块2包括电容C2、电阻R6和发光二极管LED2，电容C2的电容量为1000μF，电阻R6的阻值为330Ω。其中：

电容C2的一端与变压整流模块1的输出端连接，电容C2的另一端接地；电阻R6的一端与变压整流模块1的输出端连接，电阻R6的另一端与发光二极管LED2的阳极电连接，发光二极管LED2的阴极接地。

传感器控制模块3包括调节器VR1、电阻R1、正热敏传感器SE1和三极管T1，电阻R1的阻值为100kΩ，正热敏传感器SE1为1N34检波二极管，三极管T1的型号为DC548。其中：

调节器VR1的一端与变压整流模块的输出端连接，调节器VR1的另一端与电阻R1的一端电连接，电阻R1的另一端与正热敏传感器SE1的一端电连接，正热敏传感器SE1的另一端接地；电阻R1的另一端与三极管T1的基极电连接，三极管T1的集电极作为传感器控制模块的输出端与芯片处理模块的输入端连接，三极管T1的发射极接地。

芯片处理模块4包括微处理芯片、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C1，微处理芯片为NE555时基芯片，电阻R2的阻值为1kΩ，电阻R3的阻值为56kΩ，电阻R4的阻值为4.7kΩ，电容C1的电容值为0.01μF。其中：

电阻R2的一端与变压整流模块1的输出端连接，电阻R2的另一端与微处理芯片的第七引脚电连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端电连接；电阻R3的另一端与微处理芯片的第六引脚电连接；电阻R4的一端与变压整流模块1的输出端连接，电阻R4的另一端与微处理芯片的第四引脚电连接；

微处理芯片的第四引脚作为芯片处理模块的输入端与传感器控制模块的输出端连接，微处理芯片的第一引脚接地，微处理芯片的第二引脚与微处理芯片的第六引脚电连接，微处理芯片的第八引脚与变压整流模块1的输出端连接，微处理芯片的第三引脚作为芯片处理模块的输出端与报警模块的输入端连接，微处理芯片的第五引脚与电容C1的一端电连接，电容C1的另一端接地。

报警模块5包括电阻R5、发光二极管LED1和蜂鸣器LS1，电阻R5的阻值为220Ω，发光二极管LED1为红光LED，蜂鸣器LS1为200Hz的BUZZER蜂鸣器。其中：

电阻R5的一端作为报警模块的输入端与芯片处理模块的输出端连接，电阻R5的另一端与发光二极管LED1的阳极电连接，发光二极管LED1的阴极接地；蜂鸣器LS1的一端作为报警模块的输入端与芯片处理模块的输出端连接，蜂鸣器LS1的另一端接地。

应急照明模块6包括二极管D5、三极管T2、电阻R7、电阻R8、电阻R9、发光二极管LED3、开关S1和备用电池V1，二极管D5的型号为1N4001，三极管T2的型号为DC558，电阻R7的阻值为47Ω，电阻R8的阻值为470Ω，电阻R9的阻值为150Ω，发光二极管LED3为白光LED，备用电池V1的电压为9V。

其中：

电阻R7的一端与变压整流模块1的输出端连接，电阻R7的另一端与电阻R8的一端电连接，电阻R8的另一端接地；电阻R7的另一端与三极管T2的基极电连接；电阻R7的另一端与二极管D5的阳极电连接，二极管D5的阴极与三极管T2的发射极电连接；三极管T2的集电极与电阻R9的一端电连接，电阻R9的另一端与发光二极管LED3的阳极电连接，发光二极管LED3的阴极接地；二极管D5的阴极与开关S1的一端连接，开关S1的另一端与备用电池V1的正极连接，备用电池V1的负极接地。

在具体实施过程中，变压整流模块1对汽车电池电压进行降压整流，用于对电池温度监控电路整体进行供电；在电池温度监控电路工作过程中，工作指示模块中的指示灯发光二极管LED2发光，表示电池温度监控电路正常工作；传感器控制模块3实时监控电池的温度变化，当电池温度达到预设值时，传感器控制模块3中的正热敏传感器SE1控制三极管T1触发芯片处理模块4中的微处理芯片工作，微处理芯片对电路中的电流信号分析处理后从第三引脚输出方波驱动报警电路5中的发光二极管LED1和蜂鸣器LS1工作，发光二极管LED1发光且蜂鸣器LS1发出声音实现报警。在对汽车电池维修过程中，考虑到维修的环境情况问题，通过闭合开关S1使应急照明模块6中的发光二极管LED3工作，从而实现应急照明，方便驾驶员或维修人员对汽车电池进行维修。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车电池温度监控电路，其特征在于：包括传感器控制模块、芯片处理模块和报警模块，其中所述传感器控制模块的输出端与芯片处理模块的输入端连接，所述芯片处理模块的输出端与报警模块的输入端连接；所述传感器控制模块用于实时监测电池的温度，当电池温度升高到预设值时，所述传感器控制模块向芯片处理模块发送异常信号，所述芯片处理模块接收异常信号后通过驱动所述报警模块发出报警。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池温度监控电路，其特征在于：所述传感器控制模块包括调节器VR1、电阻R1、正热敏传感器SE1和三极管T1，其中：

所述调节器VR1的一端作为传感器控制模块的电源端与外接电源连接，所述调节器VR1的另一端与电阻R1的一端电连接，所述电阻R1的另一端与正热敏传感器SE1的一端电连接，所述正热敏传感器SE1的另一端接地；所述电阻R1的另一端与三极管T1的基极电连接，所述三极管T1的集电极作为传感器控制模块的输出端与芯片处理模块的输入端连接，三极管T1的发射极接地。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车电池温度监控电路，其特征在于：所述芯片处理模块包括微处理芯片、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C1，其中：

所述电阻R2的一端与外接电源连接，电阻R2的另一端与微处理芯片的第七引脚电连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端电连接；所述电阻R3的另一端与微处理芯片的第六引脚电连接；所述电阻R4的一端与外接电源电连接，电阻R4的另一端与微处理芯片的第四引脚电连接；

所述微处理芯片为NE555芯片；所述微处理芯片的第四引脚作为芯片处理模块的输入端与传感器控制模块的输出端连接，微处理芯片的第一引脚接地，微处理芯片的第二引脚与微处理芯片的第六引脚电连接，微处理芯片的第八引脚与外接电源连接，微处理芯片的第三引脚作为芯片处理模块的输出端与报警模块的输入端连接，微处理芯片的第五引脚与电容C1的一端电连接，电容C1的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车电池温度监控电路，其特征在于：所述报警模块包括电阻R5、发光二极管LED1和蜂鸣器LS1，其中：

所述电阻R5的一端作为报警模块的输入端与芯片处理模块的输出端连接，电阻R5的另一端与发光二极管LED1的阳极电连接，所述发光二极管LED1的阴极接地；所述蜂鸣器LS1的一端作为报警模块的输入端与芯片处理模块的输出端连接，蜂鸣器LS1的另一端接地。

5.根据权利要求1-4任一项所述的新能源汽车电池温度监控电路，其特征在于：所述电池温度监控电路还包括用于为电池温度监控电路供电的变压整流模块，所述变压整流模块的输入端与汽车电池的输出端连接，变压整流模块的输出端分别与传感器控制模块的电源端和芯片处理模块的电源端连接。

6.根据权利要求5所述的新能源汽车电池温度监控电路，其特征在于：所述变压整流模块包括变压器X1、二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，其中：

所述变压器X1的原边与汽车电池输出端连接，变压器X1副边的一端与二极管D1的阴极电连接，二极管D1的阳极与二极管D3的阳极电连接，二极管D3的阴极与变压器X1副边的另一端电连接，所述二极管D1的阳极接地；

所述变压器X1副边的一端与二极管D2的阳极电连接，二极管D2的阴极与二极管D4的阴极电连接，二极管D4的阳极与变压器X1副边的另一端电连接；所述二极管D2的阴极作为变压整流模块的输出端分别与传感器控制模块的电源端和芯片处理模块的电源端连接。

7.根据权利要求5所述的新能源汽车电池温度监控电路，其特征在于：所述电池温度监控电路还包括用于显示电路是否正常工作的工作指示模块，所述工作指示模块的电源端与变压整流模块的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的新能源汽车电池温度监控电路，其特征在于：所述工作指示模块包括电容C2、电阻R6和发光二极管LED2，其中：

所述电容C2的一端与变压整流模块的输出端连接，电容C2的另一端接地；所述电阻R6的一端与变压整流模块的输出端连接，电阻R6的另一端与发光二极管LED2的阳极电连接，所述发光二极管LED2的阴极接地。

9.根据权利要求7所述的新能源汽车电池温度监控电路，其特征在于：所述电池温度监控电路还包括用于应急照明的应急照明模块，所述应急照明模块的电源端与变压整流模块的输出端连接。

10.根据权利要求9所述的新能源汽车电池温度监控电路，其特征在于：所述应急照明模块包括二极管D5、三极管T2、电阻R7、电阻R8、电阻R9、发光二极管LED3、开关S1和备用电池V1，其中：

所述电阻R7的一端与变压整流模块的输出端连接，电阻R7的另一端与电阻R8的一端电连接，电阻R8的另一端接地；所述电阻R7的另一端与三极管T2的基极电连接；所述电阻R7的另一端与二极管D5的阳极电连接，二极管D5的阴极与三极管T2的发射极电连接；所述三极管T2的集电极与电阻R9的一端电连接，电阻R9的另一端与发光二极管LED3的阳极电连接，所述发光二极管LED3的阴极接地；所述二极管D5的阴极与开关S1的一端连接，开关S1的另一端与备用电池V1的正极连接，备用电池V1的负极接地。