CN111722138B

CN111722138B - 新能源汽车电池检测装置

Info

Publication number: CN111722138B
Application number: CN202010623060.4A
Authority: CN
Inventors: 白彩盛; 李娜娜; 李军; 郝萍
Original assignee: Lanzhou Modern Vocational College
Current assignee: Lanzhou Modern Vocational College
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2040-07-01
Also published as: CN111722138A

Abstract

本发明公开了新能源汽车电池检测装置，包括内阻测试仪、ECU，所述内阻测试仪检测到的内阻信号发送至ECU，有效的解决了新能源汽车的ECU在对内阻信号进行分析时准确性受到影响的问题。本发明在进行使用的时候，利用放大积分电路来接收内阻测试仪检测到的内阻信号，内阻信号依次经过放大积分电路、容量检测电路、信号输出电路之后到达ECU，使ECU来对内阻信号进行分析，通过在放大积分电路中设置选频电路和在信号输出电路中设置电容三点式振荡电路对内阻信号进行调频，提高了内阻信号的抗干扰性能，也提高了ECU对接收到的内阻信号进行分析时的准确度。

Description

新能源汽车电池检测装置

技术领域

本发明涉及电池检测领域，特别是新能源汽车电池检测装置。

背景技术

从工业革命开始，汽车以其便利性逐渐在人们的工作和生活中发挥着不可替代的作用，而随着人们环保意识的增强，汽车的种类中逐渐出现了采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置）的新能源汽车。新能源汽车以不排放尾气的特点受到人们的喜爱，逐渐成为人们买车时的首要选择。采用单一蓄电池作为储能动力源的新能源汽车是新能源汽车中技术较为成熟的一种，也是占有市场份额较大的一种，但此类新能源汽车在使用过程中易有剩余的蓄电池容量不足以支撑路程使用的问题出现。

而现有技术在利用蓄电池内阻测试仪采用交流放电测试法采集蓄电池内阻的大小（蓄电池内阻在其容量低于30%时迅速上升的特点）而实现蓄电池容量检测，避免新能源汽车的蓄电池容量不足以支撑路程的问题出现，但新能源汽车的ECU在利用交流放电测试法采集的内阻信号进行容量分析时，因交流电中夹带的噪声等干扰而使内阻信号也存在干扰，进而影响到ECU对内阻信号分析时的准确性，而现有技术采用低通滤波器来滤除内阻信号的干扰时无法完全避免干扰的存在。

因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供新能源汽车电池检测装置，有效的解决了新能源汽车的ECU在对内阻信号进行分析时准确性受到影响的问题。

新能源汽车电池检测装置，包括内阻测试仪、ECU，所述内阻测试仪检测到的内阻信号发送至ECU，其特征在于，所述内阻测试仪和ECU之间还依次经过了放大积分电路、容量检测电路、信号输出电路，所述放大积分电路包括放大器和积分器，内阻测试仪检测出来的内阻信号依次经过放大器和积分器之后输出到容量检测电路和信号输出电路。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

通过在放大积分电路中设置电阻R1、电容C1、电阻R2和电容C2组成的选频电路和信号输出电路中由三极管Q3、电容C6、电感L1、电容C7组成的电容三点式振荡电路对内阻信号进行调频，提高了内阻信号的抗干扰性能，也提高了ECU对接收到的内阻信号进行分析时的准确度，避免了利用低通滤波器进行滤波时无法完全滤除交流测试法所带来的干扰的存在的问题。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

新能源汽车电池检测装置，设置在内阻测试仪与ECU之间，包括放大积分电路、容量检测电路、信号输出电路，所述内阻测试仪是采用型号为PY4102的智能电池内阻测试仪，用来检测新能源汽车的蓄电池的内阻信号，内阻信号依次经过放大积分电路、容量检测电路、信号输出电路之后到达ECU，其中放大积分电路还包括放大器和积分器；

放大积分电路利用电阻R1、电容C1、电阻R2和电容C2组成的选频电路接收内阻测试仪检测到的内阻信号并将其他频率的信号滤除，利用由电阻R3、电阻R4、电阻R5、运放器U1B组成放大器将内阻信号进行放大，并利用由运放器U2B、电阻R16、电阻R7、电容C3组成积分器对内阻信号进行积分，因蓄电池在使用过程中，电池容量一直在减少，故积分器是一直有内阻信号输出，当内阻信号有异常高电平信号出现时，通过三极管Q1的导通，将异常高电平信号反馈至运放器U1B上，利用电阻R6控制器反馈电阻的大小来改变运放器U1B的放大倍数，通过积分器将瞬时上升的内阻信号隔绝，避免给容量检测电路电池容量不足的假象，并通过定时开关S1定时将内阻信号传输至信号输出电路中，利用电容三点式振荡电路对内阻信号进行调频，并利用三极管Q4、电阻R15、电容C9和电容C10则组成选频网络将不稳定的内阻信号的频率传输至三极管Q3的基极上重新进行调频，使ECU接收到的内阻信号方便进行分析，而当内阻信号突然迅速并持续性增大时，表明蓄电池的容量已低于30%，需要进行充电，则此时稳压管D2导通，进而将三极管Q2导通，喇叭LS1发出警报声音，提醒车主对蓄电池进行充电，此时晶闸管SCR导通，将需对蓄电池进行充电的警报信号传输至信号输出电路中，利用三极管Q3、电容C6、电感L1、电容C7组成的电容三点式振荡电路对警报信号进行调频，并利用三极管Q4、电阻R15、电容C9和电容C10则组成选频网络将不稳定的警报信号的频率传输至三极管Q3的基极上重新进行调频，使ECU接收到的警报信号方便进行分析，通过设置电阻R1、电容C1、电阻R2和电容C2组成的选频电路和信号输出电路中由三极管Q3、电容C6、电感L1、电容C7组成的电容三点式振荡电路对内阻信号进行调频，提高了内阻信号的抗干扰性能；

所述放大积分电路利用电阻R1、电容C1、电阻R2和电容C2组成的选频电路接收型号为PY4102的智能电池内阻测试仪检测到的内阻信号，并将内阻信号之外的其他信号进行滤除，避免了内阻信号受到其它频率的信号的干扰，内阻测试仪是采用型号为PY4102的智能电池内阻测试仪，内阻信号经电阻R3输入到以运放器U1B为核心组成的放大器进行放大，将内阻信号的放大控制在稳定的幅值范围内，没有低电平的内阻信号的存在，电阻R4是运放器U1B的反馈电阻用来控制运放器U1B的将内阻信号进行放大的放大倍数，电阻R3、电阻R5是运放器U1B的保护电阻，放大后的内阻信号输入到以运放器U2B为核心组成的积分器进行积分，利用电容C3两端的电压不能突变的特性将瞬时上升的内阻信号隔绝，避免瞬时上升的内阻信号给容量检测电路造成蓄电池容量不足的假象，因新能源汽车的蓄电池在使用过程中，内阻信号持续性的通过积分器，而当蓄电池的容量低于30%时，内阻信号迅速并持续性增大，则通过积分器的内阻信号也迅速持续性增大，电阻R7和电阻R16是运放器U2B的保护电阻，当积分器输出的内阻信号在蓄电池容量足够时有异常高电平信号存在，则三极管Q1导通，三极管Q1通过电阻R6将异常高电平信号反馈至运放器U1B的反向输入端进行调整，此时电阻R6与电阻R4并联减小运放器U1B的放大倍数，为避免内阻信号倒流，利用二极管D1来避免倒流的内阻信号对后级电路的影响，电阻R12是三极管Q1的上拉电阻，提高其导通电压，包括电阻R1,电阻R1的一端与内阻测试仪相连接，电阻R1的另一端与电容C1的一端相连接，电容C1的另一端分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端、电容C2的一端，电阻R2的另一端分别连接电容C2的另一端、电阻R5的一端，电阻R3的另一端与运放器U1B的同相端相连接，运放器U1B的反相端分别连接电阻R4的一端、电阻R6的一端、电阻R5的另一端，运放器U1B的输出端分别连接电阻R4的另一端、电阻R7的一端，电阻R7的另一端与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R16的一端、电容C3的一端，电阻R16的另一端接地，运放器U2B的输出端分别连接电阻R12的一端、电容C3的另一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极与电阻R6的另一端相连接，三极管Q1的集电极与二极管D1的负极相连接，二极管D1的正极与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端与电阻R12的另一端相连接，由电阻R3、电阻R4、电阻R5、运放器U1B组成放大器，由运放器U2B、电阻R16、电阻R7、电容C3组成积分器；

所述容量检测电路用稳压管D2接收放大积分电路传输过来的内阻信号，当放大积分电路中的迅速增大的内阻信号将稳压管D2导通时，则表明新能源汽车的蓄电池的可使用容量已降低至30%，达到了需进行充电的标准，将稳压管D2的稳压值设为新能源汽车的电池容量低于30%时的内阻信号的电压值，此时稳压管D2导通后，增大后的内阻信号将三极管Q2导通，三极管Q2导通时则将喇叭LS1和晶闸管SCR导通，则喇叭LS1得电开始发出警报提醒车主进行充电，晶闸管SCR则将需对蓄电池进行充电的警报信号传输至信号输出电路中，电阻R9是三极管Q2的集电极电阻，电阻R8是三极管Q2的发射极电阻，为三极管Q3提供保护，电阻R10为喇叭LS1提供保护，包括稳压管D2，稳压管D2的负极分别连接晶闸管SCR的阳极、放大积分电路中的运放器U2B的输出端、电容C3的另一端、三极管Q1的基极、电阻R12的一端，稳压管D2的正极分别连接电阻R8的一端、三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极分别连接电阻R9的一端、晶闸管SCR的控制极、喇叭LS1的一端，喇叭LS1的另一端与电阻R10的一端相连接，三极管Q2的发射极分别连接电阻R8的另一端、放大积分电路中的电阻R2的另一端、电容C2的另一端、电阻R5的一端并连接地；

所述信号输出电路利用定时开关S1定时接收放大积分电路中传输过来的内阻信号，而当容量检测电路中的警报信号通过晶闸管SCR传输过道信号输出电路时，定时开关S1此时不起作用，警报信号通过电容C5耦合至三极管Q3上，三极管Q3、电容C6、电感L1、电容C7组成的电容三点式振荡电路，电容三点式振荡电路则对警报型号进行调频，通过改变电感L1接入电路的线圈的长度而实现要达到的频率，也实现避免在警报信号传输至ECU的过程中受到噪声的干扰，进而影响到ECU对警报信号的分析，电容C4是为滤除正极性电源VCC提供的电压中的纹波，避免VCC提供的电压影响到警报信号，为使三极管Q3工作在放大区域，利用电阻R14和电容C8来稳定三极管Q3的静态工作点，当电容三点式振荡电路调频后的警报信号的频率不稳定时，利用电容C10将警报信号的频率耦合至三极管Q4上，三极管Q4、电阻R15、电容C9和电容C10则组成选频网络将不稳定的警报信号的频率传输至三极管Q3的基极上重新进行调频，使输出到ECU的警报信号的频率是稳定的，以便ECU对警报信号进行分析，二挡内阻信号通过定时开关S1传输至信号输出电路时，利用电容三点式振荡电路对内阻信号进行调频，并利用三极管Q4、电阻R15、电容C9和电容C10则组成选频网络将不稳定的内阻信号的频率传输至三极管Q3的基极上重新进行调频，使ECU接收到的内阻信号方便进行分析，包括定时开关S1，定时开关S1的一端分别连接放大积分电路中的运放器U2B的输出端、电容C3的另一端、三极管Q1的基极、电阻R12的一端、容量检测电路中的稳压管D2的负极、晶闸管SCR的阳极，定时开关S1的另一端分别连接电容C5的一端、容量检测电路中的晶闸管SCR的阴极，电容C5的另一端分别连接电阻R13的一端、三极管Q3的基极、三极管Q4的发射极，电阻R13的另一端分别连接电容C4的一端、电容C6的一端、电感L1的一端、放大积分电路中的电阻R11的另一端、电阻R12的另一端、容量检测电路的电阻R10的另一端、电阻R9的一端并连接正极性电源VCC，电容C4的另一端接地，三极管Q3的集电极分别连接电容C6的另一端、电感L1的另一端、电容C7的一端电容C10的一端、ECU，三极管Q3的发射极分别连接电阻R14的一端、电容C8的一端、电容C7的另一端，电阻R14的另一端与电容C8的另一端相连接并接地，电容C10的另一端分别连接三极管Q4的基极、电容C9的一端、电阻R15的一端，三极管Q4的集电极分别连接电容C9的另一端、电阻R15的另一端。

本发明在进行具体使用的时候，放大积分电路利用电阻R1、电容C1、电阻R2和电容C2组成的选频电路接收型号为PY4102的智能电池内阻测试仪检测到的内阻信号并将其他频率的信号滤除，利用由电阻R3、电阻R4、电阻R5、运放器U1B组成放大器将内阻信号进行放大，并利用由运放器U2B、电阻R16、电阻R7、电容C3组成积分器对内阻信号进行积分，因蓄电池在使用过程中，电池容量一直在减少，故积分器是一直有内阻信号输出，当内阻信号有异常高电平信号出现时，通过三极管Q1的导通，将异常高电平信号反馈至运放器U1B上，利用电阻R6控制器反馈电阻的大小来改变运放器U1B的放大倍数，通过积分器将瞬时上升的内阻信号隔绝，避免给容量检测电路电池容量不足的假象，并通过定时开关S1定时将内阻信号传输至信号输出电路中，利用电容三点式振荡电路对内阻信号进行调频，并利用三极管Q4、电阻R15、电容C9和电容C10则组成选频网络将不稳定的内阻信号的频率传输至三极管Q3的基极上重新进行调频，使ECU接收到的内阻信号方便进行分析，而当内阻信号突然迅速并持续性增大时，表明蓄电池的容量已低于30%，需要进行充电，则此时稳压管D2导通，进而将三极管Q2导通，喇叭LS1发出警报声音，提醒车主对蓄电池进行充电，此时晶闸管SCR导通，将需对蓄电池进行充电的警报信号传输至信号输出电路中，利用三极管Q3、电容C6、电感L1、电容C7组成的电容三点式振荡电路对警报信号进行调频，并利用三极管Q4、电阻R15、电容C9和电容C10则组成选频网络将不稳定的警报信号的频率传输至三极管Q3的基极上重新进行调频，使ECU接收到的警报信号方便进行分析；

通过在放大积分电路中设置电阻R1、电容C1、电阻R2和电容C2组成的选频电路和在信号输出电路中设置由三极管Q3、电容C6、电感L1、电容C7组成的电容三点式振荡电路对内阻信号进行调频，提高了内阻信号的抗干扰性能，也提高了ECU对接收到的内阻信号进行分析时的准确度，避免了利用低通滤波器进行滤波时无法完全滤除交流电源带来的干扰存在的问题。

Claims

1.新能源汽车电池检测装置，包括内阻测试仪、ECU，所述内阻测试仪检测到的内阻信号发送至ECU，其特征在于，所述内阻测试仪和ECU之间还依次经过了放大积分电路、容量检测电路、信号输出电路，所述放大积分电路包括放大器和积分器，内阻测试仪检测出来的内阻信号依次经过放大器和积分器之后输出到容量检测电路和信号输出电路；

所述放大积分电路包括电阻R1，电阻R1的一端与内阻测试仪相连接，电阻R1的另一端与电容C1的一端相连接，电容C1的另一端分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端、电容C2的一端，电阻R2的另一端分别连接电容C2的另一端、电阻R5的一端，电阻R3的另一端与运放器U1B的同相端相连接，运放器U1B的反相端分别连接电阻R4的一端、电阻R6的一端、电阻R5的另一端，运放器U1B的输出端分别连接电阻R4的另一端、电阻R7的一端，电阻R7的另一端与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R16的一端、电容C3的一端，电阻R16的另一端接地，运放器U2B的输出端分别连接电阻R12的一端、电容C3的另一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极与电阻R6的另一端相连接，三极管Q1的集电极与二极管D1的负极相连接，二极管D1的正极与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端与电阻R12的另一端相连接，由电阻R3、电阻R4、电阻R5、运放器U1B组成放大器，由运放器U2B、电阻R16、电阻R7、电容C3组成积分器。

2.如权利要求1所述的新能源汽车电池检测装置，其特征在于，所述容量检测电路包括稳压管D2，稳压管D2的负极分别连接晶闸管SCR的阳极、放大积分电路中的运放器U2B的输出端、电容C3的另一端、三极管Q1的基极、电阻R12的一端，稳压管D2的正极分别连接电阻R8的一端、三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极分别连接电阻R9的一端、晶闸管SCR的控制极、喇叭LS1的一端，喇叭LS1的另一端与电阻R10的一端相连接，三极管Q2的发射极分别连接电阻R8的另一端、放大积分电路中的电阻R2的另一端、电容C2的另一端、电阻R5的一端并连接地。

3.如权利要求1所述的新能源汽车电池检测装置，其特征在于，所述信号输出电路包括定时开关S1，定时开关S1的一端分别连接放大积分电路中的运放器U2B的输出端、电容C3的另一端、三极管Q1的基极、电阻R12的一端、容量检测电路中的稳压管D2的负极、晶闸管SCR的阳极，定时开关S1的另一端分别连接电容C5的一端、容量检测电路中的晶闸管SCR的阴极，电容C5的另一端分别连接电阻R13的一端、三极管Q3的基极、三极管Q4的发射极，电阻R13的另一端分别连接电容C4的一端、电容C6的一端、电感L1的一端、放大积分电路中的电阻R11的另一端、电阻R12的另一端、容量检测电路的电阻R10的另一端、电阻R9的一端并连接正极性电源VCC，电容C4的另一端接地，三极管Q3的集电极分别连接电容C6的另一端、电感L1的另一端、电容C7的一端电容C10的一端、ECU，三极管Q3的发射极分别连接电阻R14的一端、电容C8的一端、电容C7的另一端，电阻R14的另一端与电容C8的另一端相连接并接地，电容C10的另一端分别连接三极管Q4的基极、电容C9的一端、电阻R15的一端，三极管Q4的集电极分别连接电容C9的另一端、电阻R15的另一端。