CN114355798B - 一种远程控制的车载启动电源装置及监测系统 - Google Patents

一种远程控制的车载启动电源装置及监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种远程控制的车载启动电源装置及监测系统，涉及汽车启动电源技术。本发明中：启动电池盖配置有与导热片热传导接触的温度探测机构；温度探测机构包括温度传感器、导热体和模块插头，温度探测机构外围卡合安装有控制盒。控制盒内配置有PCB板，PCB板包括无线模块，PCB板通过无线模块与远程控制系统连接，远程控制系统内配置有主处理控制器、时钟模块、延时模块、累加器和复位器；主处理控制器内配置累加分析模块，累加分析模块与时钟模块、累加器连接，累加分析模块分为两种模式：启动次数模式和时域分析模式。本发明能够有效的检测出启动电源的“亚健康”状态并及时切断线路，形成安全化保护机制。

Description

一种远程控制的车载启动电源装置及监测系统
技术领域
本发明涉及汽车启动电源技术领域，尤其涉及一种远程控制的车载启动电源装置及监测系统。
背景技术
汽车启动电源在汽车启动过程中，会出现大电流现象，而伴随大电流就会产生较多热量，在启动电源的连续启动过程中，持续作用的大电流或高热量会对启动电源本身逐渐造成不可逆损伤，导致启动电源的健康状态下降，逐步影响后续使用时的效果。
现有对启动电源都是直接进行大电流监测或超温判断，一般都将电流、温度参数设置的较高，一旦发生异常虽然立刻就能够断开电路，形成相应的保护。但启动电源长期处于或频繁处于略高于正常启动电流或温度的状态，保护机制无法有效防护“亚健康”状态的启动电源，长期以往会对启动电源造成损伤。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种远程控制的车载启动电源装置及监测系统，有效的检测出启动电源的“亚健康”状态并及时切断线路，形成安全化保护机制。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种远程控制的车载启动电源装置，启动电池盖上配置有正极端和负极端，启动电池盖内侧密封配置有一层导热片，启动电池盖配置有与导热片热传导接触的温度探测机构；温度探测机构包括温度传感器、导热体和模块插头，导热体与导热片的一侧面热接触，导热体上端与温度传感器连接，模块插头位于温度探测机构的上侧，模块插头与温度传感器电连接；温度探测机构外围卡合安装有控制盒，控制盒设有与温度探测机构相配合的安装槽结构，控制盒的安装槽结构内设有与模块插头相配合的模块插口；
控制盒内配置有PCB板，PCB板包括无线模块，PCB板通过无线模块与远程控制系统连接，远程控制系统内配置有主处理控制器、时钟模块、延时模块、累加器和复位器；主处理控制器内配置累加分析模块，累加分析模块与时钟模块、累加器连接，累加分析模块分为两种模式：启动次数模式和时域分析模式；启动次数模式，主处理控制器每获取一次启动电源的启动信号或充电信号，主处理控制器获取一次启动电源的电流和温度信息，通过累加器对连续多次启动时的异常电流或温度发生的次数进行累计分析；时域分析模式，启动电源正常启动后，主处理控制器获取处于工作状态的启动电源的电流和温度信息，通过累加器对一定工作状态时长内异常电流或温度发生的次数进行累计分析。
作为本发明中车载启动电源装置的一种优选技术方案：导热片包括位于其外围侧的一圈迂回边板，导热片一侧面设有若干朝向启动电源内侧方位的吸热翅片，启动电池盖内侧设有密封包裹一圈迂回边板的迂回塑封结构。
作为本发明中车载启动电源装置的一种优选技术方案：启动电池盖上开设有与温度探测机构相配合的卡槽结构，导热体与导热片之间涂覆有导热硅脂层。
作为本发明中车载启动电源装置的一种优选技术方案：启动电池盖上侧设有若干开设有螺纹盲槽的上位凸起柱，控制盒底部的外围设有若干与上位凸起柱位置相配合的安装边板，安装边板开设有与上位凸起柱的螺纹盲槽相配合的通孔结构。
作为本发明中车载启动电源装置的一种优选技术方案：启动电池盖与控制盒之间夹设有弹性垫圈，弹性垫圈安装在若干上位凸起柱内围区域；安装好弹性垫圈后，安装边板与上位凸起柱之间预留有隔断间隙。
作为本发明中车载启动电源装置的一种优选技术方案：启动电源的正极端外输有两电支路，其中一电支路与PCB板的供电单元正极连接，另外一支路为电源输出线路；PCB板包括Mosfet电路，启动电源的负极端外输有两电支路，Mosfet电路串接在其中一电支路中，另外一电支路与PCB板的供电单元负极连接。
作为本发明中车载启动电源装置的一种优选技术方案：PCB板包括电流监测模块，主处理控制器通过电流监测模块获取启动电源的回路电流信息；PCB板包括温度传感模块，主处理控制器通过温度传感模块获取启动电源的壳内温度信息；PCB板包括充电模块和内置电池，主处理控制器通过充电模块驱控启动电源对内置电池的充电状态。
本发明涉及一种远程控制的车载启动电源监测系统，包括以下内容：
㈠主处理控制器接收到启动电源的启动信号或充电信号时，主处理控制器获取到温度传感器监测到的启动电源内部温度信息。
㈡主处理控制器对启动电源启动时或工作过程中的温度进行判断，当存在温度超过系统预设的最大参考温度W时，控制盒内通过开关电路断开与启动电源的直接电导连接，控制盒内转为内置电池供电，同时延时模块启动，设延时模块延时时间为T；①若启动电源的温度超出最大参考温度W的持续时长≥T，则主处理控制器驱控Mosfet断开启动电源的外输主线；②若启动电源的温度未超出最大参考温度W的持续时长<T，则启动电源正常工作，并将本次超温信号传输至累加分析模块。
㈢累加分析模块内对持续时间未达到时长T的超温信号进行累加分析；①累加分析模块对启动电源的启动次数进行累加，在此期间，当启动电源在启动时发生超温，累加分析模块进行一次数目累加，设总的启动次数为Qn，发生超温的启动次数为Qc，则启动超温率λQ＝Qc/Qn；②累加分析模块对启动电源的工作状态时长进行累加，在此期间，当启动电源每发生一次超温，累加分析模块对超温的时长进行累加，设总的工作时长为Tn，发生超温的总时长为Tc，则时域超温率λt＝Tc/Tn。
㈣当启动超温率λQ不低于系统预设的启动参考超温率λa，或时域超温率λt不低于系统预设的时域参考超温率λb，则主处理控制器断开启动电源的外输主线。
作为本发明中车载启动电源监测系统的一种优选技术方案：当启动电源的温度由超温状态下降为参考常温Wc，则控制盒内电连通启动电源，转为由启动电源对控制盒进行供电的状态，其中，参考常温Wc<最大参考温度W。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设计内置密封式温度传感结构，并在温度探测机构外围配置直接控制启动电源外输线路通断的控制盒，通过对启动电源的超温状态进行常态的延时化监测、频率性的启动状态监测、时域化的占比监测，有效的检测出启动电源的“亚健康”状态并及时切断线路，形成安全化保护机制。
附图说明
图1为本发明中车载启动电源装置的整体示意图；
图2为图1中A处局部放大的结构示意图；
图3为本发明中控制盒的系统逻辑示意图；
图4为本发明中控制系统的超温控制逻辑示意图；
图5为本发明中控制盒电源驱动逻辑示意图；
其中：1-启动电池盖，101-迂回塑封结构，102-上位凸起柱；2-正极端；3-负极端；4-导热片，401-迂回边板，402-吸热翅片；5-温度探测机构，501-温度传感器，502-导热体，503-模块插头；6-控制盒，601-模块插口，602-安装边板；7-PCB板；8-内置电池；9-弹性垫圈；10-隔断间隙。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
请参阅图1、图2，启动电池盖1上配置有正极端2和负极端3，正极端2、负极端3都独立与控制盒6电连接，启动电池盖1的内侧还设置了导热片4，导热片4的面积较大，能够接触到启动电源内部较大的面域的热量，并将热量传递至温度探测机构5，温度探测机构5将实时的温度信息传递给控制盒6。
在安装温度探测机构5和控制盒6时，将温度探测机构5安装在启动电池盖1上之后，将弹性垫圈9平铺在温度探测机构5的外围，将控制盒6的模块插口601对准温度探测机构5的模块插头503，然后直接下压，当控制盒6与温度探测机构5完全接触后，外侧还存在隔断间隙10，在安装边板602和上位凸起柱102上安装螺丝，进一步使温度探测机构5的安装更加稳固。
注意，温度探测机构5能够插入启动电池盖1的卡槽结构中的探测结构高度要高于启动电池盖1的卡槽结构深度。
实施例二
请参阅图1、图2，在安装温度探测机构5时，直接将温度探测机构的下部插入启动电池盖1的卡槽结构中，温度探测机构5的导热体502与导热片4的上侧面通过硅脂层进行热接触，然后铺好弹性垫圈9，将控制盒6从上方正对着温度探测机构5下压，温度探测机构5的模块插头503插入控制盒6的模块插口601内，再将安装边板602与上位凸起柱102上的螺丝一个个安装好，启动电池盖1/导热片4、温度探测机构5以及控制盒6的组合安装基本完成。
将上述操作完成后，连接好启动电池盖1上的正极端2、负极端3与控制盒6的导线，控制盒6需要连正极端2的一侧设置一个带有“+”号的电插孔，控制盒6需要连负极端3的一侧设置三个电插孔，一个是与Mosfet连接且是向外输出的带有“-M”号电插孔，另外两个是带有“-”号电插孔，其中一个“-”号电插孔与PCB板7供电电源连接，另外一个“-”号电插孔与Mosfet的输入侧连接。
实施例三
在本发明中，最大参考温度W、参考常温Wc需根据启动电源的实际参数和使用环境进行设定，对于一些大电流或是处于封闭、较热环境中的启动电源，最大参考温度W、参考常温Wc一般都需要设定的较大。
例如当启动电源的温度由超温状态的73℃下降到45℃[参考常温]，控制盒内连通启动电源，启动电源对控制盒进行供电，内置电池同时开始充电。
实施例四
在本发明中，超温时长较短时，将超温信息进行累加分析模式，累加分析模块对启动电源的启动次数进行累加，在此期间，当启动电源在启动时发生超温，累加分析模块进行一次数目累加，若启动总次数为15次，在第15次启动时，发生超温的启动次数达到5次，则启动超温率就为33.33％，超出了启动参考超温率30％，控制系统会在超温率高于30％的启动时[也就是总启动次数15次、超温启动第5次]断开启动电源外输主线。
②累加分析模块对启动电源的工作状态时长进行累加，在此期间，当启动电源每发生一次超温，累加分析模块对超温的时长进行累加，若总的工作时长为300s，在第300s时，发生超温的总时长为75s，则时域超温率就为25％，达到时域参考超温率25％，在第300s时断开启动电源外输主线。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种远程控制的车载启动电源装置，包括启动电池盖（1），所述启动电池盖（1）上配置有正极端（2）和负极端（3），其特征在于：
所述启动电池盖（1）内侧密封配置有一层导热片（4），所述导热片（4）包括位于其外围侧的一圈迂回边板（401），所述导热片（4）一侧面设有若干朝向启动电源内侧方位的吸热翅片（402），所述启动电池盖（1）内侧设有密封包裹一圈迂回边板（401）的迂回塑封结构（101），所述启动电池盖（1）配置有与导热片（4）热传导接触的温度探测机构（5）；
所述温度探测机构（5）包括温度传感器（501）、导热体（502）和模块插头（503），所述导热体（502）与导热片（4）的一侧面热接触，所述启动电池盖（1）上开设有与温度探测机构（5）相配合的卡槽结构，所述导热体（502）与导热片（4）之间涂覆有导热硅脂层，所述导热体（502）上端与温度传感器（501）连接，所述模块插头（503）位于温度探测机构（5）的上侧，所述模块插头（503）与温度传感器（501）电连接；
所述温度探测机构（5）外围卡合安装有控制盒（6），所述控制盒（6）设有与温度探测机构（5）相配合的安装槽结构，所述控制盒（6）的安装槽结构内设有与模块插头（503）相配合的模块插口（601）；
所述启动电池盖（1）上侧设有若干开设有螺纹盲槽的上位凸起柱（102），所述控制盒（6）底部的外围设有若干与上位凸起柱（102）位置相配合的安装边板（602），所述安装边板（602）开设有与上位凸起柱（102）的螺纹盲槽相配合的通孔结构；
所述启动电池盖（1）与控制盒（6）之间夹设有弹性垫圈（9），所述弹性垫圈（9）安装在若干上位凸起柱（102）内围区域；
安装好所述弹性垫圈（9）后，所述安装边板（602）与上位凸起柱（102）之间预留有隔断间隙（10）；
所述控制盒（6）内配置有PCB板（7），所述PCB板（7）包括无线模块，所述PCB板（7）通过无线模块与远程控制系统连接，所述远程控制系统内配置有主处理控制器、时钟模块、延时模块、累加器和复位器；
所述主处理控制器内配置累加分析模块，所述累加分析模块与时钟模块、累加器连接，所述累加分析模块分为两种模式：启动次数模式和时域分析模式；
所述启动次数模式，所述主处理控制器每获取一次启动电源的启动信号或充电信号，所述主处理控制器获取一次启动电源的电流和温度信息，通过累加器对连续多次启动时的异常电流或温度发生的次数进行累计分析；
所述时域分析模式，启动电源正常启动后，所述主处理控制器获取处于工作状态的启动电源的电流和温度信息，通过累加器对一定工作状态时长内异常电流或温度发生的次数进行累计分析。
2.根据权利要求1所述的一种远程控制的车载启动电源装置，其特征在于：
启动电源的正极端（2）外输有两电支路，其中一电支路与PCB板（7）的供电单元正极连接，另外一支路为电源输出线路；
所述PCB板（7）包括Mosfet电路，启动电源的负极端（3）外输有两电支路，所述Mosfet电路串接在其中一电支路中，另外一电支路与PCB板（7）的供电单元负极连接。
3.根据权利要求1所述的一种远程控制的车载启动电源装置，其特征在于：
所述PCB板（7）包括电流监测模块，所述主处理控制器通过电流监测模块获取启动电源的回路电流信息；
所述PCB板（7）包括温度传感模块，所述主处理控制器通过温度传感模块获取启动电源的壳内温度信息；
所述PCB板（7）包括充电模块和内置电池（8），所述主处理控制器通过充电模块驱控启动电源对内置电池（8）的充电状态。
4.一种远程控制的车载启动电源监测系统，其特征在于，采用权利要求1至3中任一项所述的一种远程控制的车载启动电源装置，包括以下内容：
㈠主处理控制器接收到启动电源的启动信号或充电信号时，主处理控制器获取到温度传感器监测到的启动电源内部温度信息；
㈡主处理控制器对启动电源启动时或工作过程中的温度进行判断，当存在温度超过系统预设的最大参考温度W时，控制盒内通过开关电路断开与启动电源的直接电导连接，控制盒内转为内置电池供电，同时延时模块启动，设延时模块延时时间为T；
①若启动电源的温度超出最大参考温度W的持续时长≥T，则主处理控制器驱控Mosfet断开启动电源的外输主线；
②若启动电源的温度未超出最大参考温度W的持续时长<T，则启动电源正常工作，并将本次超温信号传输至累加分析模块；
㈢累加分析模块内对持续时间未达到时长T的超温信号进行累加分析；
①累加分析模块对启动电源的启动次数进行累加，在此期间，当启动电源在启动时发生超温，累加分析模块进行一次数目累加，设总的启动次数为Qn，发生超温的启动次数为Qc，则启动超温率λQ=Qc/Qn；
②累加分析模块对启动电源的工作状态时长进行累加，在此期间，当启动电源每发生一次超温，累加分析模块对超温的时长进行累加，设总的工作时长为Tn，发生超温的总时长为Tc，则时域超温率λt=Tc/Tn；
㈣当启动超温率λQ不低于系统预设的启动参考超温率λa，或时域超温率λt不低于系统预设的时域参考超温率λb，则主处理控制器断开启动电源的外输主线。
5.根据权利要求4所述的一种远程控制的车载启动电源监测系统，其特征在于：
当启动电源的温度由超温状态下降为参考常温Wc，则控制盒内电连通启动电源，转为由启动电源对控制盒进行供电的状态，其中，参考常温Wc<最大参考温度W。
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