CN206331036U - 电动汽车便携式功耗实时测量装置 - Google Patents

电动汽车便携式功耗实时测量装置 Download PDF

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陈国强
徐瑞东
王志阳
康件丽
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Abstract

本新型涉及一种电动汽车便携式功耗实时测量装置,包括上位机部分与下位机部分,上位机部分包括笔记本电脑与无线收发器模块Ⅰ,下位机部分包括无线收发器模块Ⅱ、存储器、微控制器、模数转换器、直流变换器Ⅰ、直流变换器Ⅱ、低通滤波器Ⅰ、低通滤波器Ⅱ、霍尔电流传感器模块、电阻分压电路。本新型一方面可通对电动汽车的瞬时功率,瞬时电流及电压的变化进行监控,并由此辨识道路、电池等参数,另一方面本新型还具有结构简单,使用灵活方面,通用型好,检测精度高安装及拆卸方便的特点。

Description

电动汽车便携式功耗实时测量装置
技术领域
[0001] 本新型涉及电动汽车便携式功耗实时测量装置,属于电动汽车领域。
背景技术
[0002] 电动汽车以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,车载动力通常为电池。由于可 以实现零排放,对环境污染小,有着广阔的应用前景,并且已经获得成功应用。
[0003]由于电动汽车的工作环境很复杂,汽车的工作状态瞬息万变。这些都严重影响着 动力电池的寿命、充放电特性、以及电动汽车的续航里程。因此,对动力电池的实时监测就 至关重要。在一些低速电动汽车上,为了提高电动汽车的性价比,往往采用非常简单的电池 管理策略,这就需要定期或不定期对电动汽车进行路试实验,以评估电动汽车的性能。电池 输出的电压与电流是电动汽车动力电池非常重要的两个参量,对其进行简便、高效、精确地 测量是电动汽车路试中非常迫切的技术问题。过于笨重的设备存在着很大的安全隐患,并 且可能会带来极大的负载效应,这就给电动汽车功耗的实时监测、电动汽车性能的评估与 改进等带来了困难。 实用新型内容
[0004]本新型针对电动汽车实际运行过程中,快速、高精度实时检测功耗困难的技术问 题,提供了电动汽车便携式功耗实时测量装置。本新型对电动汽车性能的评估、改进,促进 其在各行各业的广泛应用,具有重要的实用价值。
[0005] 本新型采用的技术方案是:
[0006]电动汽车便携式功耗实时测量装置,包括上位机部分与下位机部分。
[0007]上位机部分包括:笔记本电脑与无线收发器模块I,笔记本电脑与无线收发器模块 I连接。
[0008]下位机部分包括:无线收发器模块n、存储器、微控制器、模数转换器、直流变换器 I、直流变换器n、低通滤波器I、低通滤波器n、霍尔电流传感器模块、电阻分压电路。
[0009]无线收发器模块n与微控制器连接,存储器与微控制器连接,模数转换器与微控 制器连接,
[0010] 直流变换器I的输入端与电动汽车电池相连,直流变换器I的输出端与微控制器相 连并给微控制器供电;直流变换器n的输入端与电动汽车电池相连,直流变换器n的输出 端与霍尔电流传感器模块相连并给霍尔电流传感器模块供电;与电池输出的正极连接的电 线从霍尔电流传感器模块原边的检测孔中穿过,霍尔电流传感器模块输出的模拟信号通过 低通滤波器I连接模数转换器,通过模数转换器转换为代表电流大小的数值;电阻分压电路 跨接在电池输出的正负极电线上,电阻分压电路的输出通过低通滤波器n连接模数转换 器,通过模数转换器转换为代表电压大小的数值;微控制器通过模数转换器获得电流与电 压的数值;电阻分压电路包括了两个精密电阻。 won] 上位机部分与下位机部分通过无线收发器模块I与无线收发器模块n进行无线通 讯。
[0012] 本新型具有的有益效果是:
[0013] 本新型提供的电动汽车便携式功耗实时测量装置实时测量电流与电压,可以通过 二者相乘得到电动汽车的瞬时功率,再通过积分得到消耗的电能。瞬时电流及电压的变化 反映了电动汽车的运行状态,可以由此辨识道路、电池等参数。
[0014] 本新型提供的测量装置下位机部分不需要自带电源,直接由电动汽车的动力电池 取电,简洁方便,非常适合现场测量,即路试。因为下位机部分均为弱电,负载效应非常小, 保证了测量精度。
[0015] 本新型提供的测量装置在电流测量时采用了霍尔电流传感器模块,容易拆卸,方 便了工程应用,而且上位机部分与下位机部分采用无线通讯方式,则测量时上位机部分不 受安装位置的限制,可以放置在其他随行的车上。
附图说明
[0016] 下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型;
[0017] 图1为本新型提供的测量装置的组成图。
[0018] 图2为本新型提供的测量装置工作时在电动汽车上所处部位的示意图;
具体实施方式
[0019] 以下结合附图及较佳实施例,对依据本新型提供的具体实施方式、结构、特征及其 功效,详细说明如后。
[0020] 图1为本新型提供的测量装置的组成图,包括上位机部分1与下位机部分2。
[0021] 上位机部分1包括:笔记本电脑与无线收发器模块I,笔记本电脑与无线收发器模 块I连接。
[0022] 下位机部分2包括:无线收发器模块n、存储器、微控制器、模数转换器、直流变换 器I、直流变换器n、低通滤波器I、低通滤波器n、霍尔电流传感器模块、电阻分压电路。 [0023]无线收发器模块n与微控制器连接,存储器与微控制器连接,模数转换器与微控 制器连接,
[0024]直流变换器I的输入端与电动汽车电池相连,直流变换器I的输出端与微控制器相 连并给微控制器供电;直流变换器n的输入端与电动汽车电池相连,直流变换器n的输出 端与霍尔电流传感器模块相连并给霍尔电流传感器模块供电;与电池输出的正极连接的电 线从霍尔电流传感器模块原边的检测孔中穿过,霍尔电流传感器模块输出的模拟信号通过 低通滤波器I连接模数转换器,通过模数转换器转换为代表电流大小的数值;电阻分压电路 跨接在电池输出的正负极电线上,电阻分压电路的输出通过低通滤波器n连接模数转换 器,通过模数转换器转换为代表电压大小的数值;微控制器通过模数转换器获得电流与电 压的数值;电阻分压电路包括了两个精密电阻。
[0025]上位机部分与下位机部分通过无线收发器模块I与无线收发器模块n进行无线通 讯。
[0026]如图2所示,本新型在据图实施时,本新型提供的电动汽车功耗实时测量装置安装 于电动汽车的电池与逆变器之间。假设电动机为三相交流电动机,逆变器负责将电池输出 的直流电转换为电动机需要的三相交流电,转换过程中的幅值与频率取决于驾驶员的意图 与汽车的行驶状态等,由电动汽车控制器控制。电动机的输出由差速器,通过两个半轴与驱 动轮相连。值得指出的是:电动机可为直流电动机,此时,逆变器则为直流变换器。对于多桥 驱动的情况,电动机的输出经过分动器与各个驱动桥相连。
[0027]通过模数转换器得到的电压为电阻分压电路中串联的两个精密电阻分压后的电 压,需要根据两个电阻的大小转换为电池的实时电压。
[0028]通过本新型提供的装置实时测量电池输出的电流与电压,将二者相乘则得到电动 汽车的瞬时功率,再通过积分得到消耗的电能。瞬时电流及电压的变化反映了电动汽车的 运行状态,可以由此辨识道路、汽车重要部件的性能参数,对汽车续航里程进行精确的估 计。
[0029] 上述的乘法与积分运算可以采用如下的3种方案之一来实现:(1)在笔记本电脑上 编程,(2)在本新型中添加硬件乘法器与积分器;(3)在微控制器中编程。
[0030] 本新型中,低通滤波器I与低通滤波器n可以直接省略不要,在微控制器或笔记本 电脑上软件进行低通滤波。
[0031] 本新型在实施的过程中,微控制器将通过模数转换器得到的电流与电压值存储于 存储器中,通过无线通讯的方式将数据发送给上位机部分。本新型提供的装置使用的过程 包括如下主要步骤:
[0032] S1:将下位机部分在电动汽车上可靠固定,并连接电气部分;
[0033] S2:上位机部分通过无线通讯发送启动测量命令,使下位机部分进行测量,并将测 量结果存储于存储器中;
[0034] S3:在检测的过程中,可以通过上位机部分随时发送启动或停止测量的命令,也可 发送开启数据传动的命令,将转化得到的电压信号从下位机部分发送给上位机部分。
[0035] 以上所述,仅是本新型的较佳实施例而已,并非对本新型作任何形式上的限制,本 领域技术人员利用上述提示的技术内容作出的简单修改、等同变化或修饰,例如,将精密电 阻改为普通电阻然后通过标定获得精密电阻的效果,或者用有线通讯代替无线通讯,均落 在本新型保护的范围内。

Claims (2)

1.电动汽车便携式功耗实时测量装置,其特征在于:所述的电动汽车便携式功耗实时 测量装置包括上位机部分与下位机部分,其中所述的上位机部分包括,笔记本电脑与无线 收发器模块I,所述的笔记本电脑与无线收发器模块I连接,所述的下位机部分包括无线收 发器模块n、存储器、微控制器、模数转换器、直流变换器I、直流变换器n、低通滤波器I、低 通滤波器n、霍尔电流传感器模块、电阻分压电路,所述的无线收发器模块n与微控制器连 接,所述的存储器与微控制器连接,模数转换器与微控制器连接,所述的直流变换器I的输 入端与电动汽车电池相连,所述的直流变换器I的输出端与微控制器相连并给微控制器供 电;所述的直流变换器n的输入端与电动汽车电池相连,所述的直流变换器n的输出端与 霍尔电流传感器模块相连并给霍尔电流传感器模块供电;与电池输出的正极连接的电线从 霍尔电流传感器模块原边的检测孔中穿过,所述的霍尔电流传感器模块输出的模拟信号通 过低通滤波器I连接模数转换器,通过模数转换器转换为代表电流大小的数值;所述的电阻 分压电路跨接在电池输出的正负极电线上,所述的电阻分压电路的输出通过低通滤波器n 连接模数转换器,通过模数转换器转换为代表电压大小的数值;微控制器通过模数转换器 获得电流与电压的数值;所述的电阻分压电路包括了两个精密电阻。
2.根据权利要求1所述的电动汽车便携式功耗实时测量装置,其特征在于,所述的上位 机部分与下位机部分通过无线收发器模块I与无线收发器模块n进行无线通讯。
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CN107942133A (zh) * 2017-11-16 2018-04-20 南京农业大学 一种自主导航拖拉机电控装置的功耗无线检测系统及方法

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