CN215005583U - 一种汽车静态电流采集测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽车静态电流采集测量系统，包括多通道低压电学系统采集设备、数据采集分析设备、数据输出设备、蓄电池；所述多通道低压电学系统采集设备一端通过不断电采集模块分别与车辆总负极线接线端子、蓄电池连接，多通道低压电学系统采集设备另一端与数据采集分析设备输入端连接，数据采集分析设备其中一个输出端与蓄电池连接，所述数据采集分析设备另一个输出端与数据输出设备连接。本实用新型所述的采集车辆系统大幅度提高测试效率、解决了单一电流传感器量程和精度难以直接同时满足全程测试需求的困难、可以兼容各类汽车用保险丝、可以同时监控整车和控制器的工作状态、直观、便捷的数据分析处理、发现电流异常情况能快速处理。

Description

一种汽车静态电流采集测量系统

技术领域

本实用新型属于汽车设计技术领域，尤其是涉及一种汽车静态电流采集测量系统。

背景技术

随着汽车电气化水平的提升，更多消费者抱怨汽车出现在车库长时间停放之后无法启动的问题，同时这个问题也得到了汽车生产企业的关注。究其原因，是车辆配备有更为丰富的各类控制器和车辆安全监控装置，比如整车控制器、车载远程通讯终端、安防系统、哨兵模式及APP远程操作等。这些设备即使在车辆熄火锁车后的静止休眠状态下也需要保持在工作状态，因此会产生一定量的电量消耗，会导致车载铅蓄电池电量的不断消耗，引发电池匮电。对于日益发展普及的电动汽车，由于相比较于传统燃油汽车，其功能配置更为丰富，更容易出现蓄电池匮电问题。

以上描述的车辆在熄火锁车后休眠状态下残余的工作电流称为静态电流。由于静态电流量级较小，车载控制器数量较多，且测量过程中一旦出现控制器通断电就很有可能导致车辆唤醒只得重新开始测试，所以如何准确且高效地测量获得各控制器及其它一些用电设备的静态电流数据，用于汽车性能评价及技术改进，得到了越来越广泛的关注。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种汽车静态电流采集测量系统，以解决电动汽车静置电流数据采集系统测试效率不高的问题，以及解决单一电流传感器量程和精度难以直接同时满足全程测试需求的困难的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种汽车静态电流采集测量系统，包括多通道低压电学系统采集设备、数据采集分析设备、数据输出设备、蓄电池；

所述多通道低压电学系统采集设备一端通过不断电采集模块分别与车辆总负极线接线端子、蓄电池连接，多通道低压电学系统采集设备另一端与数据采集分析设备输入端连接，数据采集分析设备其中一个输出端与蓄电池连接，所述数据采集分析设备另一个输出端与数据输出设备连接。

进一步的，所述不断电采集模块包括不断电整车电流采集子模块，所述不断电整车电流采集子模块采集端与车辆总负极线接线端子连接，不断电整车电流采集子模块的信号端与蓄电池负极柱接线端子连接。

进一步的，所述数据采集分析设备与蓄电池之间连接有电压采集端子。

进一步的，所述蓄电池正极柱接线端子还连接有车上控制器，车上控制器一端与蓄电池正极柱接线端子连接，另一端与车辆总负极线接线端子连接。

进一步的，所述不断电整车电流采集子模块包括不断电整车电流采集子模块支路一、不断电整车电流采集子模块支路二，所述不断电整车电流采集子模块支路一与不断电整车电流采集子模块支路二并联，所述不断电整车电流采集子模块支路一一端与蓄电池负极柱接线端子连接，另一端与车辆总负极线接线端子连接，所述不断电整车电流采集子模块支路而一端与蓄电池负极柱接线端子连接，另一端与车辆总负极线接线端子连接。

进一步的，所述不断电整车电流采集子模块支路一包括大量程电流传感器、支路一开关，所述大量程电流传感器一端与车辆总负极线接线端子连接，另一端与支路一开关一端连接，所述支路一开关另一端与蓄电池负极柱接线端子连接；

所述不断电整车电流采集子模块支路二包括小量程电流传感器、支路二开关，所述小量程电流传感器一端与车辆总负极线接线端子连接，另一端与支路二开关一端连接，所述支路二开关另一端与蓄电池负极柱接线端子连接。

进一步的，所述不断电采集模块还包括不断电控制器电流采集子模块，所述不断电控制器电流采集子模块采集端与车辆总负极线接线端子连接，所述不断电控制器电流采集子模块的信号端与蓄电池正极柱接线端子连接。

进一步的，所述不断电控制器电流采集子模块的信号端与蓄电池正极柱接线端子之间连接有目标控制器。

进一步的，不断电控制器电流采集子模块包括保险丝段、高精度电流传感器，所述保险丝段与高精度电流传感器之间通过中部连接段连接，所述高精度电流传感器通过并联电路段支路二并联在中部连接段上，所述中部连接段两端分别与保险丝段两端对应连接。

进一步的，所述并联电路段支路二上连接有支路二接线端子，所述高精度电流传感器安装在支路二接线端子上；

所述并联电路段支路二上连接有并联电路段支路二开关，所述并联电路段支路二开关一端与支路二接线端子一端连接；

所述中部连接段上还连接有并联电路段支路一，所述并联电路段支路一上还安装有并联电路段支路一开关。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种汽车静态电流采集测量系统具有以下优势：

(1)本实用新型所述的电流采集量系统对测试效率的提高源于本系统的两个特点：不断电接入电流传感器和多通道同时采集：

第一，保持对车辆所有元器件持续供电的情况下接入电流传感器。实现了在目标控制器对象被持续供电的情况下将所述高精度电流传感器串联进目标回路进行电流数据采集；

第二控制器工作电流的多通道同时采集；首先，所述多通道采集设备具有8个数据通道，因此可以并行采集多个车载控制器的静态电流数据，大大提高时间利用效率。其次，配合大量所述不断电控制器电流采集子模块，可以在不需要重新对整车上下电并等待车辆进入休眠的情况下，实现目标控制器的批量更换，从而节省等待车辆进入休眠状态的时间。

(2)本实用新型所述的电流采集量系统，决了单一电流传感器量程和精度难以直接同时满足全程测试需求的困难。

(3)本实用新型所述的电流采集量系统，可以兼容各类汽车用保险丝。在制作所述不断电控制器电流采集子模块的保险丝段时可以搭配各种类型的车用保险丝，在测试时结合目标控制器所在回路使用的保险丝的类型选择相应的不断电控制器电流采集子模块即可。

(4)本实用新型所述的电流采集量系统，可以同时监控整车和控制器的工作状态；在测试中，所述不断电整车电流采集子模块全程连接在系统中采集整车静态电流，因此可以全程监控车辆工作状态；另外，在测量目标控制器的静态电流时，由于是另外接入电流传感器，因此还可以同时监控目标控制器的工作状态。

(5)本实用新型所述的电流采集量系统，直观、便捷的数据分析处理，所述数据采集分析设备与配套软件一起使用，可以实时存储数据并显示在软件界面上，测试完成后又可以直接在软件中进行数据截取、计算、导出等处理，操作十分方便。

(6)本实用新型所述的电流采集量系统，电流异常情况快速处理；首先，因为在测试过程中全程监控车辆工作状态，所以一旦电流出现异常情况，可以及时发现；然后，电流传感器所在的电流支路都会设有一个开关，一旦该回路电流出现异常增大以至于可以超出传感器量程导致传感器损坏的情况，可以及时使用开关断开支路，从而最大程度避免电流传感器烧毁损坏。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的汽车静态电流采集测量系统的系统搭建示意图；

图2为本实用新型实施例所述的汽车静态电流采集测量系统的不断电整车电流采集子模块图；

图3为本实用新型实施例所述的汽车静态电流采集测量系统的不断电控制器电流采集子模块图。

附图标记说明：

101、不断电整车电流采集子模块；102、不断电控制器电流采集子模块； 103、多通道低压系统电学采集模块；104、数据采集分析设备；105、数据输出设备；106、目标控制器；107、车上其它控制器；108、蓄电池正极柱接线端子；109、电压采集端子；201、不断电整车电流采集模块支路一；202、不断电整车电流采集模块支路二；203、大量程电流传感器；204、小量程电流传感器；205、蓄电池负极柱接线端子；206、车辆总负极线接线端子；207、支路一开关；208、支路二开关；301、保险丝段；302、中部连接段；303、并联电路段支路一；304、并联电路段支路二；305、并联电路段支路一开关； 306、并联电路段支路二开关；307、支路二接线端子；308、高精度电流传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图3所示，一种汽车静态电流采集测量系统包括不断电整车电流采集子模块101、不断电控制器电流采集模块102，多通道低压系统电学采集设备103、数据采集分析设备104、数据输出设备105、电压采集端子 109组成。如图1所示，车辆总负极线接线端子206与不断电整车电流采集子模块101连接，不断电整车电流采集子模块101另一端与蓄电池负极柱接线端子205连接，车辆总负极线接线端子206与不断电控制器电流采集子模块102连接，不断电控制器电流采集子模块102另一端与目标控制器106负极连接，不断电整车电流采集子模块101和不断电控制器电流采集子模块 102的信号端与多通道低压系统电学采集模块103连接并将信号传输至多通道低压系统电学采集模块103，低压系统电学采集模块103将汇总的信号传输至数据采集分析设备104，数据采集分析设备104中的电压采集端子109 探头端的正负极分别固定到车辆蓄电池的正负极上，来监测蓄电池的电压值，数据采集分析设备104将信号传输至数据采集分析设备105，由数据采集分析设备105进行信号的分析与导出；

蓄电池正极柱接线端子(108)连接有车上控制器(107)，车上控制器(107) 一端与蓄电池正极柱接线端子(108)连接，另一端与车辆总负极线接线端子 (206)连接；车上控制器如整车控制器、车身控制器、发动机控制器、变速箱控制器、底盘控制器等。

如图2所示，所述不断电整车电流采集子模块101(有8个数据通道)设计有两路相互并联的电路支路不断电整车电流采集模块支路一201、不断电整车电流采集模块支路二202，每条支路上包含一个所述高精度电流传感器一个开关支路一开关207、支路二开关208，其中开关用于控制该支路的通断。该模块在测试开始前串联在蓄电池负极柱接线端子205与车辆总负极线接线端子206，用于整车静态电流的测量。不断电整车电流采集模块支路一 201使用大量程电流传感器203，用于车辆进入休眠以前的电力输送；不断电整车电流采集模块支路二202使用小量程电流传感器204，用于车辆进入休眠以后的电力输送。不断电整车电流采集模块支路二202中的小量程电流传感器204精度高，可以满足静态电流测试对电流采集精度要求。

如图3所示，所述不断电控制器电流采集子模块102由保险丝段301、中部连接段302和并联电路段包括并联电路段支路一303、并联电路段支路二304三部分组成，三个部分依次连接在一起。保险丝段301设计有与车用保险丝具有相同外形和结构但两导电引脚间为开路的插头，用于替换原车保险丝接入车辆电路系统。根据车用保险丝有多种类型，保险丝段301也可以设计成相应类型，以便匹配各类车用保险丝。中部连接段302包含两根不同颜色的导线，每根导线的两端分别与保险丝段的一个引脚、并联电路段的一端相连。并联电路段设计有两个相互并联的电路支路。在该两个并联支路中，并联电路段支路一303设计有并联电路段支路一开关305，用于控制该支路的通断；并联电路段支路二304设计有支路二接线端子307，用于接入或断开电流传感器。

所述大量程电流传感器203、小量程电流传感器204为市面上某品牌的成熟产品，有不同量程和精度的规格可供选择。选择其中满足实际测量需求的量程和精度的传感器串联在测试回路中测量各控制器的静态电流。

所述多通道低压系统电学采集模块103与所述大量程电流传感器203、小量程电流传感器204为同一品牌的配套产品，配备多路通道，通过CAN通信与所述数据采集分析设备104相连，可以同时连接多个大量程电流传感器 203、小量程电流传感器204进行静态电流的同步采集。

所述数据采集分析设备104为市面上的成熟产品，由主机和数据采集卡组成，通过CAN通信与所述多通道采集模块连接，与配套软件一起使用，实现静态电流数据的可视化并对数据进行分析处理。

所述不断电控制器电流采集子模块102、不断电整车电流采集子模块101 均与所述低压系统电学采集模块相连接；高精度电流传感器、多通道低压系统电学采集设备、数据采集分析设备104按照上述顺序依次连接；电压采集端子109直接连接到数据采集分析设备104的一个端口。

所述电压采集端子109直接连接到数据采集分析设备104的一个端口，用于监控车辆蓄电池正负极间的电压。

所述不断电控制器电流采集子模块102用于替换目标部件的原车保险丝，以便在车辆休眠以后在不断电的情况下接入所述高精度电流传感器。308

所述不断电整车电流采集子模块101用于整车工作电流监控和整车静态电流的精确测量。

所述高精度电流传感器市面上某品牌的成熟系列产品，有不同量程和精度的规格可供选择。选择其中满足实际测量量程和精度需求的传感器串联在测试回路中测量各控制器的静态电流。

所述多通道低压系统电学采集设备为具有多个数据通道，用于集中接收所有测试用到的所述高精度电流传感器采集到的电流数据，并传送给所述数据采集分析设备104进行相关数据的存储和处理。

所述数据采集分析设备104为市面上的成熟产品，由主机和数据采集卡组成，通过CAN通信与所述多通道采集模块连接，与配套软件一起使用，对所述多通道低压系统电学采集设备传送来的电流数据和电压采集端子109采集到的电压数据进行存储和可视化处理分析。

多通道低压系统采集设备103采用：KLARIC电流采集模块型号为： KLARI-FUSE2；

数据采集分析设备104采用：隔离高速数采采集系统，型号为：TRIONet；

数据输出设备105采用：数据采集分析软件，型号为：OXYGEN；

大量程电流传感器采用：整车静态电流用310A电流传感器，型号为： HI-BF2M-0.1-0-5-0；

小量程电流传感器采用：整车静态电流用40A电流传感器，型号为：LI- PBV-2-1-5-0；

高精度电流传感器采用：控制器静态电流用1.44A电流传感器，型号为： LI-PBV-500-1-4-0。

实施例的工作方式如下：

在需要进行整车静态电流测试时，假设有整车级和四个车载控制器的静态电流需要测量采集，且四个控制器的静态电流等分为两批次进行测试，准备两个用于采集控制器静态电流的所述高精度电流传感器308。在测试前，所有系统包括的组件中的开关均为断开状态，然后按照下述步骤进行测试采集：

步骤S1：在被测车辆处于OFF挡的情况下，断开车辆蓄电池的负极线，不断电整车电流采集子模块101的蓄电池负极柱接线端子205连接到车辆蓄电池的负极柱上，车辆总负极线接线端子206与原车总负极线连接；

步骤S2：将不断电整车电流采集子模块101中两个所述大量程电流传感器203的接插件以及两个用于测量采集控制器静态电流的所述小量程电流传感器204接插件连接到多通道低压系统电学采集模块103的通道插槽中；

步骤S3：将多通道低压系统电学采集模块103连接到数据采集分析设备104，并对配套软件105做好配置。其中数据采集分析设备104中的电压采集端子109探头端的正负极分别固定到车辆蓄电池的正负极上，来监测蓄电池的电压值；

步骤S4：结合目标控制器所用保险丝的类型，准备4个不断电控制器电流采集子模块102，替代保险盒中目标控制器的原保险丝；

步骤S5：闭合不断电控制器电流采集子模块102支路1303中的开关 305，闭合不断电整车电流采集子模块101的开关207，使车辆处于上电状态；

步骤S6：高压上电或者启动发动机后，开启数据采集分析设备104，对开始数据采集；

步骤S7：对车辆下电，并关闭门窗，然后锁车；

步骤S8：通过关注数据采集分析设备配套软件上显示的整车电流数据，待电流下降到不断电整车电流采集子模块101中小量程电流传感器204的承受范围内后，先闭合开关208，再断开开关207，让小电流传感器处于工作采集状态；

步骤S9：等待车辆进入休眠状态；

步骤S10：将准备好的两个高精度电流传感器308通过不断电控制器电流采集子模块102支路2304上的接线端子307连接，然后闭合并联电路段支路二开关306再断开开关305，采集一定时长的控制器电流数据，并在数据采集分析设备配套软件105中进行标注；

步骤S11：闭合开关305，断开并联电路段支路二开关306，拆下高精度电流传感器308；

步骤S12：重复步骤S10和S11，完成另外两个目标控制器静态电流采集；

步骤S13：在软件对采集到的数据进行计算分析，得到最终的静态电流结果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车静态电流采集测量系统，其特征在于：包括多通道低压电学系统采集设备(103)、数据采集分析设备(104)、数据输出设备(105)、蓄电池；

所述多通道低压电学系统采集设备(103)一端通过不断电采集模块分别与车辆总负极线接线端子(206)、蓄电池连接，多通道低压电学系统采集设备(103)另一端与数据采集分析设备(104)输入端连接，数据采集分析设备(104)其中一个输出端与蓄电池连接，所述数据采集分析设备(104)另一个输出端与数据输出设备(105)连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车静态电流采集测量系统，其特征在于：所述不断电采集模块包括不断电整车电流采集子模块(101)，所述不断电整车电流采集子模块(101)采集端与车辆总负极线接线端子(206)连接，不断电整车电流采集子模块(101)的信号端与蓄电池负极柱接线端子(205)连接。

3.根据权利要求1所述的一种汽车静态电流采集测量系统，其特征在于：所述数据采集分析设备(104)与蓄电池之间连接有电压采集端子(109)。

4.根据权利要求1所述的一种汽车静态电流采集测量系统，其特征在于：蓄电池正极柱接线端子(108)连接有车上控制器(107)，车上控制器(107)一端与蓄电池正极柱接线端子(108)连接，另一端与车辆总负极线接线端子(206)连接。

5.根据权利要求2所述的一种汽车静态电流采集测量系统，其特征在于：所述不断电整车电流采集子模块(101)包括不断电整车电流采集子模块支路一(201)、不断电整车电流采集子模块支路二(202)，所述不断电整车电流采集子模块支路一(201)与不断电整车电流采集子模块支路二(202)并联，所述不断电整车电流采集子模块支路一(201)一端与蓄电池负极柱接线端子(205)连接，另一端与车辆总负极线接线端子(206)连接，所述不断电整车电流采集子模块(101)支路而一端与蓄电池负极柱接线端子(205)连接，另一端与车辆总负极线接线端子(206)连接。

6.根据权利要求5所述的一种汽车静态电流采集测量系统，其特征在于：所述不断电整车电流采集子模块支路一(201)包括大量程电流传感器(203)、支路一开关(207)，所述大量程电流传感器(203)一端与车辆总负极线接线端子(206)连接，另一端与支路一开关(207)一端连接，所述支路一开关(207)另一端与蓄电池负极柱接线端子(205)连接；

所述不断电整车电流采集子模块支路二(202)包括小量程电流传感器(204)、支路二开关(208)，所述小量程电流传感器(204)一端与车辆总负极线接线端子(206)连接，另一端与支路二开关(208)一端连接，所述支路二开关(208)另一端与蓄电池负极柱接线端子(205)连接。

7.根据权利要求1所述的一种汽车静态电流采集测量系统，其特征在于：所述不断电采集模块还包括不断电控制器电流采集子模块(102)，所述不断电控制器电流采集子模块(102)采集端与车辆总负极线接线端子(206)连接，所述不断电控制器电流采集子模块(102)的信号端与蓄电池正极柱接线端子(108)连接。

8.根据权利要求7所述的一种汽车静态电流采集测量系统，其特征在于：所述不断电控制器电流采集子模块(102)的信号端与蓄电池正极柱接线端子(108)之间连接有目标控制器(106)。

9.根据权利要求7所述的一种汽车静态电流采集测量系统，其特征在于：不断电控制器电流采集子模块(102)包括保险丝段(301)、高精度电流传感器(308)，所述保险丝段(301)与高精度电流传感器(308)之间通过中部连接段(302)连接，所述高精度电流传感器(308)通过并联电路段支路二(304)并联在中部连接段(302)上，所述中部连接段(302)两端分别与保险丝段(301) 两端对应连接。

10.根据权利要求9所述的一种汽车静态电流采集测量系统，其特征在于：所述并联电路段支路二(304)上连接有支路二接线端子(307)，所述高精度电流传感器(308)安装在支路二接线端子(307)上；

所述并联电路段支路二(304)上连接有并联电路段支路二开关(306)，所述并联电路段支路二开关(306)一端与支路二接线端子(307)一端连接；

所述中部连接段(302)上还连接有并联电路段支路一(303)，所述并联电路段支路一(303)上还安装有并联电路段支路一开关(305)。

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