一種新型的帶多功能報警的電動汽車電池箱的製作方法
2023-08-10 16:30:06
本發明涉及電動汽車技術，尤其涉及一種新型的帶多功能報警的電動汽車電池箱。
背景技術：
隨著能源的減少和科技的進步，耗油的傳統能源汽車逐步會被電動汽車取代。當下，無論國外車企還是國內車企，都在積極發展電動汽車。高速電動汽車和低速電動汽車由於環境汙染小、噪聲低及結構設計簡單的優點，具有廣闊的市場。
相對於傳統方式的交通工具，新能源電池在使用時有較高的安全隱患，一是電池自身的因素，由於使用不當，可能會引起單只電池的漏液、變形、起火、甚至爆炸等；另一方面，由於在使用時，因不可抗拒的外界因素，如撞擊、大量雨水等，均有可能會引起電池自燃或起火等安全問題。
目前的電動汽車只是對電池自燃或起火等安全問題的報警方面做得不夠到位，尤其是不會對電動汽車附近的行人和車輛有任何警示，因此存在弊端。很多司機和行人因不知道電動汽車的電池發生了自燃，而失去了逃生及救援的機會，造成了不必要的人員財產損失。
技術實現要素：
本發明針對目前市場上的電動汽車電壓高，發生危險時不會給該電動汽車附近的行人或者車輛有報警作用，提出了一種新型的帶多功能報警的電動汽車電池箱。
一種新型的帶多功能報警的電動汽車電池箱，包括：主控器、電池組、電壓電流採集器、溫度採集器、位移採集傳感器、煙霧採集傳感器、溼度採集傳感器、CAN通信接口、無線收發器、大功率開關管/繼電器、均衡模塊和電能輸出埠，其中，
所述主控器分別與電池組、電壓電流採集器、溫度採集器、位移採集傳感器組件、煙霧採集傳感器、溼度採集傳感器、CAN通信接口、無線收發器、均衡模塊和大功率開關管/繼電器相連；
所述大功率開關管/繼電器分別與電能輸出埠和電池組相連；
所述電池組與均衡模塊相連。
所述位移採集傳感器固定安裝在電動汽車電池箱的箱體外表面上，用於檢測形變是否已達到可允許的額定上限，當達到上限時，會有很大機率破壞電池，造成安全隱患。
所述溼度採集傳感器安裝在電動汽車電池箱內部底端，用於檢測電動汽車電池箱內部的氣密性是否完好。
本發明的有益效果：本發明利用無線收發器，實現了採用多種通訊手段，更為廣泛的為用戶、附近行人及車輛提供報警信息，而且報警信息極為準確，從而保障了機動車輛以及行人的安全，有效減少了火災對行人及車輛的傷害。同時，本發明結構簡單，生產成本低，安裝方便易於推廣。
附圖說明
圖1為本發明的總體模塊結構示意圖；
圖2為本發明一個實施例的CAN通信接口的電路原理圖；
圖3為本發明一個實施例的溫度採集器的電路原理圖；
圖4為本發明一個實施例的無線收發器的電路原理圖；
圖5為本發明一個實施例的溼度採集傳感器的電路原理圖；
圖6為本發明一個實施例的煙霧採集傳感器的電路原理圖；
圖7為本發明的整體外觀圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
如圖1所示，一種新型的帶多功能報警的電動汽車電池箱，包括：主控器、電池組、電壓電流採集器、溫度採集器、位移採集傳感器、煙霧採集傳感器、溼度採集傳感器、CAN通信接口、無線收發器、大功率開關管/繼電器、均衡模塊和電能輸出埠，其中，
所述主控器分別與電池組、電壓電流採集器、溫度採集器、位移採集傳感器組件、煙霧採集傳感器、溼度採集傳感器、CAN通信接口、無線收發器、均衡模塊和大功率開關管/繼電器相連；
所述大功率開關管/繼電器分別與電能輸出埠和電池組相連；
所述電池組與均衡模塊相連。
所述位移採集傳感器固定安裝在電動汽車電池箱的箱體外表面上，用於檢測形變是否已達到可允許的額定上限，當達到上限時，會有很大機率破壞電池，造成安全隱患。當溼度較大時，可能電池氣密性不良好，有水進入對電池有危 害。
電壓電流採集器用來採集電池組的上每個單體電池的電壓大小和電流大小，並將採集到的電壓值和電流值送主控器處理。溫度採集器用來採集電池組上的溫度，並將採集到的溫度值送主控器處理。位移採集傳感器固定安裝在電池箱的相應位置上，用來檢測電池箱是否受到了外力的作用而發省了形變。位移採集傳感器同樣也會把採集到的相關數據送主控器處理。煙霧採集傳感器會採集周圍的空氣，當煙霧出現時煙霧傳感器會給主控器發送煙霧報警信號。溼度報警傳感器用來採集電池箱內的溼度，並將採集到的溼度大小發送給主控器。大功率開關管/繼電器的斷開和閉合受主控器的控制。通過CAN通信接口可以與電動汽車的其他控制器通信。無線收發器可以通過無線形式與用戶和附近行人通信。
主控器還可以將接收到的電壓值、電流值、溫度值、位移值、煙霧信號和溼度值信號進行分析處理，並根據接收到的這些信號值來制定故障等級。當故障所處的故障等級比較低時，主控器會給大功率開關管/繼電器輸出高電平，從而使電能輸出埠與電池組連通，這時電能能夠通過電能輸出埠給負載供電，因此在故障級別較低時，系統只是提示故障原因，不切斷供電。在故障較低時，通過CAN通信接口還可以將對應的故障發送給顯示屏顯示，供用戶參考，從而確保了用戶的自身安全，無線收發器通過簡訊/微信/廣播等途徑，也可以向用戶/附近的行人/附近車輛發送相關的故障報警信息，獲取相關故障信息；當故障等級比較高時，當主控器給大功率開關管/繼電器輸出低電平時，大功率開關管/繼電器斷開，電能輸出埠與電池組不連通，因此電能不能通過電能輸出埠給負載供電，從而切斷了電能的輸出，提高了安全性。同時，通過CAN通信接口將故障信號發送給顯示屏顯示，提示用戶趕快離開該電動汽車，無線收發器可 以同時向用戶和附近的行人和發送儘快離開的故障報警信息。在車主不在時，收到信息的人可以報警，這樣能夠將損失降到最小。
均衡模塊使充放電時應使所有的單個電池均保持在同樣的荷電狀態，有利於延長電池的使用壽命。
由於無線收發器可以為無線藍牙收發器/無線GPRS收發器/無線WIFI收發器，採用多種通訊手段，可以更加方便地更好的來通訊，同時車主不在時，當電動汽車出現故障時，既可以及時通知車主，同時也可以第一時間通知該電動汽車附近的行人和車輛。因此減少事故的發生率，還能夠更加有效的保障廣大群眾的生命和財產安全。
如圖2為本發明一個實施例的CAN通信接口的電路原理圖，在這個實施例中給出兩路CAN通信接口，同時，本發明中CAN通信接口晶片我們採用高速CAN總線收發器TJA1040，該晶片完全符合ISO11898標準，該晶片的速度可高達1Mbaud，且電磁輻射EME非常低。在差動接收器具有較寬的共模範圍內可抗電磁幹擾EMI，處於不上電狀態的收發器會從總線脫離零負載，輸入級符合3.3V和5V的器件。如果使用分裂終端電壓源可以穩定隱性總線電平進一步改善EME，至少可以連接110個節點。消耗電流極低的待機模式具有通過總線喚醒遠程的功能，發送數據TXD顯性超時功能，在汽車的瞬態環境下對總線引腳進行保護，防止總線引腳和引腳SPLIT對電池和對地短路。同時在電路中加了兩個60歐姆的電阻，構成了120歐姆的終端電阻，來消除在通信電纜中的信號反射。
如圖3所示為本發明一個實施例的溫度採集器的電路原理圖；在這個實施例中，我們採用DS18B20晶片作為我們的溫度採集器，因為該晶片持多點組網功能，所以多個DS18B20可以並聯在惟一的單線上，實現多點測溫，可以節省 單片機的IO口。在本實施例中，我們用了三個DS18B20晶片，同時使用了三個主控器的P22、P23和P24三個IO接口，在主控器接口緊張的情況下，可以只用主控器的三個IO接口中的一個同時並聯這個三個DS18B20晶片來實現溫度採集。
如圖4所示為本發明一個實施例的無線收發器的電路原理圖，在本實施例中，我們採用的是Nrf905晶片，該射頻收發晶片可以免費工作在2.4GHz的ISM頻段，首選無需向中國無線電申請頻段，因此當有故障時，可以通過該晶片直接發送報警信號給駕駛員、附近的行人和車輛發送報警信號，從而避免不必要的損失。本發明中無線收發器還可以採用博通的NFC/藍牙/WiFi/FM功能組合晶片，也可以集成語音模塊的無線GPRS收發器，可以通過廣播或者簡訊等功能來報警。因為以往的報警限於對駕駛員報警提示，對過路的行人和車輛沒有報警功能，而本發明的無線收發器可以給過路的行人和車輛報警作用，因此能將事故發生率降到最近。
如圖5所示，為本發明一個實施例的溼度採集傳感器的電路原理圖，本發明的這個實施例中採用DHT11晶片，該晶片可以採集電池箱裡的溼度情況，避免溼度較大時，駕駛員不清楚造成不必要的損失。
如圖6所示，本發明一個實施例的煙霧採集傳感器的電路原理圖，在本發明中採用QM-N10作為煙霧採集晶片，通過UIA運放比較電路後，接入主控器的IO口，其中LED用來報警。
本發明的一個實施例的電壓電流採集器採用linear公司的LTC6804-2晶片，該晶片可以採集12路的單體電池的電壓和電流，本發明的一個實施例的均衡模塊採用Linear的LTC3300均衡晶片，實現主動均衡。本發明的主控器採用NXP的PLC1788晶片。本發明的位移傳感器主要採用應力片組成，該應力片具有體 積小、重量輕、高阻抗、低功耗，抗幹擾能力強多種封裝結構，多種連接方式，應用範圍廣。
如圖7所示，為本發明的整體外觀圖。本發明結構簡單，生產成本低，採用多種通訊手段，能夠更為廣泛的為用戶、附近行人及車輛提供火警報警信息，而且報警信息極為準確。
用本發明做經試驗測試發現具有很好的報警效果，可以避免不必要的損失。
以上結合最佳實施例對本發明進行了描述，但本發明並不局限於以上揭示的實施例，而應當涵蓋各種根據本發明的本質進行的修改、等效組合。