一種電動汽車接線端子溫度監測系統和方法
2024-03-11 05:31:15 1
專利名稱：一種電動汽車接線端子溫度監測系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種溫度監測系統和方法，特別涉及一種電動汽車接線端子溫度監測系統和方法。
背景技術：
目前電動汽車電控技術日趨成熟，逐步向市場化邁進，而電動汽車的使用安全性也越來越受到消費者的關注。電動汽車的功率一般是從幾千瓦到一百多千瓦，所以工作電流比較大，而一旦電流環路中的接線端子出現鬆動等故障，將導致接線端子發熱、熔化，甚至可能引發火災，輕的會造成電源和電控系統損壞，嚴重的會造成整車報廢甚至是人員傷亡。一般來說，接線端子採用螺絲緊固的方式，具體存在以下缺陷1.車輛在各種路況下的運行過程中，長期頻繁振動，會導致接線端子鬆動。2.車輛在出廠時，操作不嚴謹可能會導致接線端子未完全緊固。3.由於使用環境，如溫度變化引起的熱脹冷縮、潮溼引起的電化學腐蝕，都會引起接線端子鬆動及隨之而來的接觸不良等問題。目前現有的解決方法是使用防滑螺母或是使用螺紋膠，這起到了一定的緊固作用，但仍然無法保證在以後長期的使用、維護、維修過程中不出現鬆動的問題。所有這些缺陷，在技術要求、安全要求要求很高的電動交通工具上如何解決，已經成為了消費者關注的隹佔。目前，市場上從未發現，能夠克服上述缺點的可用於電動交通工具上的溫度監測系統和方法，經檢索未發現相關專利和文獻。
發明內容
本發明的目的在於克服現有解決方案的不足，提供一種電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，實現對電動汽車接線端子的實時監控、故障快速診斷功能。系統包括若干個電動汽車接線端子、若干個探測節點、電纜線、溫度監測單元。每個所述電動汽車接線端子上至少安裝一個所述探測節點，以用於檢測所述電動汽車接線端子的溫度；所述探測節點經所述電纜線並聯後，再連接到所述溫度監測單元上。每一個探測節點都有自己的地址。探測節點之間，探測節點與微控制器之間都使用同一根總線連接。 系統可支持最少100個探測節點，根據需要，可擴展更多探測節點。所述探測節點以屏蔽並且絕緣的方式安裝在所述電動汽車接線端子上或者其緊固連接件上。所述探測節點在所述電動汽車接線端子進行安裝時，優選地安裝在所述電動汽車接線端子電纜插孔的外部，以避免所述電動汽車接線端子在緊固或拆解時所述探測節點被損傷。所述電纜線為屏蔽線或者雙絞線。所述探測節點內可以包括數字式溫度傳感器、熱敏電阻、溫度開關、熱敏三極體、 熱敏二極體、熱電阻、熱電偶。所述溫度監測單元可以是微控制器或溫度監測儀表。
當所述探測節點是數字式溫度傳感器時，所述電纜線可以包括電源線、單總線、地線。所述探測節點內可以固化有地址識別信息，以便所述溫度檢測單元能夠識別哪個所述電動汽車接線端子上的溫度值是多少。所述探測節點可以是DS18B20型數字式溫度傳感
ο當所述探測節點使用熱敏電阻時，所述電纜線可以包括電源線、單總線、地線。當所述探測節點使用熱敏電阻時，所述探測節點內還可以設置有電橋和比較電路，所述熱敏電阻位於所述電橋的一個臂上，所述電橋、比較電路相連接，以把電阻變化量轉換為電壓變化量，所述電橋、比較電路的正負極分別與所述電源線和地線連接，所述比較電路的信號輸出端連接所述總線以輸出電壓變化量信息。當所述探測節點是溫度開關時，所述電纜線可以包括總線和地線，所述溫度開關在所述總線上的節點之間可以設置有多個串聯電阻r，所述微控制器可以根據迴路的所述串聯電阻的阻值或電壓變化判斷出動作的所述溫度開關的位置，以檢測出哪個溫度開關超過了溫度設定閾值。當所述探測節點使用熱敏電阻或溫度開關時，所述總線與外部的參考電壓點之間可以設置有上拉電阻Rf。所述微控制器內部可以設置有ADC模數轉換器，以用於檢測所述總線與外部的參考電壓點之間的電壓。系統還可以設置有輸出接口，所述輸出接口與所述溫度監測單元相連接，以輸出溫度監測信息，用於後續的顯示、報警或控制。系統還可以設置有整車通訊總線，所述輸出接口與所述整車通訊總線相連接，以輸出溫度監測信息，用於後續的顯示、報警或控制。所述輸出接口可以是CAN、RS232、485通訊接口。所述輸出接口可以是開關信號接口，以用於連接系統外部的整車控制器。本發明顯著的優點和有益效果是1.可實現接線端子的實時溫度監測，及時發現問題。2.檢測到異常時，可通過通信接口與整車控制設備通信，整車控制設備採取相應措施，及時避免安全事故發生，保障生命及財產安全。3.每一個探測節點都有自己的地址，當接線端子異常時，能夠快速並準確的確定接線端子的位置，方便檢修。4.探測節點之間採用並聯結構，並通過同一總線連接，線束少而簡單，安裝非常方便。
圖1是本發明的實施例總原理圖。圖2是本發明探測節點安裝在電動汽車接線端子上的實施例局部放大圖。圖3是本發明探測節點安裝在電動汽車接線端子緊固件上的實施例局部放大圖。圖4是探測節點採用數字溫度傳感器的實施例原理圖。圖5是探測節點採用熱敏電阻的實施例原理圖。圖6是探測節點採用溫度開關的實施例原理圖。圖1-6中電動汽車接線端子、探測節點、電纜線、溫度監測單元、輸出接口、電源線、地線、總線、上拉電阻Rf、熱敏電阻Rt、串聯電阻r、模數轉換器ADC、電橋、比較放大電路。
具體實施例方式下面結合附圖對電動汽車接線端子溫度監測系統和方法進行詳細說明。圖1中，本發明的實施例總原理圖中，系統包括若干個電動汽車接線端子、若干個探測節點、電纜線、溫度監測單元。每個所述電動汽車接線端子上至少安裝一個所述探測節點，以用於檢測所述電動汽車接線端子的溫度；所述探測節點經所述電纜線並聯後，再連接到所述溫度監測單元上。每一個所述探測節點都有自己的地址。所述探測節點之間，所述探測節點、微控制器之間都使用同一根所述總線連接。系統可支持最少100個所述探測節點，根據需要，可擴展更多所述探測節點。所述探測節點以屏蔽並且絕緣的方式安裝在所述電動汽車接線端子上或者其緊固連接件上。所述探測節點在所述電動汽車接線端子進行安裝時，優選地安裝在所述電動汽車接線端子電纜插孔的外部，以避免所述電動汽車接線端子在緊固或拆解時所述探測節點被損傷。所述電纜線為屏蔽線或者雙絞線。所述探測節點內可以包括數字式溫度傳感器、熱敏電阻、溫度開關、熱敏三極體、 熱敏二極體、熱電阻、熱電偶。所述溫度監測單元可以是微控制器或溫度監測儀表。系統還可以設置有輸出接口，所述輸出接口與所述溫度監測單元相連接，以輸出溫度監測信息，用於後續的顯示、報警或控制。系統還可以設置有整車通訊總線，所述輸出接口與所述整車通訊總線相連接，以輸出溫度監測信息，用於後續的顯示、報警或控制。所述輸出接口可以是CAN、RS232、485通訊接口。所述輸出接口可以是開關信號接口，以用於連接系統外部的整車控制器。圖2中，所述探測節點安裝在所述電動汽車接線端子上，優選地可以安裝在所述電動汽車接線端子電纜插孔的外部，以避免所述電動汽車接線端子在緊固或拆解時所述探測節點被損傷。圖3中，所述探測節點安裝在所述電動汽車接線端子緊固件上，該緊固件因為導電的需要，也有可能因接觸電阻的增大而發熱，所述探測節點測量其溫度也可以反映出所述電動汽車接線端子接觸發熱的情況。圖4中，所述探測節點採用數字溫度傳感器，所述電纜線可以包括電源線、單總線、地線。所述探測節點內可以固化有地址識別信息，以便所述溫度檢測單元能夠識別哪個所述電動汽車接線端子上的溫度值是多少。所述探測節點可以是DS18B20型數字式溫度傳感器。所述探測節點的溫度傳感器可以使用DS18b20型溫度傳感器，出廠時就固化了唯一的地址，η個所述探測節點與所述微控制器都連接在三根導線上，包括所述電源線、地線和總線。所述微控制器依次發送每一個節點的地址，相應地址的所述探測節點就把接線端子的溫度值發送給所述微控制器，就完成了溫度採集。當所述微控制器檢測到所述探測節點溫度異常時，就通過輸出接口向整車控制器發送故障信息和該所述探測節點的地址，整車控制器響應後，可執行故障處理動作，實現保護功能。該實施例電路簡單，體積小，能精確測量每個所述探測節點的溫度值，使用靈活，但是需要所述微控制器與所述DS18b20型溫度傳感器通信，檢測速度稍慢。
圖5，所述探測節點採用熱敏電阻，所述電纜線可以包括電源線、總線、地線。所述探測節點內還可以設置有電橋和比較電路，所述熱敏電阻位於所述電橋的一個臂上，所述電橋、比較電路相連接，以把電阻變化量轉換為電壓變化量，所述電橋、比較電路的正負極分別與所述電源線和地線連接，所述比較電路的信號輸出端連接所述總線以輸出電壓變化 M.fn 息。所述探測節點的溫度傳感器使用熱敏電阻Rt，與比較器及其外圍電阻構成了由溫度控制的所述比較電路。η個所述探測節點與所述微控制器都連接在三根導線上，包括所述電源線、地線和總線。在所述總線上，相鄰的兩個所述探測節點之間增加一個串聯電阻r，在所述總線與所述微控制器ADC模數轉換器連接處設有所述上拉電阻Rf。當溫度高於預設值時，所述比較電路可以輸出低電平，所述總線的電壓被拉底。當故障發生時，所述微控制器檢測到所述總線的電壓值低於所述上拉電阻Rf的參考電壓時，所述微控制器根據所述模數轉換器ADC的電壓值就可以確定所述探測節點的地址，就可以通過所述輸出接口向整車控制器發送故障信息和該節點地址，整車控制器響應後可以執行故障處理動作，實現保護功能。該實施例檢測速度快，成本低，可通過改變所述比較電路的設定參數來改變過溫閾值，但是不能精確測量每個所述探測節點的溫度值。圖6，所述探測節點採用溫度開關的實施例中，當所述探測節點是溫度開關時，所述電纜線可以包括總線和地線，所述溫度開關在所述總線上的節點之間可以設置有多個串聯電阻r，所述微控制器可以根據迴路的所述串聯電阻的阻值或電壓變化判斷出動作的所述溫度開關的位置，以檢測出哪個溫度開關超過了溫度設定閾值。所述探測節點的溫度傳感器使用溫度開關。η個所述探測節點與所述微控制器都連接在兩根導線上，包括所述地線、總線。在所述總線上，相鄰的兩個所述探測節點之間增加一個所述串聯電阻r，在所述總線與所述微控制器內的所述模數轉換器ADC連接處設有所述上拉電阻Rf。當溫度高於預設值時，溫度開關打開，所述總線的電壓被拉低。當故障發生時，所述微控制器檢測到所述總線的電壓值低於參考電壓，所述微控制器根據所述模數轉換器ADC的電壓值就可以確定所述探測節點的地址，繼而通過所述輸出接口向整車控制器發送故障信息和該節點地址，整車控制器響應後，可以執行故障處理動作，實現保護功能。該實施例檢測速度快，電路簡單，成本低，但是不能精確測量每個節點的溫度值，而且溫度值比較固定。
權利要求
1.一種電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，包括多個電動汽車接線端子、多個探測節點、電纜線、溫度監測單元，其特徵在於，每個所述電動汽車接線端子上至少安裝一個所述探測節點，以用於檢測所述電動汽車接線端子的溫度；所述探測節點經所述電纜線並聯後，再連接到所述溫度監測單元上。
2.根據權利要求1所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述探測節點以屏蔽並且絕緣的方式安裝在所述電動汽車接線端子或者其緊固連接件上。
3.根據權利要求1所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述探測節點在所述電動汽車接線端子進行安裝時，優選地安裝在所述電動汽車接線端子電纜插孔的外部，以避免所述電動汽車接線端子在緊固或拆解時所述探測節點被損傷。
4.根據權利要求1所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述電纜線為屏蔽線或者雙絞線。
5.根據權利要求1所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述探測節點內可以包括數字式溫度傳感器、熱敏電阻、溫度開關、熱敏三極體、熱敏二極體、熱電阻、熱電偶。
6.根據權利要求1所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述溫度監測單元可以是微控制器或溫度監測儀表。
7.根據權利要求1所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，當所述探測節點是數字式溫度傳感器時，所述電纜線可以包括電源線、單總線、地線。
8.根據權利要求7所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述探測節點內可以固化有地址識別信息，以便所述溫度檢測單元能夠識別哪個所述電動汽車接線端子上的溫度值是多少。
9.根據權利要求7或8所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述探測節點可以是DS18B20型數字式溫度傳感器。
10.根據權利要求1所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，當所述探測節點使用熱敏電阻時，所述電纜線可以包括電源線、單總線、地線。
11.根據權利要求1所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，當所述探測節點使用熱敏電阻時，所述探測節點內還可以設置有電橋和比較電路，所述熱敏電阻位於所述電橋的一個臂上，所述電橋、比較電路相連接，以把電阻變化量轉換為電壓變化量，所述電橋、比較電路的正負極分別與所述電源線和地線連接，所述比較電路的信號輸出端連接所述總線以輸出電壓變化量信息。
12.根據權利要求1所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，當所述探測節點是溫度開關時，所述電纜線可以包括總線和地線，所述溫度開關在所述總線上的節點之間可以設置有多個串聯電阻r，所述微控制器可以根據迴路的所述串聯電阻的阻值或電壓變化判斷出動作的所述溫度開關的位置，以檢測出哪個溫度開關超過了溫度設定閾值。
13.根據權利要求10或12所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述總線與外部的參考電壓點之間可以設置有上拉電阻Rf。
14.根據權利要求10或12所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述微控制器內部可以設置有ADC模數轉換器，以用於檢測所述總線與外部的參考電壓點之間的電壓。
15.根據權利要求1所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，還可以設置有輸出接口，所述輸出接口與所述溫度監測單元相連接，以輸出溫度監測信息，用於後續的顯示、報警或控制。
16.根據權利要求15所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述輸出接口可以是開關信號接口，以用於連接系統外部的整車控制器。
17.根據權利要求15所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，還可以設置有整車通訊總線，所述輸出接口與所述整車通訊總線相連接，以輸出溫度監測信息，用於後續的顯示、報警或控制。
18.根據權利要求17所述的電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，其特徵在於，所述輸出接口可以是CAN、RS232、485通訊接口。
全文摘要
一種電動汽車接線端子溫度監測系統和方法，涉及溫度監測領域，旨在解決電動汽車接線端子發熱時的溫度監測問題。系統包括多個電動汽車接線端子、多個探測節點、電纜線、溫度監測單元、輸出接口。所述探測節點設置在大電流的電動汽車接線端子附近；所述探測節點相互並聯後，再連接並把信號傳輸給溫度監測單元，以用於顯示、報警或控制。本系統和方法尤其適用於技術和安全要求較高的電動交通工具上。
文檔編號G01R31/02GK102353872SQ201110187659
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月6日 優先權日2011年7月6日
發明者何斌, 孔昭松, 趙建虎 申請人:天津市松正電動汽車技術股份有限公司