本發(fā)明涉及蓄電池組的性能監(jiān)測(cè)，特別是雙蓄電池組車(chē)輛的電池均衡性能監(jiān)視裝置，屬于汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前一些重型車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用多缸柴油機(jī)， 使用24V蓄電池組為起動(dòng)機(jī)和車(chē)上的電器供電。24V蓄電池組是由2只12V蓄電池組串聯(lián)連接而成的，為使車(chē)輛的蓄電池組經(jīng)常保持在充足電的狀態(tài)，在車(chē)輛運(yùn)行時(shí)，其蓄電池組通常是長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)，在蓄電池的使用過(guò)程中，由于電池的個(gè)體差異、溫度差異等原因，會(huì)出現(xiàn)“落后”電池，造成各電池的端電壓不平衡，影響了蓄電池性能的發(fā)揮。當(dāng)蓄電池組的性能不平衡嚴(yán)重惡化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電壓過(guò)低，造成起動(dòng)困難，如果此時(shí)反復(fù)起動(dòng)，有可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，甚至燒毀發(fā)動(dòng)機(jī)。

為了避免車(chē)輛各蓄電池組電壓不平衡趨勢(shì)的惡化所帶來(lái)的影響，需要對(duì)車(chē)輛蓄電池組電壓的均衡性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)對(duì)蓄電池組進(jìn)行維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高可靠的雙蓄電池組車(chē)輛的電池均衡性能監(jiān)視裝置，避免車(chē)輛各蓄電池組電壓不平衡趨勢(shì)的惡化所帶來(lái)的影響，對(duì)車(chē)輛蓄電池組電壓的均衡性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在蓄電池組電壓達(dá)到一定的不平衡值時(shí)，實(shí)時(shí)給出提示信號(hào)，以便駕駛員及時(shí)掌握蓄電池組的性能狀態(tài)，從而及時(shí)對(duì)蓄電池組進(jìn)行維護(hù)，延長(zhǎng)蓄電池組的壽命。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：雙蓄電池組車(chē)輛的電池均衡性能監(jiān)視裝置，包括：蓄電池接口（1）、電壓取樣單元（2）、電壓運(yùn)算單元（3）、極性自動(dòng)校正單元（4）、阻抗變換單元（5）、分壓電阻網(wǎng)絡(luò)單元（6）、電壓基準(zhǔn)單元（7）、電壓比較單元（8）、指示單元（9）；其中：

蓄電池接口（1）：與2只串聯(lián)的蓄電池組相連，并為裝置的各單元供電，與相關(guān)單元構(gòu)成電氣連接；

電壓取樣單元（2）：分別對(duì)2只串聯(lián)的蓄電池組的電壓進(jìn)行采樣，與蓄電池接口（1）和電壓運(yùn)算單元（3）構(gòu)成電氣連接；

電壓運(yùn)算單元（3）：對(duì)2只串聯(lián)的蓄電池組的采樣電壓進(jìn)行異極性加法運(yùn)算，與蓄電池接口（1）和電壓取樣單元（2）、極性自動(dòng)校正單元（4）構(gòu)成電氣連接；

極性自動(dòng)校正單元（4）：對(duì)電壓運(yùn)算單元（3）輸出的不平衡負(fù)極性電壓進(jìn)行自動(dòng)校正為正極性電壓，與蓄電池接口（1）和電壓運(yùn)算單元（3）、阻抗變換單元（5）構(gòu)成電氣連接；

阻抗變換單元（5）：將極性自動(dòng)校正單元（4）輸出的高阻抗信號(hào)轉(zhuǎn)換為低阻抗信號(hào)輸出，與蓄電池接口（1）和極性自動(dòng)校正單元（4）、分壓電阻網(wǎng)絡(luò)單元（6）構(gòu)成電氣連接；

分壓電阻網(wǎng)絡(luò)單元（6）：為各電壓比較單元提供比較電壓，與阻抗變換單元（5）和電壓比較單元（8）構(gòu)成電氣連接；

電壓基準(zhǔn)單元（7）：為各電壓比較單元提供基準(zhǔn)電壓，與蓄電池接口（1）和電壓比較單元（8）構(gòu)成電氣連接；

電壓比較單元（8）：電壓比較單元可以是一個(gè)或多個(gè)，根據(jù)雙蓄電池組電壓的不平衡程度輸出信號(hào)，與蓄電池接口（1）和分壓電阻網(wǎng)絡(luò)單元（6）、電壓基準(zhǔn)單元（7）、指示單元（9）構(gòu)成電氣連接；

指示單元（9）：根據(jù)電壓比較單元（8）的輸出電平信號(hào)，對(duì)雙蓄電池組電壓的不平衡程度進(jìn)行指示，與蓄電池接口（1）和電壓比較單元（8）構(gòu)成電氣連接。

本發(fā)明是按照上述構(gòu)思使用上述主要單元有機(jī)組合而成的，其工作原理是：通過(guò)蓄電池接口提供的2只串聯(lián)蓄電池組的電壓信號(hào)，經(jīng)電壓取樣單元反向?qū)ΨQ(chēng)取樣，送入電壓運(yùn)算單元，運(yùn)算結(jié)果經(jīng)極性自動(dòng)校正單元輸出正的不平衡電壓，通過(guò)阻抗變換單元將高阻抗電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為低阻抗電壓信號(hào)輸出，再通過(guò)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)單元輸送到各電壓比較單元，經(jīng)與基準(zhǔn)電壓信號(hào)比較后，輸出驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光的信號(hào)，由發(fā)光二極管構(gòu)成的指示單元用于指示2只蓄電池組的電壓不平衡程度，以此直觀顯示的方式提醒駕駛員需要對(duì)蓄電池組進(jìn)行均衡充電或更換蓄電池組。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果是能對(duì)車(chē)輛的2只串聯(lián)蓄電池組進(jìn)行快速的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，從而實(shí)時(shí)判斷出串聯(lián)蓄電池組的電壓不平衡程度，及時(shí)給出提示信號(hào)，以便及時(shí)對(duì)蓄電池組進(jìn)行維護(hù)，延長(zhǎng)蓄電池組的壽命。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的電路原理方框圖。

圖2是實(shí)施例的電路連接原理圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請(qǐng)參看圖1，雙蓄電池組車(chē)輛的電池均衡性能監(jiān)視裝置，包括蓄電池接口（1）、電壓取樣單元（2）、電壓運(yùn)算單元（3）、極性自動(dòng)校正單元（4）、阻抗變換單元（5）、分壓電阻網(wǎng)絡(luò)單元（6）、電壓基準(zhǔn)單元（7）、電壓比較單元（8）、指示單元（9）。其中：蓄電池接口（1）與2只串聯(lián)的蓄電池組相連，并為裝置的各單元供電，與相關(guān)單元構(gòu)成電氣連接；電壓取樣單元（2）分別對(duì)2只串聯(lián)的蓄電池組的電壓進(jìn)行采樣，與蓄電池接口（1）和電壓運(yùn)算單元（3）構(gòu)成電氣連接；電壓運(yùn)算單元（3）對(duì)2只串聯(lián)的蓄電池組的采樣電壓進(jìn)行異極性加法運(yùn)算，與蓄電池接口（1）和電壓取樣單元（2）、極性自動(dòng)校正單元（4）構(gòu)成電氣連接；極性自動(dòng)校正單元（4）對(duì)電壓運(yùn)算單元（3）輸出的不平衡負(fù)極性電壓進(jìn)行自動(dòng)校正為正極性電壓，與蓄電池接口（1）和電壓運(yùn)算單元（3）、阻抗變換單元（5）構(gòu)成電氣連接；阻抗變換單元（5）將極性自動(dòng)校正單元（4）輸出的高阻抗信號(hào)轉(zhuǎn)換為低阻抗信號(hào)輸出，與蓄電池接口（1）和極性自動(dòng)校正單元（4）、分壓電阻網(wǎng)絡(luò)單元（6）構(gòu)成電氣連接；分壓電阻網(wǎng)絡(luò)單元（6）為各電壓比較單元提供比較電壓，與阻抗變換單元（5）和電壓比較單元（8）構(gòu)成電氣連接；電壓基準(zhǔn)單元（7）為各電壓比較單元提供基準(zhǔn)電壓，與蓄電池接口（1）和電壓比較單元（8）構(gòu)成電氣連接；電壓比較單元（8）可以是一個(gè)或多個(gè)，根據(jù)雙蓄電池組電壓的不平衡程度輸出信號(hào)，與蓄電池接口（1）和分壓電阻網(wǎng)絡(luò)單元（6）、電壓基準(zhǔn)單元（7）、指示單元（9）構(gòu)成電氣連接；指示單元（9）根據(jù)電壓比較單元（8）的輸出電平信號(hào)，對(duì)雙蓄電池組電壓的不平衡程度進(jìn)行指示，與蓄電池接口（1）和電壓比較單元（8）構(gòu)成電氣連接。

請(qǐng)進(jìn)一步參看圖2，插座CZ1是蓄電池接口，第1引腳連接到車(chē)輛的第1只蓄電池組的正極，第2引腳連接到車(chē)輛的第1只蓄電池組的負(fù)極與第2只蓄電池組的正極，第3引腳連接到第2只蓄電池組的負(fù)極。第2引腳作為本裝置的電壓參考端。

電壓取樣單元由電阻R1～R4組成，其中電阻R1、R2串聯(lián)連接，組成第1分壓器，對(duì)車(chē)輛的第1只蓄電池組的電壓進(jìn)行取樣；電阻R3、R4串聯(lián)連接，組成第2分壓器，對(duì)車(chē)輛的第2只蓄電池組的電壓進(jìn)行取樣。

U1采用集成雙運(yùn)放，型號(hào)為T(mén)L082，其中包括U1A和U1B兩個(gè)運(yùn)算放大器單元，U1A用于電壓運(yùn)算單元，U1B用于極性自動(dòng)校正單元。

U2采用集成四運(yùn)放，型號(hào)為L(zhǎng)M324，其中包括U2A、U2B、U2C、U2D四個(gè)運(yùn)算放大器單元，U2A用于阻抗變換單元，U2B、U2C、U2D用于電壓比較單元。

電壓運(yùn)算單元由電阻R5～R7及運(yùn)算放大器U1A組成。電阻R5的一端連接到第1分壓器的R1、R2的連接點(diǎn)，另一端連接到運(yùn)算放大器U1A的第2引腳；電阻R6的一端連接到第2分壓器的R3、R4的連接點(diǎn)，另一端連接到運(yùn)算放大器U1A的第2引腳；電阻R7的兩端分別連接到運(yùn)算放大器U1A的第2引腳和第1引腳；運(yùn)算放大器U1A的第3引腳連接到電壓參考端；運(yùn)算放大器U1A的第8引腳連接到第1只蓄電池組的正極；運(yùn)算放大器U1A的第4引腳連接到第2只蓄電池組的負(fù)極。電容C1～C4是濾波電容。電壓運(yùn)算單元的作用是對(duì)2只串聯(lián)的蓄電池組的采樣電壓進(jìn)行異極性加法運(yùn)算。

極性自動(dòng)校正單元由電阻R8～R10、二極管D1、D2及運(yùn)算放大器U1B組成；阻抗變換單元由運(yùn)算放大器U2A組成。電阻R8的一端連接到運(yùn)算放大器U1A的第1引腳，另一端連接到運(yùn)算放大器U2A的第3引腳；電阻R9的一端連接到運(yùn)算放大器U1A的第1引腳，另一端連接到運(yùn)算放大器U1B的第6引腳；電阻R10的一端連接到運(yùn)算放大器U1B的第6引腳，另一端連接到運(yùn)算放大器U2A的第3引腳；二極管D1的陽(yáng)極連接到運(yùn)算放大器U1B的第6引腳，陰極連接到運(yùn)算放大器U1B的第7引腳；二極管D2的陽(yáng)極連接到運(yùn)算放大器U1B的第7引腳，陰極連接到運(yùn)算放大器U2A的第3引腳；運(yùn)算放大器U1B的第5引腳連接到電壓參考端；運(yùn)算放大器U2A的第2引腳與U2A的第1引腳相連接。

分壓電阻網(wǎng)絡(luò)單元由電阻R11～R14串聯(lián)組成，為各電壓比較單元提供比較電壓。

電壓基準(zhǔn)單元由電阻R15～R17、電容C5和穩(wěn)壓器件D3組成，通過(guò)D3穩(wěn)壓，電阻R16與R17分壓，為各電壓比較單元提供合適的基準(zhǔn)電壓。

電壓比較單元有3個(gè)，第1電壓比較單元由運(yùn)算放大器U2B擔(dān)任，第2電壓比較單元由運(yùn)算放大器U2C擔(dān)任，第3電壓比較單元由運(yùn)算放大器U2D擔(dān)任。3個(gè)電壓比較單元根據(jù)雙蓄電池組電壓的不平衡程度輸出低電平信號(hào)。

指示單元由電阻R18～R20、發(fā)光二極管D4～D6組成，當(dāng)相應(yīng)的電壓比較單元輸出低電平信號(hào)時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，從而對(duì)雙蓄電池組電壓的不平衡程度進(jìn)行指示。

當(dāng)雙蓄電池組的電壓均衡時(shí)，3個(gè)電壓比較單元均輸出高電平，發(fā)光二極管D4～D6均不發(fā)光；當(dāng)雙蓄電池組的電壓輕度不平衡時(shí)，第1電壓比較單元的運(yùn)算放大器U2B輸出低電平，第2、3電壓比較單元的運(yùn)算放大器U2C、U2D輸出高電平，發(fā)光二極管D4點(diǎn)亮，D5～D6不發(fā)光；當(dāng)雙蓄電池組的電壓中度不平衡時(shí)，第1、2電壓比較單元的運(yùn)算放大器U2B 、U2C均輸出低電平，第3電壓比較單元的運(yùn)算放大器U2D輸出高電平，發(fā)光二極管D4～D5點(diǎn)亮，D6不發(fā)光；當(dāng)雙蓄電池組的電壓嚴(yán)重不平衡時(shí)，3個(gè)電壓比較單元均輸出低電平，發(fā)光二極管D4～D6均點(diǎn)亮。從而可以用直觀顯示的方式提醒駕駛員及時(shí)對(duì)蓄電池組進(jìn)行維護(hù)，以延長(zhǎng)蓄電池組的壽命。

為使雙蓄電池組車(chē)輛的電池均衡性能監(jiān)視裝置達(dá)到設(shè)計(jì)目的并發(fā)揮良好的性能，應(yīng)按下列方法選配元件參數(shù)：

電壓取樣單元的元件參數(shù)配置方法是：電阻R1與電阻R4的阻值相等，電阻R2與電阻R3的阻值相等，實(shí)施例是選用R1=R4=20kΩ，R2=R3=10kΩ。

電壓運(yùn)算單元的元件參數(shù)配置方法是：電阻R5與電阻R6的阻值相等，電阻R7用于調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，實(shí)施例是選用R5=R6=R7=10kΩ。

極性自動(dòng)校正單元的元件參數(shù)配置方法是：電阻R8與電阻R10的阻值相等，電阻R9的阻值是電阻R8的2倍，實(shí)施例是選用R8=R10=10kΩ，R9=20kΩ。