專利名稱：可顯示已用電量的智能型蓄電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種蓄電池，特別是為純電動動力汽車提供動力的對使用電量能
準確度量、顯示并易于更換的可顯示已用電量的智能型蓄電池。
背景技術：
隨著化石能源的日趨枯竭，以及化石能源的大量使用對人類生存環境的污染日益 嚴重，研究可推廣可再生能源和清潔能源已成為改善人類生存環境和可持續發展的重大戰 略問題。汽車是能源消耗的重要領域，發展和推廣電動汽車對實現能源多樣化和可持續發 展意義重大。 我國一直很重視清潔、高效汽車技術的開發。電動汽車被列入國家863重大專項 后，在整車開發方面主要有燃料電池汽車、混合動力汽車、純電動汽車3種技術。相對于混 合動力汽車和燃料電池汽車，純電動汽車有自身的優勢。純電動汽車以電動機代替燃油機， 噪音低、無污染，電動機、油料及傳動系統少占的空間和重量可用以補償電池的需求；且因 使用單一的電能源，電控系統相比混合電動車大為簡化，降低了成本，也可補償電池的部分 價格。而且，純電動車的電池可在夜間利用電網的廉價"谷電"進行充電，可以平抑電網的 峰-谷差。對車主而言，利用分時計價的廉價"谷電"，降低運行成本。總之，對國家、對電 網、對環境、對用戶，都是利益多多。 現在，隨著我國對純電動汽車研發力度的加大，我國純電動汽車在技術上已經非 常成熟。比亞迪研制的首款純電動汽車F3e已在2006年的北京國際車展上亮相。據介紹， F3e最高時速達150公里，0-100km/h加速時間只要13. 5秒，百公里耗電12度， 一次充電后 行駛里程達350公里。盡管我國純電動汽車技術已經非常成熟，但純電動汽車產業化、廣泛 的推廣還有些具體的問題需要解決 1、充電難是純電動汽車產業化面臨的最大問題。在電動汽車充電站10分鐘可充 滿70%的電，但快速充電會降低電池的使用壽命，消費者要為降低了使用壽命的電池買單， 不會被廣大消費者所接受。而在家庭或停車場使用普通電源充電，220伏大約要20小時才 可以全部充滿。 為解決充電難的問題，可以將純電動汽車購換電池的過程仿真建成成品石油公平 交易的模式，即電動車輛能源供給貿易體系的電動汽車換電站網絡系統。用"換"代替"充"， 把專業且費時費力的充電工作交給第三方承擔。也就是電能沒有直接從電網下載銷售給純 電動汽車用戶，而是經過對動力電池組充電的層面銷售。 2、對于這種新型的銷售方式需要一種公平交易的模式，需要蓄電池作為電能的載 體要明確地度量并顯示能量的使用、損耗情況，從而電動汽車用戶按使用電量付費，充電站 按使用電量收費。
發明內容鑒于上述原因，本實用新型的目的是提供一種新式符合純電動汽車快速更換，使用電量能準確度量并顯示的蓄電池。 本實用新型通過如下結構達到上述目的本實用新型是一種可顯示已用電量的智 能型蓄電池，其特征在于蓄電池上嵌入一個集度量、計算、存儲和顯示于一體的智能裝置， 該智能裝置由電流采樣電路、A/D轉換電路、單片機電路、LCD顯示器和CAN總線模塊構成， 電流采樣電路的輸出信號送至A/D轉換電路，A/D轉換電路信號輸出端與單片機芯片連接， 單片機電路信號輸出端分別與LCD顯示器和CAN總線模塊連接，CAN總線模塊有低電量報 警信號輸出端與駕駛臺儀表盤低電量指示燈連接，CAN總線模塊與顯示清零控制鍵連接。 本實用新型中嵌入蓄電池上的智能裝置的工作原理是單片機芯片通過使用電量 的采集電路每秒鐘固定次數地采集電流數據，并將其求平均值，得到每秒鐘的平均使用電 流，再將使用過程中每秒鐘的平均電流值以積分的形式累加起來，得到蓄電池累計使用的 安時數。單片機芯片將該累計使用安時數記錄下來，并驅動液晶顯示器將其顯示出來。當 電量不足時，單片機通過CAN總線控制報警裝置通知駕駛員。 充電站對使用過的蓄電池進行充電后可通過CAN總線將蓄電池上顯示的已用電
量清零。 本實用新型采取以上技術措施后，將純電動汽車用動力蓄電池的電源接口標準 化，與所有的純電動汽車的電源接口保持一致，并通過智能電路使蓄電池的用電量能準確 度量并顯示。此舉不僅使純電動汽車補充能量、更換蓄電池更為快捷，同時使蓄電池的已用 電量一 目了然，交易過程中不會引起任何量價的爭議。 本實用新型的有益效果是解決了純電動汽車用動力蓄電池補充電量過程中以 "換"代替"充"的新型交易模式中電量度量的問題，使純電動汽車的全面市場化產業化成為 可能。
圖1是本實用新型的電路框圖。 圖2是本實用新型的使用電流即時采樣電路圖。 圖3是本實用新型的使用電量采集、計算、處理電路圖。
具體實施方式實施例l 在圖1 、圖2中，電流采樣電路中設置一個阻值很小的采樣電阻Rl將電流信號轉換 成電壓信號后輸入A/D轉換裝置，A/D轉換裝置將模擬信號轉換成數字信號后由單片機電 路讀入，單片機電路將采集到的信號進行計算、累加，再將累計的使用電量送到LCD顯示器 進行實時地顯示。當單片機電路判斷出動力蓄電池電量低時，通過CAN總線模塊將低電量 報警信號傳送到駕駛臺儀表盤上設置的低電量指示燈，通知駕駛員。當蓄電池在充電站充 電完成后，工作人員通過CAN總線模塊輸入清零顯示密碼到單片機電路，單片機電路判斷 密碼正確后，將LCD顯示器的顯示值清零。在圖2中，采樣電阻R1與蓄電池及電動機串聯， 將電動汽車行車狀態中，蓄電池使用的即時電流信號轉換成電壓信號，并由接口 C0N2將信 號送到圖3中的信號采集、計算、處理電路進行處理。在圖3中，A/D轉換器電路U2采用芯片TLC594，通過其左邊的接口 C0N2將電流采樣電路采集到的即時電流信號送到U2芯片進行模數轉換，將轉換好的數據送到單片機 電路進行計算、累加。單片機電路由Ul芯片STC89C52及其左下方的由晶振、電容、電阻等 器件構成的時鐘、復位電路組成。單片機電路將計算累加好的數據送到LCD顯示電路顯示。 LCD顯示電路由接口 C0N14和LCD液晶顯示器電路構成。單片機通過接口 C0N14將控制信 號以及待顯示數據傳送到LCD液晶顯示器電路，將蓄電池使用的安時數顯示出來。如果單 片機電路探測到蓄電池電量低時，通過CAN總線接口電路將電量低的報警信號傳送到駕駛 臺，提醒駕駛員應該更換電池。CAN總線接口電路U3由CAN總線控制芯片SJA1000和單線 CAN總線控制器U4由芯片AU5790及其外圍電路構成。單片機通過芯片U3實現對CAN總線 的控制，并通過芯片U4完成對CAN總線數據的收發。
權利要求一種可顯示已用電量的智能型蓄電池，其特征在于蓄電池上嵌入一個集度量、計算、存儲和顯示于一體的智能裝置，該智能裝置由電流采樣電路、A/D轉換電路、單片機電路、LCD顯示器和CAN總線模塊構成，電流采樣電路的輸出信號送至A/D轉換電路，A/D轉換電路信號輸出端與單片機芯片連接，單片機電路信號輸出端分別與LCD顯示器和CAN總線模塊連接，CAN總線模塊有低電量報警信號輸出端與駕駛臺儀表盤低電量指示燈連接，CAN總線模塊與顯示清零控制鍵連接。
專利摘要本可顯示已用電量的智能型蓄電池，將純電動汽車用動力蓄電池的電源接口標準化，與純電動汽車的電源接口保持一致，并通過智能裝置使蓄電池的用電量能準確度量并顯示。使純電動汽車補充能量、更換蓄電池更為快捷，使蓄電池的已用電量一目了然，交易過程中不會引起任何量價的爭議。智能裝置由電流采樣、A/D轉換、單片機電路、LCD顯示器和CAN總線模塊構成，解決了純電動汽車用動力蓄電池補充電量過程中以“換”代替“充”的新型交易模式中電量度量的問題，使純電動汽車的全面市場化產業化成為可能。單片機每秒鐘固定次數地采集電流數據，得到每秒鐘的使用電流平均值，再以積分的形式累加，得到蓄電池累計使用的安時數并記錄下來，驅動液晶顯示器顯示出來。當電量不足時，單片機通過CAN總線控制報警裝置通知駕駛員。
文檔編號H01M10/48GK201498568SQ20092017682
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月17日 優先權日2009年9月17日
發明者徐學彬, 楊帆, 楊景常 申請人:西華大學