蓄电池监测传感器及系统的制作方法

测量装置的制造及其应用技术1.本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种蓄电池监测传感器及系统。背景技术：2.蓄电池用于为设备提供电能的，现在已经被广泛应用于各式的电动汽车、列车、电动摩托车等车辆设备中，为了确保车辆设备的正常实行，对蓄电池的状态，如电流、电压及内阻采样等参数进行监测是很有必要的。3.现有技术中，名称为“蓄电池电量传感器”公开号为“cn212905328u”的专利公开了“分流电阻器一端与极夹电连接，另一端与铜箍件电连接”的蓄电池电量传感器，如现有技术“蓄电池电量传感器”中图2和图4所示，所述分流电阻器的一端连接极夹，另一端通过螺栓将铜箍件接入车身地，且所述分流电阻器穿过壳体，并通过上端的pressfit针实现限位，因此分流电阻器、极夹及壳体三者整体的连接并不牢固，在车辆设备行驶过程中极有可能因为震动导致分流电阻器上端的pressfit针和壳体内固定连接的pcba之间的电连接松动，从而影响整体的监测效果。技术实现要素：4.针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种蓄电池监测传感器及系统，以解决相关技术中的蓄电池监测传感器组装不够牢靠的技术问题。5.本实用新型提供了一种蓄电池监测传感器，包括：6.支撑板，其两端分别开设有第一固定孔和第二固定孔，所述支撑板中部开设有极夹孔，所述极夹孔的周侧设有固定组件；7.分流电阻器，其两端对应所述第一固定孔和所述第二固定孔分别开设有第三固定孔和第四固定孔；8.第一连接组件，其用于连接所述第一固定孔和所述第三固定孔；9.第二连接组件，其用于连接所述第二固定孔和所述第四固定孔；10.监测组件，所述监测组件可拆卸安装于所述分流电阻器顶部，并与所述分流电阻器电连接；11.所述分流电阻器的一端通过所述第一连接组件与外部负载电连接，另一端通过所述第二连接组件与蓄电池负极电连接。12.可选地，所述第一连接组件包括连接件和垫圈，所述连接件依次贯穿所述第一固定孔、垫圈及第三固定孔。13.可选地，所述第二连接组件包括垫片和铆钉，所述垫片设于所述第二固定孔和所述第四固定孔之间，所述铆钉依次贯穿所述第二固定孔、垫片及第四固定孔。14.可选地，监测组件包括壳体、盖体及pcb板，所述盖体和所述壳体相配合可拆卸连接，所述pcb板固定连接于所述壳体内部。15.可选地，所述壳体的一侧开设有外接端口。16.可选地，所述极夹孔的周侧开设有间隙，所述极夹孔间隙的两端分别设有连接所述极夹孔的固定块，所述固定组件包括贯穿所述固定块的支撑件和用于固定所述支撑件的固定件。17.另一方面，本实用新型还提供了一种蓄电池监测系统，包括设于pcb板的mcu、电源模块、d/a转换器、a/d转换器、通信模块、温度传感器、电压及内阻采样电路和电流采集电路，所述mcu连接所述电源模块、d/a转换器、a/d转换器、通信模块、温度传感器、电压及内阻采样电路及电流采集电路。18.可选地，所述电压及内阻采样电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、稳压二极管d1、三极管q1、三极管q2及mos管q3；19.所述三极管q1的基极通过所述电阻r1连接控制端，其发射极接地，其集电极通过所述电阻r3连接所述三极管q2基极；所述电阻r2的一端连接所述三极管q1的基极，另一端接地；所述三极管q2的发射极通过所述电阻r4连接电源模块，其集电极通过所述电阻r5接地；所述mos管q3的栅极通过所述电阻r6连接所述三极管q2的集电极，其源极接地，其漏极通过所述电阻r7连接电源模块；所述稳压二极管并联在所述电阻r5两端；所述电阻r8一端连接所述电源模块，另一端通过所述电阻r9接地，所述电阻r8和电阻r9之间连接电压采集口。20.可选地，所述电流采集电路包括电阻r10、电阻r11、电容c1、电容c2、电容c3及电流监测芯片u1；21.所述电流监测芯片u1的采样电流正端通过所述电阻r10连接分流电阻器接口的一端，所述电流监测芯片u1的采样电流负端连接分流电阻器接口的另一端，所述电流监测芯片u1的电源电压端连接电源模块；所述电容c2的一端连接所述电流监测芯片u1的电源电压端，另一端接地；所述电容c1并联于所述c2的两端；所述电流监测芯片u1的信号输出端通过所述电阻r11连接电流采集口，所述电流采集口通过所述电容c3接地。22.相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：23.本实用新型技术中，所述蓄电池监测传感器通过支撑板中部开设的极夹孔连接于蓄电池的负极，并通过固定组件进行固定，分流电阻器和支撑板通过第一连接组件和所述第二连接组件实现快速的安装拆卸，与分流电阻器连接的监测组件实现对蓄电池的状态和参数进行实时的监控，本实用新型通过第一连接组件和所述第二连接组件简化了组装作业，同时相比现有技术提高了支撑板、分流电阻器及监测组件整体之间连接的可靠性，且整体结构简单，同时监测的蓄电池状态和参数，可以作为计算蓄电池的充电状态和蓄电池健康状态的基础。附图说明24.图1为本实用新型的蓄电池监测传感器的爆炸结构示意图；25.图2为本实用新型的蓄电池监测传感器的仰视结构示意图；26.图3为本实用新型的蓄电池监测传感器的俯视结构示意图；27.图4为本实用新型中分流电阻器连接示意图；28.图5为本实用新型中蓄电池监测系统的pcb板的结构连接示意图；29.图6为本实用新型中蓄电池监测系统的电压及内阻采样电路图；30.图7为本实用新型中蓄电池监测系统的电流采集电路图。31.附图标号说明：32.1、支撑板；2、分流电阻器；3、第一固定孔；4、第二固定孔；5、第三固定孔；6、第四固定孔；7、连接件；8、垫圈；9、垫片；10、铆钉；11、壳体；12、盖体；13、pcb板；14、外接端口；15、固定块；16、支撑件；17、固定件；18、极夹孔；19、安装口。33.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式34.为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。35.参见图1至图4，本实用新型提供了一种蓄电池监测传感器，包括：36.支撑板1，其两端分别开设有第一固定孔3和第二固定孔4，所述支撑板1中部开设有极夹孔18，所述极夹孔18的周侧设有固定组件；37.分流电阻器2，其两端对应所述第一固定孔3和所述第二固定孔4分别开设有第三固定孔5和第四固定孔6；38.第一连接组件，其用于连接所述第一固定孔3和所述第三固定孔5；39.第二连接组件，其用于连接所述第二固定孔4和所述第四固定孔6；40.监测组件，所述监测组件可拆卸安装于所述分流电阻器2顶部，并与所述分流电阻器电连接；41.所述分流电阻器的一端通过所述第一连接组件与外部负载电连接，另一端通过所述第二连接组件与蓄电池负极电连接。42.本实施例中，所述支撑板1中部开设的极夹孔18用于连接所述蓄电池的负极，所述第一连接组件和第二连接组件一方面用于连接所述分流电阻器2和所述支撑板1，其中，所述监测组件可拆卸地连接于分流电阻器2的顶部，所述第一连接组件和所述第二连接组件对支撑板1和所述分流电阻器2起固定作用，避免出现因震动产生的松动，另一方面所述第一连接组件用于连接导线端子；43.所述蓄电池的正极连接外部负载，电流经过导线来到所述第一连接组件，并通过所述分流电阻器2和与其电连接的所述监测模块，最后通过所述第二连接组件回到所述蓄电池的负极，所述固定组件用于控制所述极夹孔18连接所述蓄电池负极的松紧程度；44.本技术通过第一连接组件和第二连接组件将所述支撑板1和分流电阻器2进行连接，简化了组装作业；同时提高了连接的可靠性，并通过分流电阻器2顶部可拆卸连接的监测组件对蓄电池状态和参数进行监测；通过调整极夹孔18的大小适合大部分型号的蓄电池，并通过固定组件实现固定；本专利适配性强，结构简单且组装便捷。45.参见图1和图3，可选地，所述第一连接组件包括连接件7和垫圈8，所述连接件7依次贯穿所述第一固定孔3、垫圈8及第三固定孔5。46.本实施例中，所述连接件7优选采用螺栓，所述垫圈8用于分隔所述分流电阻器2和所述支撑板1，所述连接件7依次穿过所述第一固定孔3、垫圈8及第三固定孔5后，凸设于所述第三固定孔5上端的部分用于连接导线。47.参见图1，可选地，所述第二连接组件包括垫片9和铆钉10，所述垫片9设于所述第二固定孔4和所述第四固定孔6之间，所述铆钉10依次贯穿所述第二固定孔4、垫片9及第四固定孔6。48.本实施例中，所述铆钉10和垫片9连接所述分流电阻器2及支撑板1，实现将所述分流电阻器2的电流导回所述蓄电池的负极。49.参见图1和图3，可选地，所述监测组件包括壳体11、盖体12及pcb板13，所述盖体12和所述壳体11相配合可拆卸连接，所述pcb板13固定连接于所述壳体11内部。50.本实施例中，所述壳体11的两侧均开设有对应的安装口19，所述分流电阻器2横穿所述安装口19且连接所述壳体11，所述分流电阻器2顶部电连接所述pcb板13，所述盖体12可拆卸的连接于壳体11的顶部；51.当所述分流电阻器2横穿壳体11两侧的安装口19后，通过第一连接组件和所述第二连接组件与支撑板固定连接后，此时实现对所述壳体11固定限位，进一步避免了因为震动造成的分流电阻器2和电连接的pcb板13松动。52.参见图1至图3，可选地，所述壳体11的一侧开设有外接端口14。53.本实施例中，所述外接端口14连接所述pcb板13，用于将所述蓄电池的参数、状态进行传输。54.参见图1和图3，可选地，所述极夹孔18的周侧开设有间隙，所述极夹孔18间隙的两端分别设有连接所述极夹孔18的固定块15，所述固定组件包括贯穿所述固定块15的支撑件16和用于固定所述支撑件16的固定件17。55.本实施例中，所述固定件17优选为螺母，所述支撑件16优选为螺栓，所述支撑件16贯穿所述固定块15，通过松紧所述固定件17来调整所述极夹孔18的大小，以实现匹配不同型号的蓄电池传感器，提高了适用性。56.参见图5，本实用新型还提供了一种蓄电池监测系统，包括设于pcb板的mcu、电源模块、d/a转换器、a/d转换器、通信模块、温度传感器、电压及内阻采样电路和电流采集电路，所述mcu连接所述电源模块和所述温度传感器，所述mcu通过所述a/d转换器分别连接所述电流采集电路和所述电压及内阻采样电路，所述mcu还通过所述d/a转换器连接所述通信模块。57.本实施例中，所述a/d转换器用于将所述电压及内阻采样电路和电流采集电路采集到的模拟信号(电流信号、电压信号)转换成数字信号，并传输至所述mcu；所述d/a转换器用于将数字量转换为模拟，并将其通过通信模块进行传输；所述电源模块用于给所述mcu提供电能；所述温度传感器用于采集所述蓄电池外部的温度，确保蓄电池在安全的温度范围内运行。58.参见图6，可选地，所述电压及内阻采样电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、稳压二极管d1、三极管q1、三极管q2及mos管q3；59.所述三极管q1的基极通过所述电阻r1连接控制端，其发射极接地，其集电极通过所述电阻r3连接所述三极管q2基极；所述电阻r2的一端连接所述三极管q1的基极，另一端接地；所述三极管q2的发射极通过所述电阻r4连接电源模块，其集电极通过所述电阻r5接地；所述mos管q3的栅极通过所述电阻r6连接所述三极管q2的集电极，其源极接地，其漏极通过所述电阻r7连接电源模块；所述稳压二极管并联在所述电阻r5两端；所述电阻r8一端连接所述电源模块，另一端通过所述电阻r9接地，所述电阻r8和电阻r9之间连接电压采集口。60.本实施例中，通过控制端r-en(连接至所述mcu，控制时间优选为10ms)采样内阻，所述mcu通过所述控制端r-en给出一个高电平，所述三极管q1导通，所述三极管q2导通，所述mos管q3导通，所述mos管优选为ru6085h型号的mosfet管，蓄电池正负极被所述电阻r7短路；61.所述电源模块的总电压为8-18v，电压采集口的电压采样＝8-18v/(r8+r9+r分流电阻器)*(r9+r分流电阻器)，这里通过总电压除以总电阻，得到电流后乘以对蓄电池的电阻得到了分压的电压；62.内阻采样中，当mos管q3断开时，所述分流电阻器上的采样电阻测试的电流为i1，所述采样电阻已知设为r采样电阻，负载的电阻已知，设为r负载，则vbat＝i1*(r负载+r内阻+r采样电阻)，由此得到r内阻；63.当mos管q3导通时，所述分流电阻器上的采样电阻测试的电流为i2，所述采样电阻已知设为r采样电阻，负载的电阻已知，设为r负载，则vbat＝i2*(r负载+r内阻+r采样电阻)，也得到r内阻，实现内阻采样；64.本实用新型的电压及内阻采样电路中mcu通过控制端进行间歇性放电，实现对分压的电压采集、实现对内阻的采样，所述电压及内阻采样电路结构简单，测量性能稳定，同时通过mcu间歇性放电对蓄电池没有任何伤害，提高了装置运行的安全性。65.参见图7，可选地，所述电流采集电路包括电阻r10、电阻r11、电容c1、电容c2、电容c3及电流监测芯片u1；66.所述电流监测芯片u1的采样电流正端通过所述电阻r10连接分流电阻器接口的一端，所述电流监测芯片u1的采样电流负端连接分流电阻器接口的另一端，所述电流监测芯片u1的电源电压端连接电源模块；所述电容c2的一端连接所述电流监测芯片u1的电源电压端，另一端接地；所述电容c1并联于所述c2的两端；所述电流监测芯片u1的信号输出端通过所述电阻r11连接电流采集口，所述电流采集口通过所述电容c3接地。67.本实施例中，所述分流电阻器连接所述pcb板上的电阻r10，实现串联采样，所述电阻r10设为合金电阻，并通过所述电流监测芯片u1实现处理，所述电流监测芯片u1优选为霍尔芯片，型号为cc6920so-20a，实现电流大小的精确采样。68.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。









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