专利名称：汽车用电池传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车传感器技术领域，具体涉及一种电动汽车或混合动力汽车用的电 池传感器。
背景技术：
节能与减排是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是维护中华民族长 远利益的必然要求，混合动力汽车既是符合这一节能减排政策的产品，而混合动力汽车的 核心技术之一既是电源管理技术。在混合动力汽车的电源管理系统中，电池传感器是重要 的构成部件。目前的电池传感器通过采用独立的霍尔式电流传感器来检测电流、温度传感 器来检测温度的方式实现。而霍尔式电流传感器通过霍尔芯片通过感应绕制或穿过传感 器上聚磁环的原边电流所产生的磁场变化实现的，其检测精度受原边导线结构及其配合影 响，同时，由于传感器输出信号为动态范围小的线性的电压、电流信号，在复杂的气候(如温 度、潮湿、粉尘)及恶劣电磁环境中，极易受到外界干扰；而温度传感器需独立布置在蓄电池 上，仍然存在输出信号动态范围小的缺陷，易受复杂气候环境及恶劣电磁环境影响。影响蓄 电池电流、电压、温度监测及电量评估。综上所述，由独立的霍尔式电流传感器和温度传感器构成的电池传感器在汽车电 源管理系统应用中存在着如下缺陷
1.由于霍尔式电流传感器和温度传感器独立布置方式，导致整车线束增加且布置困
难；
2.线性信号传输动态范围小，易受气候或电磁环境影响，导致信号采样精度降低；
3.在ImA至1000A的宽动态检测范围内，不能进行mA级小信号电流检测。4.电流、电压及温度信号需进行独立的装置进行处理。因此，需要有一种高精度、低温度漂移、低热电动势的微欧级采样电阻，以及使用 该采样电阻的小型化、集成化的电池传感器。

发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提供一种汽车用电池传感器，使用采样电阻 获得电池的电流信息，具有高精度，可进行小信号电流检测。本发明的目的是这样实现的汽车用电池传感器，包括
采样电阻，用于连接在电池的供电回路中，使电池的电流从采样电阻流过，获得电流信
号；
电压取样电路，用于采集电池的电压信号，并输入A/D转换器；
温度传感器，用于采集安装位置的温度信号，并输入A/D转换器；
放大器，用于将电流信号放大后输入到A/D转换器；
A/D转换器，将接受的模拟信号转换为数字信号，输入微处理器；
微处理器，对电流信号、电压信号和温度信号进行处理后，获得电流、电压、电量、温度以及系统诊断信息。进一步，所述微处理器的数据输出端与汽车的LIN总线电连接，将获得的电流、电 压、电量、温度以及系统诊断信息通过LIN总线发送。进一步，所述采样电阻包括电阻和设置于电阻两端的电极，所述电阻为锰镍铜合 金电阻。进一步，所述电极为无氧铜电极。进一步，所述电阻与电极通过高能电子束焊接。进一步，所述电阻的电阻值< 200 μ Ω,感值<3ηΗ，焊点热电动势<2μν，电阻体 材料温度系数为士 15ppm/°C。进一步，所述放大器和A/D转换器的增益随着输入信号的幅度而自动调整。进一步，当微处理器接受不到LIN主节点发出的请求信号时，控制汽车用电池传 感器进入休眠状态。进一步，休眠状态中，微处理器定时间隔唤醒汽车用电池传感器，监测静态电流消 耗，并记录唤醒次数及监控的电流、电压、温度。本发明的有益效果是使用采样电阻获得电流信号，不易受气候或电磁环境影响， 采样精度高，可进行小信号电流检测，进一步的技术方案中，考虑到大电流时电阻存在耗散 功耗，会对传感器布置点的温度采集造成影响，经过计算及其仿真模拟，设定特定的参数， 电阻选用MANGANIN (锰镍铜合金)材料，电极选高导电率的无氧铜，电极与电阻体结合采 用高能电子束焊接，可以避免耗散功耗对温度采集的影响；此外，放大器和A/D转换器的增 益随着输入信号的幅度而自动调整，可降低在宽范围内的动态输入信号失真，以实现小电 流信号的检测处理。


为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述
图1示出了汽车用电池传感器的结构示意图； 图2示出了汽车电池传感器中的采样电阻的结构示意图； 图3示出了图2的俯视图。
具体实施例方式参见图1，本实施例的汽车用电池传感器，包括
采样电阻，用于连接在电池的供电回路中，使电池的电流从采样电阻流过，获得电流信 号；参见图2、3，所述采样电阻包括电阻1和设置于电阻1两端的电极2，所述电阻1为锰 镍铜合金电阻，所述电极2为无氧铜电极，所述电阻1与电极2通过高能电子束焊接，所述 电极1上设置有电极柱3以及用于装配电气紧固螺栓的装配孔4，所述电极柱3有三个， 分别作为基准电极和测量电极。所述电阻的电阻值为150μ Ω，额定功率设计为20W，感值 < 3ηΗ,焊点热电动势< 2 μ V，电阻体材料温度系数为士 15ppm/°C。， 电压取样电路，用于采集电池的电压信号，并输入A/D转换器； 温度传感器，用于采集安装位置的温度信号，并输入A/D转换器；放大器，用于将电流信号放大后输入到A/D转换器； A/D转换器，将接受的模拟信号转换为数字信号，输入微处理器； 微处理器，对电流信号、电压信号和温度信号进行处理后，获得电流、电压、电量、温度 以及系统诊断信息。所述微处理器的数据输出端与汽车的LIN总线电连接，将获得的电流、 电压、电量、温度以及系统诊断信息通过LIN总线发送，供电源管理系统或发动机管理系统 判定蓄电池运行状态
采样电阻工作电流在IOmA时，其采样信号幅度约为15 μ V，而工作电流在1000Α时，其 采样信号幅度约为150mV，为降低在宽范围内的动态输入信号失真，可由微处理器控制所述 放大器和A/D转换器的增益随着输入信号的幅度而自动调整。当微处理器接受不到LIN主节点发出的请求信号时，控制汽车用电池传感器进入 休眠状态。休眠状态中，微处理器定时间隔唤醒汽车用电池传感器，监测静态电流消耗，并 记录唤醒次数及其监控电流、电压、温度，以便精确计算蓄电池电量。以上所述仅为本发明的优选并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以 对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修 改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和 变型在内。
权利要求
1.汽车用电池传感器，其特征在于包括采样电阻，用于连接在电池的供电回路中，使电池的电流从采样电阻流过，获得电流信号；电压取样电路，用于采集电池的电压信号，并输入A/D转换器； 温度传感器，用于采集安装位置的温度信号，并输入A/D转换器； 放大器，用于将电流信号放大后输入到A/D转换器； A/D转换器，将接受的模拟信号转换为数字信号，输入微处理器； 微处理器，对电流信号、电压信号和温度信号进行处理后，获得电流、电压、电量、温度 以及系统诊断信息。
2.如权利要求1所述的汽车用电池传感器，其特征在于所述微处理器的数据输出端 与汽车的LIN总线电连接，将获得的电流、电压、电量、温度以及系统诊断信息通过LIN总线 发送。
3.如权利要求1所述的汽车用电池传感器，其特征在于所述采样电阻包括电阻和设 置于电阻两端的电极，所述电阻为锰镍铜合金电阻。
4.如权利要求3所述的汽车用电池传感器，其特征在于所述电极为无氧铜电极。
5.如权利要求4所述汽车用电池传感器，其特征在于所述电阻与电极通过高能电子 束焊接。
6.如权利要求3、4或5所述汽车用电池传感器，其特征在于所述电阻的电阻值 < 200 μ Ω ,感值< 3ηΗ，焊点热电动势< 2μ V，电阻体材料温度系数为士 15ppm/°C。
7.如权利要求6所述汽车用电池传感器，其特征在于所述放大器和A/D转换器的增 益随着输入信号的幅度而自动调整。
8.如权利要求7所述汽车用电池传感器，其特征在于当微处理器接受不到LIN主节 点发出的请求信号时，控制汽车用电池传感器进入休眠状态。
9.如权利要求8所述汽车用电池传感器，其特征在于休眠状态中，微处理器定时间隔 唤醒汽车用电池传感器，监测静态电流消耗，并记录唤醒次数及监控的电流、电压、温度。
全文摘要
本发明涉及汽车传感器技术领域，具体涉及一种汽车用电池传感器，使用采样电阻获得电池的电流信息，具有高精度，可进行小信号电流检测，包括采样电阻，用于连接在电池的供电回路中，使电池的电流从采样电阻流过，获得电流信号；电压取样电路，用于采集电池的电压信号，并输入A/D转换器；温度传感器，用于采集安装位置的温度信号，并输入A/D转换器；放大器，用于将电流信号放大后输入到A/D转换器；A/D转换器，将接受的模拟信号转换为数字信号，输入微处理器；微处理器，对电流信号、电压信号和温度信号进行处理后，获得电流、电压、电量、温度以及系统诊断信息。
文档编号G01R31/36GK102121970SQ201010596449
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者张晓勇, 曾建军, 李友国, 杨康, 王立柱, 胡仁彬, 胡彬, 郭青松 申请人:重庆集诚汽车电子有限责任公司