[发明专利]蓄电池监视系统

说明书

技术领域

本发明基于一种用于检测蓄电池的电流、温度或者电压的装置。

背景技术

如果要从外部无需介入到蓄电池内地确定蓄电池、例如机动车的铅蓄电池的状态，则检测从外部可得到的量即电流、电压和温度。这三个量用作方法的输入量，该方法由此通过使用数据处理装置来确定蓄电池状态。为了测量电流，目前的系统使用分流电阻或者电感性电流测量原理，其中分析电子设备以及电流传感器集成在机械装置中。通常，总体装置例如在机动车的铅蓄电池中与电流传感器、电压检测装置、温度检测装置、信号处理装置和信号准备装置以及壳体一同集成在蓄电池的波兰装置（Polnische）中，其中从总体装置伸出的端子与电极电连接。特别是在检测工作状态时（工作状态直接在蓄电池上检测）必要的是，在蓄电池上设置传感器，其中此外常见的是，将所属的信号准备装置安装在那里，以便避免由于长的线路导致的失真。

当例如要借助分流电阻来测量电流时，为了避免线路损耗而将分流装置直接设置在蓄电池上，并且此外通常也将信号预处理装置直接设置在分流装置上，以便在小电流的情况下、例如小于1安培的情况下将通过电压降和通过在测量线路中引起的电压导致的失真保持得尽可能少。为了将结构大小和废热保持较小，通常分流电阻以非常小的电阻值来构建，即小于1欧姆或者在车辆领域中例如为100μ欧姆，使得在小电流的情况下根据U=R×I同样在分流电阻上下降非常小的、几nV或几μV的电压，所述电压反映电流水平。这种小的电压值同样在温度检测时出现，因为根据传感器类型，温度传感器同样输出信号，所述信号由于大的线缆长度以及由于低的电压电平而会容易失真。特别地，在此要说明的是，在使用机动车的发动机舱的情况下，大量干扰源影响信号线缆。

因此，根据现有技术的蓄电池监控系统设计了：不仅传感器本身、而且准备电路或者检测电路都直接安装在蓄电池上。这样，通过直接在传感器上的准备装置而减小了干扰源的影响。

这种布置不利的是比较费事的机械装置，所述机械装置能够将电子部件和引导电流的导体/传感器相连，使得保证充分的腐蚀保护和确定的保护等级，例如IP5X5或者更高，特别是在应用于机动车领域中的情况下。此外，在根据现有技术的布置中需要的是将电子部件和信号处理部件设置在传感器单元中、即设置在蓄电池本身上，然而其中通常已经存在这种部件的上级的控制单元或者数据处理电路，并且可以一同使用。因此，为了信号准备而设计的在蓄电池上以及在上级的数据处理电路中的部件由于在现有技术中使用的系统架构而被设置。通过双重地布置部件由此产生不必要的成本。

由出版物DE 102004003198 A1中公开了将传感器元件和温度测量元件设置在传感器模块的壳体中，该壳体设置在蓄电池上。传感器模块不包含有源电子设备，其中整个分析设计在计算单元中，所述计算单元包含所有其他的分析部件，即除了计算单元之外还包含信号准备单元。为了检测电流，通常使用具有较小电阻、例如100μΩ的分流电阻，以便测量在数毫安到千安之间的电流。在使用分流电阻作为电流传感器元件的情况下，可以使用特别简单的器件。然而在现有技术的上述文献中，信号线路在传感器模块和与其远离的组合的计算单元之间传输信号，这易受干扰影响。这些线路在发动机舱中的直到10m的距离上传输低电平信号，其中用于组合的计算单元的供电线路也必须经过数米，由此整体上在一方面电池负极和另一方面计算单元的供电电压之间产生测量偏差，该测量偏差使得测量信号失真。特别是在借助小电阻的分流装置检测小电流的情况下，这样所测量的电流强度明显失真；同样的也适用于具有低电压电平的温度测量信号。在DE 102004003198 A1中示出的系统明确使用共同的参考电压源用于计算单元的所有部件的共同供电。由此，通过基于供电线路的引导或者通过感应的干扰信号引起的电压偏移形成的误差在这些文献中并未讨论，其中该电压偏差通过不同的电压电势和两个供电物质的可传输的连接而产生。

因此，在本发明的任务中，设计蓄电池监控装置和相应的方法，借助其可以检测蓄电池的工作参数，而无需直接在蓄电池上设计附加的信号准备电子装置（该附加的信号准备电子装置此外有更多的位置需求），而并不由此在监控装置的其他范围中引入测量误差或者附加的干扰信号。

发明内容