[发明专利]基于FPGA的在线汽车蓄电池状态监测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子领域，尤其涉及一种基于FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的在线汽车蓄电池监测方法及装置。

背景技术

众所周知，汽车中的蓄电池在汽车的使用过程中具有非常重要的作用。当汽车发动时，蓄电池向发电机提供电能，带动发动机转动，与此同时，蓄电池还向汽车仪表、发电机的磁场线圈以及汽油机的点火系统等供电。在汽车运行过程中, 当发电机无法支持汽车供电的时候，蓄电池还提供短时辅助供电；或者在发电机有余力的时候，蓄电池存储发电机的电能。另外，蓄电池还有滤波作用，可以吸收用电负载突变时的过电压, 防止损坏汽车上的电子设备。

随着汽车工业在我国的高速发展，我国的汽车普及率越来越高，汽车市场的逐步扩大，也造成了智能汽车电子领域的高速发展。在汽车智能电子领域，汽车的智能检测系统由于其对汽车安全的重要意义而发展迅速，其中汽车在线监测技术是汽车的智能检测域的研究热点，其具备实用性强，成本低，效率高等优点，因此大部分研究成果也已经进入到了实际汽车产品的应用中。当汽车出现故障时，可以以指示灯或者显示屏的方式进行提示。但针对于汽车常见故障，包括电池失效，发电机故障，电池储电能力下降，静态漏电增加等故障，目前还没有成熟的在线监测系统。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种能够监测汽车蓄电池的电压、电量、漏电情况，并能对蓄电池性能及发电机故障状况做出判定，能有效地避免由发电机和电池故障造成的安全隐患，减少汽车使用过程中的风险和潜在损失可能性的基于FPGA的在线汽车蓄电池状态监测方法及装置。

本发明通过实施以下技术方案实现发明目的：这种基于FPGA的在线汽车蓄电池状态监测方法包括以下步骤：

A）开始工作；

B）检测汽车发动机工作状态和蓄电池电压值；

C）判断蓄电池和发电机的状态是否正常；

D）根据所测的蓄电池电压值计算出蓄电池的剩余电量；

E）获取汽车熄火瞬间及经设定时间后蓄电池的电压值；

F）计算出汽车在熄火状态下24小时内的耗电量；

还包括步骤：

G）检测汽车在熄火状态下、蓄电池的漏电电流；

H）输出检测、计算及判断的结果。

作为本发明的进一步改进，所述步骤B）包括以下分步骤：

B1）检测汽车发动机处于发动或熄火状态；

B2）检测汽车蓄电池电压值。

作为本发明的进一步改进，所述步骤C）包括以下分步骤：

C1）判断所测得的电压值是否≥12.72V，如是，则发电机和蓄电池正常，执行步骤D）；否则，执行C2）；

C2）判断发动机是否处于发动状态，如是，则发电机故障，发出预警；否则，执行C3）； 

C3）判断所测得的电压值是否≥10.8V，如是，蓄电池正常；否则，蓄电池缺电或故障，发出预警。

作为本发明的进一步改进，所述步骤D）中蓄电池的剩余电量由以下公式计算获得：

                                                 

其中，y为电量百分百，x为蓄电池电压值。

作为本发明的进一步改进，所述步骤E）包括以下分步骤：

E1）获取汽车熄火瞬间的电压值X1，及经设定时间后蓄电池的电压值X2；

E2）判断汽车在所述设定时间内是否重新发动过，若是，则放弃在步骤E1）中所获取的电压值X1和X2，并返回步骤E1）；否则，执行步骤F）。

作为本发明的进一步改进，所述步骤F）包括以下分步骤：

F1）将电压值X1和X2分别代入公式（I），求得汽车在熄火瞬间的剩余电量Y1，及经设定时间后蓄电池的剩余电量Y2；

F2）求差，得到熄火状态下汽车在设定时间内的耗电量Y=Y1-Y2；

F3）根据所述设定时间与24小时的线性关系，计算出汽车在熄火状态下24小时内的耗电量；

F4）判断汽车在熄火状态下24小时内的耗电量是否处于正常的耗电量范围内，若是，则电路正常；否则，汽车车载电子电路存在异常，发出预警。

作为本发明的进一步改进，所述步骤G）包括以下分步骤：

G1）检测汽车在熄火状态下、蓄电池的漏电电流；

G2）判断蓄电池的漏电电流是否处于正常的漏电电流范围内，若是，则蓄电池正常；否则，蓄电池异常，发出预警。