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1、(10)申请公布号 CN 102419258 A (43)申请公布日 2012.04.18 CN 102419258 A *CN102419258A* (21)申请号 201110256294.0 (22)申请日 2011.09.01 G01M 17/007(2006.01) G01R 31/36(2006.01) (71)申请人 北京工业大学 地址 100124 北京市朝阳区平乐园 100 号 (72)发明人 冯能莲 曹剑东 雍加望 宾洋 彭剑坤 (74)专利代理机构 北京思海天达知识产权代理 有限公司 11203 代理人 魏聿珠 (54) 发明名称 电动车辆实验数据外存储系统 (57) 摘。
2、要 本发明涉及一种电动车辆实验数据外存储系 统， 属于数据存储领域， 从电动车辆实验获得的数 据被存储在其中。电动车辆实验数据外存储系统 的特征在于包括 ： 数据采集部分， 其采集的数据 包括电池组的电压、 电流、 温度和电机的转速 ； 数 据分析及报警部分， 其将分析由数据采集部分采 集的数据， 并实现故障报警功能 ； 数据显示部分， 其将数据采集部分采集的数据通过 RS232 串口在 触摸屏上显示 ； 数据外存储部分， 其中存储了电 动车辆实验数据。本发明能够实时准确的采集电 动车辆实验数据， 并对数据进行分析显示， 完成实 验数据的存储。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国。
3、家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 CN 102419270 A1/1 页 2 1. 一种电动车辆实验数据外存储系统， 其将从电动车辆实验获得的数据存储在其中， 其特征在于， 其包括 ： 蓄电池组总电流传感器 (1)， 单体电池 (2)， 蓄电池组 (3)， 蓄电池组总 电压传感器(4)， 单体电池电压传感器(5)， 单体电池温度传感器(6)， 电子开关(7)， 电机转 速传感器 (8)， 微处理器单元 (9)， 报警模块 (10)， CH375 模块 (11)， RS232 串口 (12)， 外部 存储器 (13)， 触摸屏 (14)。 其中。
4、， 蓄电池组(3)由单体电池(2)串联组成 ； 蓄电池组总电流传感器(1)串接在蓄电 池组 (3) 的输出端 ； 蓄电池组总电压传感器 (4) 并接在蓄电池组 (3) 的输出端 ； 蓄电池组 (3) 中的每节单体电池的表面均贴有单体电池温度传感器 (6) ； 蓄电池组 (3) 中的每节单 体电池的两端均并接单体电池电压传感器 (5) ； 单体电池温度传感器 (6)， 电机转速传感器 (8)、 报警模块 (10) 分别直接与微处理器单元 (9) 连接 ； 蓄电池组总电压传感器 (4)、 蓄电 池组总电流传感器 (1)、 单体电池电压传感器 (5) 分别与电子开关 (7) 连接 ； 电子开关 (7。
5、) 与微处理器单元 (9) 连接 ； 外部存储器 (13) 通过 CH375 模块 (11) 与微处理器单元 (9) 连 接 ； 触摸屏 (14) 与微处理器单元 (9) 连接 ； 单体电池温度传感器 (6) 分别与微处理器单元 (9) 连接。 2. 根据权利要求 1 所述的电动车辆实验数据外存储系统， 其特征在于 ： 所述的蓄电池 组 (3) 为电动车辆提供动力源。 3. 根据权利要求 1 所述的电动车辆实验数据外存储系统， 其特征在于 ： 采集蓄电池组 电压的蓄电池组总电压传感器 (4)、 单体电池电压传感器 (5) ； 采集蓄电池组电流的蓄电池 组总电流传感器 (1)、 采集蓄电池组温度。
6、的单体电池温度传感器 (6)、 采集电机转速的电机 转速传感器 (8) 构成了数据外存储系统数据采集部分。 4. 根据权利要求 3 所述的电动车辆实验数据外存储系统， 其特征在于 ： 所述的蓄电池 组总电压传感器 (4)、 单体电池电压传感器 (5)、 蓄电池组总电流传感器 (1) 的信号通过电 子开关被依次采集。 5. 根据权利要求 1 所述的电动车辆实验数据外存储系统， 其特征在于 ： 微处理器单元 (9)对采集数据进行分析， 并实现故障判断报警 ； 电压正常范围为-6060V， 电流正常范围 为 -40 40A， 温度正常范围为 -10 60； 只要一项指标超出正常范围， 就发出故障报警。
7、。 6. 根据权利要求 1 所述的电动车辆实验数据外存储系统， 其特征在于 ： 所述的触摸屏 (14) 通过 RS232 串口 (12) 与微处理器单元 (9) 进行通信。 7. 根据权利要求 1 所述的电动车辆实验数据外存储系统， 其特征在于 ： 所述的外部存 储器 (13) 为支持 USB 接口的存储器， 包括 U 盘或 SD 卡。 8. 根据权利要求 7 所述的电动车辆实验数据外存储系统， 其特征在于 ： 所述的 CH375 模块(11)、 外部存储器(13)构成数据外存储部分， 在其中创建TXT格式文本文件， 实现电动 车辆海量实验数据的存储。 9. 根据权利要求 8 所述的电动车辆实。
8、验数据外存储系统， 其特征在于 ： 所述的 TXT 文 本文件内容包括， 电动车辆实验数据， 数据的容量， 以及存储结果提示。 10. 根据权利要求 9 所述的电动车辆实验数据外存储系统， 其特征在于 ： 所述的数据的 容量为已存储的数据的字节数， 存储结果提示为数据存储是否完成提示。 权 利 要 求 书 CN 102419258 A CN 102419270 A1/4 页 3 电动车辆实验数据外存储系统 技术领域 0001 本发明涉及一种电动车辆实验数据外存储系统， 属于数据存储领域。 具体地说， 就 是涉及对电动车辆实验运行的各项参数进行检测， 并对检测的数据进行分析计算与显示， 再将检测。
9、到的数据存储在外部存储器上。 背景技术 0002 随着全球汽车总有量的增加， 传统汽车发动机在提供强大动力的同时， 消耗了大 量能源， 并排放大量尾气污染物， 导致严重的大气污染。 汽车尾气排放问题的日益严重和石 油资源的短缺， 使得电动车辆取代传统燃油车辆的趋势已经越来越明显。在电动车辆的研 发过程中， 电动车辆实验数据的采集对有效提高整车性能有着指导性的作用。数据采集是 指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。 它与传感器技 术、 信号处理技术、 计算机技术一起构成了现代检测技术的基础， 现代的数据采集系统在采 集速度和数据处理软件方面的发展越来越快。数据采集技术。
10、的发展主要包括以下两个方 面 ： 1、 采集芯片硬件的发展 ； 2、 总线技术应用的不断发展， 使总线技术在数据采集中的结 合应用也越来越广泛。 0003 在电动车辆的研究过程中， 对车辆运行的电机、 电池等部件各项参数的有效分析， 将有助于优化控制策略， 改进管理方法， 进而提高整车性能。因此， 将车辆运行的数据存储 于煤质中显得非常重要。通过 RS232 串口将数据存储于电脑中， 是目前汽车上最常用的数 据存储方式。这种方式不但成本高， 而且由于电脑体积较大， 不利于实现实验的轻便化。 发明内容 0004 本发明的目的是通过提供一种电动车辆实验数据外存储系统， 以克服上述背景技 术的不足，。
11、 使其具有性能可靠、 操作方便等特点。 0005 本发明是采用以下技术手段实现的 ： 0006 一种电动车辆实验数据外存储系统， 其将从电动车辆实验获得的数据存储在其 中， 其包括 ： 蓄电池组总电流传感器1， 单体电池2， 蓄电池组3， 蓄电池组总电压传感器4， 单 体电池电压传感器5， 单体电池温度传感器6， 电子开关7， 电机转速传感器8， 微处理器单元 9， 报警模块 10， CH375 模块 11， RS232 串口 12， 外部存储器 13， 触摸屏 14。 0007 其中， 蓄电池组3由单体电池2串联组成 ； 蓄电池组总电流传感器1串接在蓄电池 组3的输出端 ； 蓄电池组总电压传。
12、感器4并接在蓄电池组3的输出端 ； 蓄电池组3中的每节 单体电池的表面均贴有单体电池温度传感器 6 ； 蓄电池组 3 中的每节单体电池的两端均并 接单体电池电压传感器 5 ； 单体电池温度传感器 6， 电机转速传感器 8、 报警模块 10 分别直 接与微处理器单元9连接 ； 蓄电池组总电压传感器4、 蓄电池组总电流传感器1、 单体电池电 压传感器 5 分别与电子开关 7 连接 ； 电子开关 7 与微处理器单元 9 连接 ； 外部存储器 13 通 过CH375模块11与微处理器单元9连接 ； 触摸屏14与微处理器单元9连接 ； 单体电池温度 传感器 6 分别与微处理器单元 9 连接。 说 明 书。
13、 CN 102419258 A CN 102419270 A2/4 页 4 0008 所述的蓄电池组 3 为电动车辆提供动力源。 0009 采集蓄电池组电压的蓄电池组总电压传感器 4、 单体电池电压传感器 5 ； 采集蓄电 池组电流的蓄电池组总电流传感器 1、 采集蓄电池组温度的单体电池温度传感器 6、 采集电 机转速的电机转速传感器 8 构成了数据外存储系统数据采集部分。 0010 所述的蓄电池组总电压传感器 4、 单体电池电压传感器 5、 蓄电池组总电流传感器 1 的信号通过电子开关被依次采集。 0011 微处理器单元 9 对采集数据进行分析， 并实现故障判断报警 ； 电压正常范围 为 -。
14、60 60V， 电流正常范围为 -40 40A， 温度正常范围为 -10 60 ； 只要一项指标超 出正常范围， 就发出故障报警。 0012 所述的触摸屏 14 通过 RS232 串口 12 与微处理器单元 9 进行通信。 0013 所述的外部存储器 13 为支持 USB 接口的存储器， 包括 U 盘或 SD 卡。 0014 所述的 CH375 模块 11、 外部存储器 13 构成数据外存储部分， 在其中创建 TXT 格式 文本文件， 实现电动车辆海量实验数据的存储。 0015 所述的 TXT 文本文件内容包括， 电动车辆实验数据， 数据的容量， 以及存储结果提 示。 0016 所述的数据的容。
15、量为已存储的数据的字节数， 存储结果提示为数据存储是否完成 提示。 0017 本发明与现有技术相比， 具有以下明显的优势和有益效果 ： 0018 一种电动车辆实验数据外存储系统， 实时准确的采集电动车辆实验数据， 并对数 据进行分析显示， 完成实验数据的存储。本发明基于通用串行总线 (USB) 接口， USB 是一种 在数据通信领域广泛应用的高速总线协议， USB2.0 协议中的高速传输模式可达 480Mb/s。 与其他串行总线相比， USB具有速度快、 成本低、 总线供电、 即插即用、 和易于扩展等优点。 本 发明通过使用 USB 接口， 不尽提高了通信质量， 而且支持即插即用， 从而实现了。
16、电动车辆实 验数据的实时便捷地存储。 附图说明 0019 图 1 是本发明的整体模块框图。 0020 图 2 是本发明中电子开关的接线示意图。 0021 图中 ： 1为蓄电池组总电流传感器， 2为单体电池， 3为蓄电池组， 4为蓄电池组总电 压传感器， 5为单体电池电压传感器， 6为单体电池温度传感器， 7为电子开关， 8为电机转速 传感器， 9为微处理器单元， 10为报警模块， 11为CH375模块， 12为RS232串口， 13为外部存 储器， 14 为触摸屏。 具体实施方式 0022 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。 0023 如图 1 所示一种电动车辆实验数据外存储系。
17、统， 其将从电动车辆实验获得的数据 存储在其中， 其包括 ： 蓄电池组总电流传感器 1， 单体电池 2， 蓄电池组 3， 蓄电池组总电压传 感器4， 单体电池电压传感器5， 单体电池温度传感器6， 电子开关7， 电机转速传感器8， 微处 理器单元 9， 报警模块 10， CH375 模块 11， RS232 串口 12， 外部存储器 13， 触摸屏 14。 说 明 书 CN 102419258 A CN 102419270 A3/4 页 5 0024 其中， 蓄电池组3由单体电池2串联组成 ； 蓄电池组总电流传感器1串接在蓄电池 组3的输出端 ； 蓄电池组总电压传感器4并接在蓄电池组3的输出端。
18、 ； 蓄电池组3中的每节 单体电池的表面均贴有单体电池温度传感器 6 ； 蓄电池组 3 中的每节单体电池的两端均并 接单体电池电压传感器 5 ； 单体电池温度传感器 6， 电机转速传感器 8、 报警模块 10 分别直 接与微处理器单元9连接 ； 蓄电池组总电压传感器4、 蓄电池组总电流传感器1、 单体电池电 压传感器 5 分别与电子开关 7 连接 ； 电子开关 7 与微处理器单元 9 连接 ； 外部存储器 13 通 过CH375模块11与微处理器单元9连接 ； 触摸屏14与微处理器单元9连接 ； 单体电池温度 传感器 6 分别与微处理器单元 9 连接。 0025 所述的蓄电池组 3 为电动车辆。
19、提供动力源。 0026 采集蓄电池组电压的蓄电池组总电压传感器 4、 单体电池电压传感器 5 ； 采集蓄电 池组电流的蓄电池组总电流传感器 1、 采集蓄电池组温度的单体电池温度传感器 6、 采集电 机转速的电机转速传感器 8 构成了数据外存储系统数据采集部分。 0027 所述的蓄电池组总电压传感器 4、 单体电池电压传感器 5、 蓄电池组总电流传感器 1 的信号通过电子开关被依次采集。所述的触摸屏 14 通过 RS232 串口 12 与微处理器单元 9 进行通信。 0028 所述的外部存储器 13 为支持 USB 接口的存储器， 包括 U 盘或 SD 卡。 0029 如图 2 所示为电子开关的。
20、接线示意图， 传感器输出的都是电压信号， 微处理器单 元控制电子开关依次导通 ( 即， 同一时间， 只有一个传感器与单片机相连。依次导通的时间 很短 ) 来选择连接不同的传感器， 从而实现对传感器信号的读取。 0030 微处理器单元 9 为整个电动车辆实验数据外存储系统的控制核心。系统开机时， 微处理器单元 9 对数据采集系统、 触摸屏以及内部中断进行初始化， 当系统检测到存储按 键被按下后， 开启中断并启动数据采集， 对外部存储器的容量进行检测， 若发现容量不够， 启动报警电路 ； 若发现外部存储器13无异常， 则检测外部存储器13中是否已经存在TXT文 本文件， 若不存在 TXT 文本文件。
21、， 系统会在外部存储器 13 中创建 TXT 文本文件 ； 若存在 TXT 文本文件， 系统会按照既定格式向文件中写入采集到的数据， 写入的数据包括 ： 电动车辆实 验数据， 数据的容量， 以及存储结果提示。 0031 当在触摸屏 14 上选择相应的按钮后， 触摸屏 14 将检测到的位置信号发送至微处 理器单元 9， 微处理器单元 9 根据位置信号判断出用户选择的按钮并通过 RS232 串口 12 发 送相应的显示控制命令至触摸屏 14 ； 电机转速传感器、 电压传感器、 电流传感器的结果以 电压的形式传送至微处理器单元 9 的模拟 / 数字转换口， 微处理器单元 9 通过读取模拟 / 数字转。
22、换口的值并转换后得到转速、 电压、 电流的值， 并将这些值传递到触摸屏 14 进行显 示 ； 当采集到的电压、 电流、 温度信号超出正常范围后， 报警模块 10 会发出报警音和报警灯 光进行报警。 0032 具体工作原理如下 ： 0033 1. 微处理器单元 9 ： 微处理器单元 9 为整个电动车辆实验数据外存储系统的控制 核心， 微处理器单元9通过中断实时检测触摸屏14发送来的位置信号以确定所要测量的数 据以及触摸屏 14 所要显示的内容 ； 微处理器单元 9 充分利用自身的硬件中断资源， 通过读 取模拟 / 数字转换口的电压值来计算电压传感器、 电流传感器的值 ； 同时， 微处理器单元 9。
23、 与外部存储设备通过 USB 接口进行数据交互， 完成采集数据的存储。 说 明 书 CN 102419258 A CN 102419270 A4/4 页 6 0034 2. 数据采集 ： 硬件电路中包括有电机转速传感器 8、 电压传感器、 电流传感器、 温 度传感器， 用于采集电机的转速信号， 蓄电池组 3 的总电压、 总电流信号以及蓄电池组 3 中 每个单体电池的电压、 温度信号。由于微处理器单元 9 自身模拟 / 数字转换口数量的限制， 微处理器单元 9 控制电子开关依次选通各传感器， 进而采集各传感器采集到的信号。为了 数据采集的实时性， 本发明充分利用微处理器单元 9 的定时器硬件中断。
24、来实现数据的采集 与分析， 微处理器单元 9 定时器定时时间设置为 50ms， 即每过 50ms， 微处理器单元 9 便会对 电动车辆实验数据进行采集与计算。 0035 3. 数据显示 ： 开机后， 微处理器单元 9 一直检测触摸屏 14 返回的位置信号， 以选 择显示不同的数据内容。 当用户在触摸屏14上选择相应的按钮后， 触摸屏14将检测到的位 置信号通过 RS232 串口 12 发送至微处理器单元 9， 微处理器单元 9 根据位置信号判断出用 户选择的按钮并通过 RS232 串口发送相应的显示控制命令至触摸屏 14， 将采集到的电压、 电流、 温度、 转速等用户选择的数据内容传送至触摸屏。
25、 14 进行显示。 0036 4. 数据分析及报警 ： 微处理器单元 9 通过定时器中断时刻对车内的传感器数据进 行采集， 并对采集的数据进行计算分析， 电压正常范围为-6060V， 电流正常范围为-40 40A， 温度正常范围为 -10 60， 当采集到的电压、 电流、 温度信号超出正常范围后， 系统 会启动报警电路， 同时在触摸屏 14 上显示出现故障的因素和详细情况， 以提高实验的效率 和安全性。 0037 5. 数据外存储部分 ： 数据外存储部分包括 CH375 模块 11 和外部存储器 13。微处 理器单元 9 通过 CH375 模块 11 实现与 U 盘、 SD 卡等支持 USB 。
26、接口的外部存储器之间的通 信， 支持 USB2.0 协议。当系统检测到存储按键被按下后， 开启中断并启动数据采集， 对外部 存储器 13 的容量进行检测， 若发现容量不够， 启动报警模块 10 ； 若发现外部存储器 13 无异 常， 则检测外部存储器 13 中是否已经存在 TXT 文本文件， 若不存在 TXT 文本文件， 系统会在 外部存储器 13 中创建 TXT 文本文件 ； 若存在 TXT 文本文件， 系统会按照既定格式向文件中 写入采集到的数据， 写入的数据包括 ： 电动车辆实验数据， 数据的容量， 以及存储结果提示。 说 明 书 CN 102419258 A CN 102419270 A1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102419258 A 。