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一种新能源汽车电池监测系统

阅读:341发布:2023-02-23

专利汇可以提供一种新能源汽车电池监测系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供的新 能源 汽车 电池 监测系统,利用中央处理装置、 温度 传感器 、 信号 处理 电路 、 电压 传感器、 电流 传感器、 图像采集 装置、 图像处理 装置、显示装置、存储装置、无线传输装置以及手机对新能源汽车电池的温度信号、电压信号、电流信号以及图像信息进行监测,工作人员能够通过显示装置或手机实施获知新能源汽车电池的温度信号,进而及时了解电池运行状况,同时,工作人员还能够通过显示装置或手机实时获知新能源汽车电池的电压信号和电流信号,工作人员能够估算电池剩余寿命,工作人员还能够通过显示装置或手机实时获知新能源汽车电池的图像信息,工作人员能够及时获知电池是否发生 变形 或液体 泄漏 等故障。,下面是一种新能源汽车电池监测系统专利的具体信息内容。

1.一种新能源汽车电池监测系统,其特征在于,所述新能源汽车电池监测系统包括中央处理装置(1)、温度传感器(2)、信号处理电路(3)、电压传感器(4)、电流传感器(5)、图像采集装置(6)、图像处理装置(7)、显示装置(8)、存储装置(9)、无线传输装置(10)以及手机(11);所述温度传感器(2)用于采集新能源汽车电池的温度信号,所述电压传感器(4)用于采集新能源汽车电池的电压信号,所述电流传感器(5)用于采集新能源汽车电池的电路信号,所述图像采集装置(6)用于采集新能源汽车电池的图像信息;
其中,所述温度传感器(2)的输出端与所述信号处理电路(3)的输入端连接,所述图像采集装置(6)的输出端与所述图像处理装置(7)的输入端连接,所述信号处理电路(3)的输出端、所述电压传感器(4)的输出端以及所述电流传感器(5)的输出端均与所述中央处理装置(1)的ADC端口连接,所述图像处理装置(7)的输出端与所述中央处理装置(1)的输入端连接,所述显示装置(8)的输入端和所述存储装置(9)的输入端均与所述中央处理装置(1)的输出端连接,所述中央处理装置(1)通过所述无线传输装置(10)与所述手机(11)连接。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池监测系统,其特征在于,所述温度传感器(2)用于采集新能源汽车电池的温度信号,将采集的温度信号转换为电压信号V0,并将电压信号V0传输至所述信号处理电路(3),V1为经过所述信号处理电路(3)处理后的电压信号,所述信号处理电路(3)包括信号放大单元和信号滤波单元,所述温度传感器(2)的输出端与所述信号放大单元的输入端连接,所述信号放大单元的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接,所述信号滤波单元的输出端与所述中央处理装置(1)的ADC端口连接。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车电池监测系统,其特征在于,所述信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R14、电容C1-C5以及三极管T1-T4;
其中,所述温度传感器(2)的输出端与电阻R1的一端并联后与三极管T1的基极连接,电阻R14的一端与集成运放A1的反相输入端连接,电阻R1与电阻R14的另一端并联后与电容C4的一端连接,电容C4的另一端接地,电容C5的一端与集成运放A1的输出端连接,电容C5的另一端与电阻R14的一端并联后与集成运放A1的反相输入端连接,三极管T1的集电极与+15V直流电源连接,电容C1的一端接地,电容C2的另一端与电阻R2的一端并联后与三极管T2的基极连接,电阻R2的另一端与集成运放A1的输出端连接,电阻R3的一端与三极管T2的基极连接,电阻R3的另一端与-15V直流电源连接,电阻R4的一端与三极管T2的发射极连接,电阻R4的另一端与-15V直流电源连接,电阻R5的一端与滑动变阻器R6的一端连接,电阻R5的另一端接地,滑动变阻器R6的另一端与电阻R7的一端并联后分别与三极管T3的发射极、电阻R7的一端和电阻R12的一端连接,电阻R7的一端与-15V直流电源连接,电阻R12的另一端与电阻R13的一端并联后与集成运放A2的输出端连接,电阻R13的另一端与电容C3的一端并联后与集成运放A1的同相输入端连接,电阻C3的另一端接地,电阻R8的一端与集成运放A2的反相输入端连接,电阻R8的一端还与三极管T4的集电极连接,电阻R8的另一端与-15V直流电源连接,电阻R9的一端与+15V直流电源连接,电阻R9的一端还与三极管T1的集电极连接,电阻R9的另一端与三极管T4的基极连接,电阻R9的另一端还与三极管T3的集电极连接,电阻R10与电容C2并联后的一端与+15V直流电源连接,电阻R10与电容C2并联后的一端还与三极管T1的集电极连接,电阻R10与电容C2并联后的另一端还与三极管T4的发射极连接,三极管T1的发射极与三极管T3的基极连接,三极管T1的发射极还与三极管T2的集电极连接,电阻R11的一端与集成运放A2的反相输入端连接,电阻R11的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车电池监测系统,其特征在于,所述信号滤波单元包括电阻R15-R21、电容C6-C7以及集成运放A3-A5;
其中,所述信号放大单元的输出端与电阻R15的一端连接,电阻R15的另一端与电阻R17的一端并联后与集成运放A3的同相输入端连接,电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端连接,电阻R16的一端接地,电阻R16的另一端与电阻R21并联后与集成运放A3的同相输入端连接,电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接,电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端并联后与电阻R18的一端连接,电阻R18的另一端与电容C6的一端并联后与集成运放A4的反相输入端连接,电容C6的另一端与集成运放A4的输出端并联后与电阻R19的一端连接,集成运放A4的同相输入端接地,电阻R19的另一端与电容C7的一端并联后与集成运放A5的反相输入端连接,集成运放A5的同相输入端接地,电容C7的另一端与集成运放A5的输出端连接,电阻R20的一端与集成运放A3的反相输入端连接,电阻R20的另一端与集成运放A5的输出端连接,电阻R21的一端与集成运放A3的同相输入端连接,电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接,集成运放A5的输出端与所述中央处理装置(1)的ADC端口连接,所述信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至所述中央处理装置(1)的ADC端口。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车电池监测系统,其特征在于,所述图像采集装置(6)用于采集新能源汽车电池的图像信息,并将新能源汽车电池的图像信息传输至所述图像处理装置(7),所述图像处理装置(7)包括图像降噪单元、图像增强单元、图像锐化单元以及图像平滑单元;
其中,所述图像采集装置(6)的输出端与所述图像降噪单元的输入端连接,所述图像降噪单元的输出端与所述图像增强单元的输入端连接,图像增强单元的输出端与所述图像锐化单元的输入端连接,所述图像锐化单元的输出端与所述图像平滑单元的输入端连接,所述图像平滑单元的输出端与所述中央处理装置(1)的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车电池监测系统,其特征在于,所述温度传感器(2)将采集到的新能源汽车电池的温度信号传输至所述信号处理电路(3),所述信号处理电路(3)对接收到的温度信号依次进行放大和滤波处理,并将处理后的温度信号传输至所述中央处理装置(1);所述电压传感器(4)将采集到的新能源汽车电池的电压信号传输至所述中央处理装置(1);所述电流传感器(5)将采集到的新能源汽车电池的电流信号传输至所述中央处理装置(1);所述图像采集装置(6)将采集到的新能源汽车电池的图像信息传输至所述图像处理装置(7),所述图像处理装置(7)对接收到的图像信息依次进行图像降噪、图像增强、图像锐化以及图像平滑处理,并将处理后的图像信息传输至所述中央处理装置(1);
其中,所述中央处理装置(1)将接收到的温度信号、电压信号、电流信号和图像信息传输至所述显示装置(8)进行显示,所述中央处理装置(1)将接收到的温度信号、电压信号、电流信号和图像信息传输至所述存储装置(9)进行储存,所述中央处理装置(1)将接收到的温度信号、电压信号、电流信号和图像信息通过所述无线传输装置(10)传输至所述手机(11)。
7.根据权利要求5所述的新能源汽车电池监测系统,其特征在于,将所述图像采集装置(6)传输至所述图像处理装置(7)的室内图像定义为二维函数f(x,y) ,其中x、y是空间坐标,图像降噪单元对图像f(x,y)进行图像降噪处理,经过图像降噪处理后的图像二维函数为g(x,y),其中

8.根据权利要求7所述的新能源汽车电池监测系统,其特征在于,所述图像增强单元对图像g(x,y)进行图像清晰度增强处理,经过图像清晰度增强处理后的图像二维函数为h(x,y),其中,

9.根据权利要求8所述的新能源汽车电池监测系统,其特征在于,所述图像锐化单元对图像h(x,y)进行图像锐化处理,经过图像锐化处理后的图像二维函数为d(x,y),其中,。
10.根据权利要求9所述的新能源汽车电池监测系统,其特征在于,所述图像平滑单元对图像d(x,y)进行图像平滑处理,经过图像平滑处理后的图像二维函数为s(x,y),平滑函数为q(x,y),


其中,*为卷积符号, 为自定义可调常数,平滑的作用是通过 来控制的。

说明书全文

一种新能源汽车电池监测系统

技术领域

[0001] 本发明涉及智能监控领域,尤其涉及一种新能源汽车电池监测系统。

背景技术

[0002] 环境污染和能源危机成为当下发展的两大问题,因此汽车电动化技术以其绿色环保、节能减排等独特优势,得到了广泛的研究。电池作为汽车电动化技术的关键所在,其性能对电动汽车的使用安全以及发展前景具有重大影响。汽车常用的电池为锂电池,对锂电池的热管理是安全监测的一个重点。
[0003] 动锂电池以其能量密度高、使用寿命长、绿色环保等优点,在交通运输和工业生产等领域都有广泛应用。然而,锂电池在充放电循环使用过程中,受温度、自放电率、放电深度、放电倍率等因素的影响,其容量和寿命不断衰减。当电池容量下降为初始容量的70%时,电池的性能将无法满足供电技术要求,必须进行维护或更换,否则会给工业生产带来严重的危害。因此,有必要对动力锂电池的剩余寿命进行分析研究,以便最大限度地利用电池的剩余容量,保障企业安全生产。
[0004] 动力锂电池具有绿色环保,循环利用年限长、存储产量高、体积重量小等优点,其作为重要的新兴能源之一,已经在工业生产中得到广泛的应用。电池组在循环工作过程中会出现如单体温度过高,电流过大、过放电和过充电等情况,进而导致电池的寿命缩短,甚至引发电池爆炸等安全事故。因此有必要对动力锂电池的运行状态进行实时监测和管理,以提高供电系统的可靠性和自动化程度,保障安全生产。
[0005] 理想的动力锂电池,循环充放电过程不会发生不可逆的消耗,电池寿命不会衰减。但实际上,电池内部在充放电过程中会发生非常复杂的物理化学反应。某些反应会造成活性物质的不可逆消耗,必然导致电池的充放电效率大大降低,电池的容量和寿命快速衰减。
环境温度对电池寿命的影响。温度过高或过低,都会降低电池寿命。温度降低,电池内部电极材料的活性降低,电解液的内阻和粘度升高,离子扩散困难,电池充放电不易进行。温度升高,电池产生热量增大,从而破坏电池材料的结构,电池容量降低。因此需要监测锂电池状态情况的系统,目前的监测装备普遍存在可靠性差,智能化程度低、无法灵活上传监测结果等问题。

发明内容

[0006] 因此,为了克服上述问题,本发明利用中央处理装置、温度传感器信号处理电路电压传感器、电流传感器、图像采集装置、图像处理装置、显示装置、存储装置、无线传输装置以及手机对新能源汽车电池的温度信号、电压信号、电流信号以及图像信息进行监测,工作人员能够通过显示装置或手机实施获知新能源汽车电池的温度信号,进而及时了解电池运行状况,同时,工作人员还能够通过显示装置或手机实时获知新能源汽车电池的电压信号和电流信号,当新能源汽车电池的电压下降至截止电压时,采用安时计量法累积计算电池容量,根据测得的实际容量和标称容量的关系,工作人员能够估算电池剩余寿命,工作人员还能够通过显示装置或手机实时获知新能源汽车电池的图像信息,工作人员能够及时获知电池是否发生变形或液体泄漏等故障。
[0007] 根据本发明的一种新能源汽车电池监测系统,新能源汽车电池监测系统包括中央处理装置、温度传感器、信号处理电路、电压传感器、电流传感器、图像采集装置、图像处理装置、显示装置、存储装置、无线传输装置以及手机;温度传感器用于采集新能源汽车电池的温度信号,电压传感器用于采集新能源汽车电池的电压信号,电流传感器用于采集新能源汽车电池的电路信号,图像采集装置用于采集新能源汽车电池的图像信息。
[0008] 其中,温度传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接,图像采集装置的输出端与图像处理装置的输入端连接,信号处理电路的输出端、电压传感器的输出端以及电流传感器的输出端均与中央处理装置的ADC端口连接,图像处理装置的输出端与中央处理装置的输入端连接,显示装置的输入端和存储装置的输入端均与中央处理装置的输出端连接,中央处理装置通过无线传输装置与手机连接。
[0009] 优选的是,温度传感器用于采集新能源汽车电池的温度信号,将采集的温度信号转换为电压信号V0,并将电压信号V0传输至信号处理电路,V1为经过信号处理电路处理后的电压信号,信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元,温度传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接,信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接,信号滤波单元的输出端与中央处理装置的ADC端口连接。
[0010] 优选的是,信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R14、电容C1-C5以及三极管T1-T4;其中,温度传感器的输出端与电阻R1的一端并联后与三极管T1的基极连接,电阻R14的一端与集成运放A1的反相输入端连接,电阻R1与电阻R14的另一端并联后与电容C4的一端连接,电容C4的另一端接地,电容C5的一端与集成运放A1的输出端连接,电容C5的另一端与电阻R14的一端并联后与集成运放A1的反相输入端连接,三极管T1的集电极与+15V直流电源连接,电容C1的一端接地,电容C2的另一端与电阻R2的一端并联后与三极管T2的基极连接,电阻R2的另一端与集成运放A1的输出端连接,电阻R3的一端与三极管T2的基极连接,电阻R3的另一端与-15V直流电源连接,电阻R4的一端与三极管T2的发射极连接,电阻R4的另一端与-15V直流电源连接,电阻R5的一端与滑动变阻器R6的一端连接,电阻R5的另一端接地,滑动变阻器R6的另一端与电阻R7的一端并联后分别与三极管T3的发射极、电阻R7的一端和电阻R12的一端连接,电阻R7的一端与-15V直流电源连接,电阻R12的另一端与电阻R13的一端并联后与集成运放A2的输出端连接,电阻R13的另一端与电容C3的一端并联后与集成运放A1的同相输入端连接,电阻C3的另一端接地,电阻R8的一端与集成运放A2的反相输入端连接,电阻R8的一端还与三极管T4的集电极连接,电阻R8的另一端与-15V直流电源连接,电阻R9的一端与+15V直流电源连接,电阻R9的一端还与三极管T1的集电极连接,电阻R9的另一端与三极管T4的基极连接,电阻R9的另一端还与三极管T3的集电极连接,电阻R10与电容C2并联后的一端与+15V直流电源连接,电阻R10与电容C2并联后的一端还与三极管T1的集电极连接,电阻R10与电容C2并联后的另一端还与三极管T4的发射极连接,三极管T1的发射极与三极管T3的基极连接,三极管T1的发射极还与三极管T2的集电极连接,电阻R11的一端与集成运放A2的反相输入端连接,电阻R11的另一端接地。
[0011] 优选的是,信号滤波单元包括电阻R15-R21、电容C6-C7以及集成运放A3-A5;其中,信号放大单元的输出端与电阻R15的一端连接,电阻R15的另一端与电阻R17的一端并联后与集成运放A3的同相输入端连接,电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端连接,电阻R16的一端接地,电阻R16的另一端与电阻R21并联后与集成运放A3的同相输入端连接,电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接,电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端并联后与电阻R18的一端连接,电阻R18的另一端与电容C6的一端并联后与集成运放A4的反相输入端连接,电容C6的另一端与集成运放A4的输出端并联后与电阻R19的一端连接,集成运放A4的同相输入端接地,电阻R19的另一端与电容C7的一端并联后与集成运放A5的反相输入端连接,集成运放A5的同相输入端接地,电容C7的另一端与集成运放A5的输出端连接,电阻R20的一端与集成运放A3的反相输入端连接,电阻R20的另一端与集成运放A5的输出端连接,电阻R21的一端与集成运放A3的同相输入端连接,电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接,集成运放A5的输出端与中央处理装置的ADC端口连接,信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至中央处理装置的ADC端口。
[0012] 优选的是,图像采集装置用于采集新能源汽车电池的图像信息,并将新能源汽车电池的图像信息传输至图像处理装置,图像处理装置包括图像降噪单元、图像增强单元、图像锐化单元以及图像平滑单元;其中,图像采集装置的输出端与图像降噪单元的输入端连接,图像降噪单元的输出端与图像增强单元的输入端连接,图像增强单元的输出端与图像锐化单元的输入端连接,图像锐化单元的输出端与图像平滑单元的输入端连接,图像平滑单元的输出端与中央处理装置的输入端连接。
[0013] 优选的是,温度传感器将采集到的新能源汽车电池的温度信号传输至信号处理电路,信号处理电路对接收到的温度信号依次进行放大和滤波处理,并将处理后的温度信号传输至中央处理装置;电压传感器将采集到的新能源汽车电池的电压信号传输至中央处理装置;电流传感器将采集到的新能源汽车电池的电流信号传输至中央处理装置;图像采集装置将采集到的新能源汽车电池的图像信息传输至图像处理装置,图像处理装置对接收到的图像信息依次进行图像降噪、图像增强、图像锐化以及图像平滑处理,并将处理后的图像信息传输至中央处理装置;其中,中央处理装置将接收到的温度信号、电压信号、电流信号和图像信息传输至显示装置进行显示,中央处理装置将接收到的温度信号、电压信号、电流信号和图像信息传输至存储装置进行储存,中央处理装置将接收到的温度信号、电压信号、电流信号和图像信息通过无线传输装置传输至手机。
[0014] 优选的是,将图像采集装置传输至图像处理装置的室内图像定义为二维函数f(x,y) ,其中x、y是空间坐标,图像降噪单元对图像f(x,y)进行图像降噪处理,经过图像降噪处理后的图像二维函数为g(x,y),其中。
[0015] 优选的是,图像增强单元对图像g(x,y)进行图像清晰度增强处理,经过图像清晰度增强处理后的图像二维函数为h(x,y),其中,。
[0016] 优选的是,图像锐化单元对图像h(x,y)进行图像锐化处理,经过图像锐化处理后的图像二维函数为d(x,y),其中,。
[0017] 优选的是,图像平滑单元对图像d(x,y)进行图像平滑处理,经过图像平滑处理后的图像二维函数为s(x,y),平滑函数为q(x,y),;

其中,*为卷积符号, 为自定义可调常数,平滑的作用是通过 来控制的。
[0018] 优选的是,显示装置为LCD显示单元。
[0019] 优选的是,新能源汽车电池监测系统还包括一电源,电源为新能源汽车电池监测系统提供电力支持。
[0020] 优选的是,电源为太阳能电源。
[0021] 优选的是,图像采集装置为CCD图像采集装置。
[0022] 优选的是,温度传感器为热敏电阻器或热敏电偶。
[0023] 与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:(1)本发明提供的新能源汽车电池监测系统,利用中央处理装置、温度传感器、信号处理电路、电压传感器、电流传感器、图像采集装置、图像处理装置、显示装置、存储装置、无线传输装置以及手机对新能源汽车电池的温度信号、电压信号、电流信号以及图像信息进行监测,工作人员能够通过显示装置或手机实施获知新能源汽车电池的温度信号,进而及时了解电池运行状况,同时,工作人员还能够通过显示装置或手机实时获知新能源汽车电池的电压信号和电流信号,当新能源汽车电池的电压下降至截止电压时,采用安时计量法累积计算电池容量,根据测得的实际容量和标称容量的关系,工作人员能够估算电池剩余寿命,工作人员还能够通过显示装置或手机实时获知新能源汽车电池的图像信息,工作人员能够及时获知电池是否发生变形或液体泄漏等故障;
(2)本发明提供的新能源汽车电池监测系统,图像处理装置对采集的图像依次进行图像降噪、图像增强、图像锐化、图像平滑处理,可高效、快速的提取图像采集装置的图像信息,可提高对新能源汽车电池的辨识精度,有效地减少误判情况发生。
附图说明
[0024] 图1为本发明的新能源汽车电池监测系统的示意图;图2为本发明的信号处理电路的电路图;
图3为本发明的图像处理装置的示意图。
[0025] 附图标记如下:1-中央处理装置;2-温度传感器;3-信号处理电路;4-电压传感器;5-电流传感器;6-图像采集装置;7-图像处理装置;8-显示装置;9-存储装置;10-无线传输装置;11-手机。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图和实施例对本发明提供的新能源汽车电池监测系统进行详细说明。
[0027] 如图1所示,本发明提供的新能源汽车电池监测系统包括中央处理装置1、温度传感器2、信号处理电路3、电压传感器4、电流传感器5、图像采集装置6、图像处理装置7、显示装置8、存储装置9、无线传输装置10以及手机11;温度传感器2用于采集新能源汽车电池的温度信号,电压传感器4用于采集新能源汽车电池的电压信号,电流传感器5用于采集新能源汽车电池的电路信号,图像采集装置6用于采集新能源汽车电池的图像信息。
[0028] 其中,温度传感器2的输出端与信号处理电路3的输入端连接,图像采集装置6的输出端与图像处理装置7的输入端连接,信号处理电路3的输出端、电压传感器4的输出端以及电流传感器5的输出端均与中央处理装置1的ADC端口连接,图像处理装置7的输出端与中央处理装置1的输入端连接,显示装置8的输入端和存储装置9的输入端均与中央处理装置1的输出端连接,中央处理装置1通过无线传输装置10与手机11连接。
[0029] 上述实施方式中,利用中央处理装置1、温度传感器2、信号处理电路3、电压传感器4、电流传感器5、图像采集装置6、图像处理装置7、显示装置8、存储装置9、无线传输装置10以及手机11对新能源汽车电池的温度信号、电压信号、电流信号以及图像信息进行监测,工作人员能够通过显示装置8或手机11实施获知新能源汽车电池的温度信号,进而及时了解电池运行状况,同时,工作人员还能够通过显示装置8或手机11实时获知新能源汽车电池的电压信号和电流信号,当新能源汽车电池的电压下降至截止电压时,采用安时计量法累积计算电池容量,根据测得的实际容量和标称容量的关系,工作人员能够估算电池剩余寿命,工作人员还能够通过显示装置8或手机11实时获知新能源汽车电池的图像信息,工作人员能够及时获知电池是否发生变形或液体泄漏等故障。
[0030] 存储装置9还包括一USB数据端口,工作人员能够通过该USB数据接口获知新能源汽车电池的温度信号、电压信号、电流信号以及图像信息的实时数据以及历史数据,便于用户后期研究、分析。
[0031] 具体地,中央处理装置1为8位微处理器Atmega128。
[0032] 上述实施方式中,考虑到成本和处理性能的要求,中央处理装置1选用低功耗8位微处理器Atmega128,该芯片硬件资源丰富,具有低功耗、功能多、价格便宜和性能强大等优点,Atmega128自身带有128K字节Flash存储器,同时带有4K字节的EEPROM存储器,温度传感器2采集的数据直接存放在EEPROM存储器中,Atmega128内部的ADC端口具有8个通道,每通道的分辨率为10bit,输入电压范围为0 5V,能够满足监测数据巡回采集的需要,同时也无~需另加AD转换器件,简化了外围电路设计,降低了成本。
[0033] 具体地,显示装置8为LCD显示单元,其中,LCD显示单元为20pinLCD1286HZ。
[0034] 上述实施方式中,LCD显示单元采用3.3V电压供电,以便于与微处理器Atmega128的I/O口电平匹配,LCD显示单元与微处理器Atmega128的接口采用串行接口进行通信。
[0035] 具体地,无线传输装置10为WiFi模,WiFi模块为VT6656模块。
[0036] WiFi作为一种无线联网技术,最主要的优势在于不需要布线,不受布线条件的限制,因此特别适合移动办公用户的需要,WiFi模块采用VT6656模块实现数据的远程传输,VT6656模块内嵌TCP/IP协议线,降低了设计的难度,同时大大提高了Atmega128处理其他数据的能力,VT6656与Atmega128的连接非常简单,二者可以通过标准的USB接口直接相连,VT6656模块采用54Mbps标准的802.11g无线以太网访问,比基于802.11b协议的快5倍,采用USB2.0接口最高比USB1.0接口快40倍,新的天线技术支持更远距离的无线访问,支持所有标准的821.11g和802.11b无线路由器及接入点,支持64/128/256位WEP加密,支持WPA/WPA2、WPA-PSK/WPA2-PSK等高级加密与安全机制。
[0037] 如图2所示,温度传感器2用于采集新能源汽车电池的温度信号,将采集的温度信号转换为电压信号V0,并将电压信号V0传输至信号处理电路3,V1为经过信号处理电路3处理后的电压信号,信号处理电路3包括信号放大单元和信号滤波单元,温度传感器2的输出端与信号放大单元的输入端连接,信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接,信号滤波单元的输出端与中央处理装置1的ADC端口连接。
[0038] 具体地,信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R14、电容C1-C5以及三极管T1-T4;其中,温度传感器2的输出端与电阻R1的一端并联后与三极管T1的基极连接,电阻R14的一端与集成运放A1的反相输入端连接,电阻R1与电阻R14的另一端并联后与电容C4的一端连接,电容C4的另一端接地,电容C5的一端与集成运放A1的输出端连接,电容C5的另一端与电阻R14的一端并联后与集成运放A1的反相输入端连接,三极管T1的集电极与+15V直流电源连接,电容C1的一端接地,电容C2的另一端与电阻R2的一端并联后与三极管T2的基极连接,电阻R2的另一端与集成运放A1的输出端连接,电阻R3的一端与三极管T2的基极连接,电阻R3的另一端与-15V直流电源连接,电阻R4的一端与三极管T2的发射极连接,电阻R4的另一端与-15V直流电源连接,电阻R5的一端与滑动变阻器R6的一端连接,电阻R5的另一端接地,滑动变阻器R6的另一端与电阻R7的一端并联后分别与三极管T3的发射极、电阻R7的一端和电阻R12的一端连接,电阻R7的一端与-15V直流电源连接,电阻R12的另一端与电阻R13的一端并联后与集成运放A2的输出端连接,电阻R13的另一端与电容C3的一端并联后与集成运放A1的同相输入端连接,电阻C3的另一端接地,电阻R8的一端与集成运放A2的反相输入端连接,电阻R8的一端还与三极管T4的集电极连接,电阻R8的另一端与-15V直流电源连接,电阻R9的一端与+15V直流电源连接,电阻R9的一端还与三极管T1的集电极连接,电阻R9的另一端与三极管T4的基极连接,电阻R9的另一端还与三极管T3的集电极连接,电阻R10与电容C2并联后的一端与+15V直流电源连接,电阻R10与电容C2并联后的一端还与三极管T1的集电极连接,电阻R10与电容C2并联后的另一端还与三极管T4的发射极连接,三极管T1的发射极与三极管T3的基极连接,三极管T1的发射极还与三极管T2的集电极连接,电阻R11的一端与集成运放A2的反相输入端连接,电阻R11的另一端接地。
[0039] 具体地,信号滤波单元包括电阻R15-R21、电容C6-C7以及集成运放A3-A5;其中,信号放大单元的输出端与电阻R15的一端连接,电阻R15的另一端与电阻R17的一端并联后与集成运放A3的同相输入端连接,电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端连接,电阻R16的一端接地,电阻R16的另一端与电阻R21并联后与集成运放A3的同相输入端连接,电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接,电阻R17的另一端与集成运放A3的输出端并联后与电阻R18的一端连接,电阻R18的另一端与电容C6的一端并联后与集成运放A4的反相输入端连接,电容C6的另一端与集成运放A4的输出端并联后与电阻R19的一端连接,集成运放A4的同相输入端接地,电阻R19的另一端与电容C7的一端并联后与集成运放A5的反相输入端连接,集成运放A5的同相输入端接地,电容C7的另一端与集成运放A5的输出端连接,电阻R20的一端与集成运放A3的反相输入端连接,电阻R20的另一端与集成运放A5的输出端连接,电阻R21的一端与集成运放A3的同相输入端连接,电阻R21的另一端与集成运放A4的输出端连接,集成运放A5的输出端与中央处理装置1的ADC端口连接,信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至中央处理装置1的ADC端口。
[0040] 上述实施方式中,信号处理电路3的噪声在40nV以内,漂移为0.5μV/℃,集成运放A1为LT1010低漂移放大器,集成运放A2为LT1012高速放大器,集成运放A3、A4和A5均为LT1097运放,由于集成运放A1的直流偏移与漂移并不会影响电路的整体偏移,从而使得电路有着极低的偏移和漂移。
[0041] 电阻R1的阻值为10MΩ,电阻R2的阻值为10KΩ,电阻R3的阻值为2kΩ,电阻R4的阻值为300Ω,电阻R5的阻值为50Ω, R6为1KΩ滑动变阻器,电阻R7的阻值为5.6KΩ,电阻R8的阻值为3KΩ,电阻R9的阻值为1KΩ,电阻R10的阻值为470Ω,电阻R11的阻值为10KΩ,电阻R12的阻值为1KΩ,电阻R13的阻值为10MΩ,电阻R14的阻值为1KΩ,电阻R15的阻值为1.7KΩ,电阻R16的阻值为4.7KΩ,电阻R17的阻值为10KΩ,电阻R18的阻值为5KΩ,电阻R19的阻值为1KΩ,电阻R20的阻值为5KΩ,电阻R21的阻值为5KΩ,电容C1的电容值为100pF,电容C2的电容值为10pF,电容C3的电容值为100pF,电容C4的电容值为100pF,电容C5的电容值为20pF,电容C6的电容值为220pF,电容C7的电容值为470pF。
[0042] 由于温度传感器2采集的信号为微弱的电压信号,因而信号放大单元通过电阻R1-R14、电容C1-C5、三极管T1-T4以及集成运放A1-A2对温度传感器2输出的电压V0进行放大处理,其中,信号放大单元的放大增益通过滑动变阻器R6进行调节,然后再使用电阻R15-R21,电容C6-C7以及集成运放A3-A5对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理,从而提高了温度检测的精度。
[0043] 如图3所示,图像采集装置6用于采集新能源汽车电池的图像信息,并将新能源汽车电池的图像信息传输至图像处理装置7,图像处理装置7包括图像降噪单元、图像增强单元、图像锐化单元以及图像平滑单元;其中,图像采集装置6的输出端与图像降噪单元的输入端连接,图像降噪单元的输出端与图像增强单元的输入端连接,图像增强单元的输出端与图像锐化单元的输入端连接,图像锐化单元的输出端与图像平滑单元的输入端连接,图像平滑单元的输出端与中央处理装置1的输入端连接。
[0044] 上述实施方式中,图像处理装置7对采集的图像依次进行图像降噪、图像增强、图像锐化、图像平滑处理,可高效、快速的提取图像采集装置6的图像信息,可提高对新能源汽车电池的辨识精度,有效地减少误判情况发生。
[0045] 具体地,温度传感器2将采集到的新能源汽车电池的温度信号传输至信号处理电路3,信号处理电路3对接收到的温度信号依次进行放大和滤波处理,并将处理后的温度信号传输至中央处理装置1;电压传感器4将采集到的新能源汽车电池的电压信号传输至中央处理装置1;电流传感器5将采集到的新能源汽车电池的电流信号传输至中央处理装置1;图像采集装置6将采集到的新能源汽车电池的图像信息传输至图像处理装置7,图像处理装置7对接收到的图像信息依次进行图像降噪、图像增强、图像锐化以及图像平滑处理,并将处理后的图像信息传输至中央处理装置1。
[0046] 其中,中央处理装置1将接收到的温度信号、电压信号、电流信号和图像信息传输至显示装置8进行显示,中央处理装置1将接收到的温度信号、电压信号、电流信号和图像信息传输至存储装置9进行储存,中央处理装置1将接收到的温度信号、电压信号、电流信号和图像信息通过无线传输装置10传输至手机11。
[0047] 具体地,将图像采集装置6传输至图像处理装置7的室内图像定义为二维函数f(x,y) ,其中x、y是空间坐标,图像降噪单元对图像f(x,y)进行图像降噪处理,经过图像降噪处理后的图像二维函数为g(x,y),其中。
[0048] 具体地,图像增强单元对图像g(x,y)进行图像清晰度增强处理,经过图像清晰度增强处理后的图像二维函数为h(x,y),其中,。
[0049] 上述实施方式中,图像去噪单元和图象增强单元的目的是为了改进图像采集装置6采集的图像的质量,除去图象中的噪声,使边缘清晰,提高图象的可判读性。
[0050] 具体地,图像锐化单元对图像h(x,y)进行图像锐化处理,经过图像锐化处理后的图像二维函数为d(x,y),其中,。
[0051] 上述实施方式中,图像锐化单元补偿经过图像增强处理后的图像的轮廓,增强图像的边缘及灰度跳变的部分,使图像变得更加清晰。
[0052] 具体地,图像平滑单元对图像d(x,y)进行图像平滑处理,经过图像平滑处理后的图像二维函数为s(x,y),平滑函数为q(x,y),;

其中,*为卷积符号, 为自定义可调常数,平滑的作用是通过 来控制的。
[0053] 上述实施方式中,图像平滑单元将经过图像锐化处理后的图像亮度进行平缓渐变,减小突变梯度,从而改善图像质量。
[0054] 具体地,新能源汽车电池监测系统还包括一电源,电源为新能源汽车电池监测系统提供电力支持。
[0055] 具体地,电源为太阳能电源。
[0056] 具体地,图像采集装置6为CCD图像采集装置。
[0057] 具体地,温度传感器2为热敏电阻器或热敏电偶。
[0058] 本发明提供的新能源汽车电池监测系统,利用中央处理装置、温度传感器、信号处理电路、电压传感器、电流传感器、图像采集装置、图像处理装置、显示装置、存储装置、无线传输装置以及手机对新能源汽车电池的温度信号、电压信号、电流信号以及图像信息进行监测,工作人员能够通过显示装置或手机实施获知新能源汽车电池的温度信号,进而及时了解电池运行状况,同时,工作人员还能够通过显示装置或手机实时获知新能源汽车电池的电压信号和电流信号,当新能源汽车电池的电压下降至截止电压时,采用安时计量法累积计算电池容量,根据测得的实际容量和标称容量的关系,工作人员能够估算电池剩余寿命,工作人员还能够通过显示装置或手机实时获知新能源汽车电池的图像信息,工作人员能够及时获知电池是否发生变形或液体泄漏等故障。
[0059] 最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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