專利名稱：一種電動車續(xù)行里程的獲取裝置及方法
一種電動車續(xù)行里程的獲取裝置及方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電動車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電動車續(xù)行里程的獲取裝置及方 法。
背景技術(shù)：
目前，隨著社會的高速發(fā)展，人類環(huán)保意識的不斷增強，電動自行車在人類生活工 作中的普及率越來越高；但是通過長期的實踐環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的電動車不具有續(xù)行里程的 獲取裝置，因此人們在使用電動車的過程中，經(jīng)常擔(dān)心蓄電池的電量不足，因此對電動車進 行頻繁充電，結(jié)果導(dǎo)致電動車的蓄電池使用壽命極度縮短。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是提出一種測量精度高、使用方便的電動車續(xù)行里程的獲取 裝置及方法。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是
一種電動車續(xù)行里程的獲取裝置及方法，包括如下步驟
步驟一、測量鉛酸電池的當(dāng)前溫度和鉛酸電池的開路電壓，并利用密度法，獲取鉛 酸電池的剩余電量；
步驟二、分別測量電動車在騎行狀態(tài)和靜態(tài)工作狀態(tài)下的電能消耗量，并進行累 加，獲取電動車消耗的總電能量；
步驟三、對電動車進行測速，速度傳感器監(jiān)測輪轂的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，利用轉(zhuǎn)動圈數(shù)和輪 轂周長的乘積得出電動車的行車里程，進而獲取電動車平均每公里的電能消耗量；
步驟四、利用所述剩余電量與所述每公里的電能消耗量的比值獲取電動車的可續(xù) 行里程數(shù)。
作為優(yōu)選方案，本發(fā)明還采用了如下技術(shù)方案
所述步驟一具體為首先測量鉛酸電池的開路電壓，利用所述開路電壓獲取鉛酸 電池在當(dāng)前溫度下的電解液的硫酸密度值；利用當(dāng)前溫度下的電解液的硫酸密度值獲取鉛 酸電池在溫度TO時的電解液的硫酸密度值；最后利用鉛酸電池在溫度TO時的電解液的硫 酸密度值獲取鉛酸電池的剩余容量，并利用剩余容量與剩余電量的關(guān)系獲取鉛酸電池的剩余電量。
所述溫度TO為25攝氏度。
一種電動車續(xù)行里程的獲取裝置，包括
用于獲取電動車工作電流和靜電流的電流傳感器；
用于獲取電動車工作電壓的電壓傳感器；
用于獲取電動車當(dāng)前溫度的溫度傳感器；
用于獲取電動車行車速度的速度傳感器；
用于接收采樣數(shù)據(jù)并對所述采樣數(shù)據(jù)進行分析處理的處理器
以及用于信息顯示的顯示器；
其中所述處理器的信號輸入端口分別通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述電流傳感器、電壓 傳感器、溫度傳感器、速度傳感器電連接，所述處理器的信號輸出端口與所述顯示器電連 接。
所述顯示器為液晶顯示器。
本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是
1.本發(fā)明通過對鉛酸電池的開路電壓與當(dāng)前溫度進行測量，進而利用密度法實現(xiàn) 對鉛酸電池剩余電量的獲取，最終利用剩余電量的大小實現(xiàn)對電動車續(xù)行里程的預(yù)估，因 此具有測量精度高的優(yōu)點。
2.由于本發(fā)明的上述工作步驟均通過多個傳感器和處理器內(nèi)部程序進行自動化 實現(xiàn)，因此操作簡單、使用方便。
3.通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明可以對鉛酸電池的續(xù)行里程進行精確預(yù)估，可 以有效降低鉛酸電池的充電次數(shù)以及延長其使用壽命。


圖1是本發(fā)明較佳具體實施例的流程圖2是本發(fā)明較佳具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖 詳細說明如下
請參見圖1，一種電動車續(xù)行里程的獲取裝置及方法，包括如下步驟
步驟101、測量鉛酸電池的當(dāng)前溫度和鉛酸電池的開路電壓，并利用密度法，獲取 鉛酸電池的剩余電量；
鉛酸電池是蓄電池的一種，鉛酸電池的主要特點是采用稀硫酸做電解液，用二氧 化鉛和絨狀鉛分別作為電池的正極和負極的一種酸性蓄電池；因此，電解液的硫酸密度是 反映電池容量的重要參數(shù)，電解液的硫酸密度越大，電量越充足。每種型號鉛酸電池里含有 硫酸的總量是固定的，鉛酸電池在放電時，消耗電能量，由于化學(xué)反應(yīng)，電解液的硫酸密度 會變小，比如12V12Ah電池含電解液質(zhì)量130克/單格，每單格電池里含硫酸58. 5克，含水 71. 5克。電池初始硫酸密度為1. 35g/cm3,電解液中硫酸含量百分比M=45% ;環(huán)境溫度為25 度時，電池每放電掉IAh容量，每個單格需消耗硫酸3. 66克，生成水O. 67克。
首先測量鉛酸電池的開路電壓，利用開路電壓獲取鉛酸電池在當(dāng)前溫度下的電解 液密度值；其中=Uk=P t+0. 85 ；
Uk為單格電池開路電壓V ；
P t為當(dāng)前溫度下的電解液密度g/cm3 ；
O. 85 為常數(shù)；
利用當(dāng)前溫度下的電解液的硫酸密度值獲取鉛酸電池在溫度TO時的電解液密度 值；其中pT0=Pt-a(25-t)；
a為硫酸密度的溫度系數(shù)，為O. 0007 ；
P TO為T0°C時的硫酸密度，單位為g/cm3 ；
t為當(dāng)前溫度值，單位是。C ;
一般情況下溫度TO優(yōu)選25攝氏度；
利用鉛酸電池在溫度TO時的電解液的硫酸密度值P TO查蓄電池手冊表得電解液中硫酸含量百分比M，獲取鉛酸電池的已經(jīng)使用消耗掉的容量；
其中(58.5-3. 66C 耗)/ (58. 5-3. 66C 耗 +71. 5+0. 67C 耗)=M ；
C耗為已經(jīng)使用消耗掉的容量Ah
M為電解液中硫酸含量百分比％
已知消耗掉的容量可以得出，蓄電池還剩余多少容量；其中C剩=C標-C耗
C標為蓄電池的標稱額定容量Ah
C剩為蓄電池還剩余的容量Ah
并利用剩余容量與剩余電量的關(guān)系獲取鉛酸電池的剩余電量；其中W剩=n*U標 *C 乘Ij
W剩為蓄電池的剩余電量；
U標為蓄電池標稱額定電壓；
η為組成電池組的塊數(shù)
步驟102、分別測量電動車在騎行狀態(tài)和靜態(tài)工作狀態(tài)下的電能消耗量，并進行累加，獲取電動車消耗的總電能量；
當(dāng)電動車在騎行和靜態(tài)工作狀態(tài)時，用電流傳感器和電壓傳感器采集鉛酸輸出的電壓和電流，并累計此電壓和電流持續(xù)不變化的時間，可得出此電壓電流下消耗的電能。在不同電壓電流下消耗的電能之和就是電動車工作狀態(tài)下消耗的總電能量。
電動車工作狀態(tài)下消耗的總電能量由公式表示為
W 總=Utl*Itl*tl+Ut2*It2*t2+.......+Utn*Itn*tn (W)；
其中W總 為電動車工作狀態(tài)下消耗的總電能量，Utn為在tn時段的輸出電壓值， Itn為鉛酸電池在tn時段的輸出電流值，tn為鉛酸電池保持輸出電壓值Utn和電流值Itn 不變的時間。
步驟103、對電動車進行測速，速度傳感器監(jiān)測輪轂的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，利用轉(zhuǎn)動圈數(shù)和輪轂周長的乘積得出電動車的行車里程，從而獲取電動車平均每公里的電能消耗量；
由速度傳感器檢測輪轂的轉(zhuǎn)動圈數(shù)N，已知輪轂的周長L，已行車里程可以由下式計算S=N*L (km);其中S為已行車里程；
由此得出平均每公里的電能消耗量由下式計算
W 平=W 總 /S
其中W平為電動車平均每公里的電能消耗量；
步驟104、利用所述剩余電量與所述每公里的電能消耗量的比值獲取電動車的可續(xù)行里程數(shù)；
即剩余續(xù)行里程S剩=W剩/W平。
請參見圖2，一種電動車續(xù)行里程的獲取裝置，包括電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、速度傳感器、處理器、以及顯示器；其中
電流傳感器用于獲取電動車工作電流和靜電流；電壓傳感器用于獲取電動車工作電壓；溫度傳感器用于獲取電動車當(dāng)前溫度；速度傳感器用于獲取電動車行車速度；處理 器用于接收電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、速度傳感器的采樣數(shù)據(jù)并對上述采樣數(shù) 據(jù)進行分析處理；顯示器用于將處理器處理后的信息進行顯示；
上述各部分的連接關(guān)系為處理器的信號輸入端口通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與電流傳 感器、電壓傳感器、溫度傳感器、速度傳感器電連接，處理器的信號輸出端口與顯示器電連 接。作為優(yōu)選顯示器為液晶顯示器。
以上對本發(fā)明的一種實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施 例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進 等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動車續(xù)行里程的獲取方法，其特征在于包括如下步驟步驟一、測量鉛酸電池的當(dāng)前溫度和鉛酸電池的開路電壓，并利用密度法，獲取鉛酸電池的剩余電量；步驟二、分別測量電動車在騎行狀態(tài)和靜態(tài)工作狀態(tài)下的電能消耗量，并進行累加，獲取電動車消耗的總電能量；步驟三、對電動車進行測速，速度傳感器監(jiān)測輪轂的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，利用轉(zhuǎn)動圈數(shù)和輪轂周長的乘積得出電動車的行車里程，進而獲取電動車平均每公里的電能消耗量；步驟四、利用所述剩余電量與所述每公里的電能消耗量的比值獲取電動車的可續(xù)行里程數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車續(xù)行里程的獲取方法，其特征在于所述步驟一具體為首先測量鉛酸電池的開路電壓，利用所述開路電壓獲取鉛酸電池在當(dāng)前溫度下的電解液的硫酸密度值；利用當(dāng)前溫度下的電解液的硫酸密度值獲取鉛酸電池在溫度TO時的電解液的硫酸密度值；最后利用鉛酸電池在溫度TO時的電解液的硫酸密度值獲取鉛酸電池的剩余容量，并利用剩余容量與剩余電量的關(guān)系獲取鉛酸電池的剩余電量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車續(xù)行里程的獲取方法，所述溫度TO為25攝氏度。
4.一種電動車續(xù)行里程的獲取裝置，其特征在于包括用于獲取電動車工作電流和靜電流的電流傳感器；用于獲取電動車工作電壓的電壓傳感器；用于獲取電動車當(dāng)前溫度的溫度傳感器；用于獲取電動車行車速度的速度傳感器；用于接收采樣數(shù)據(jù)并對所述采樣數(shù)據(jù)進行分析處理的處理器；以及用于信息顯示的顯示器；其中所述處理器的信號輸入端口分別通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、速度傳感器電連接，所述處理器的信號輸出端口與所述顯示器電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動車續(xù)行里程的獲取裝置，其特征在于所述顯示器為液晶顯不器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動車續(xù)行里程的獲取裝置及方法，屬于電動車技術(shù)領(lǐng)域，包括如下步驟步驟一、測量鉛酸電池的當(dāng)前溫度和鉛酸電池的開路電壓，獲取鉛酸電池的剩余電量；步驟二、測量電動車在騎行狀態(tài)和靜態(tài)工作狀態(tài)下的電能消耗量，獲取電動車消耗的總電能量；步驟三、對電動車進行測速，利用轉(zhuǎn)動圈數(shù)和輪轂周長的乘積得出電動車的行車里程，進而獲取電動車平均每公里的電能消耗量；步驟四、利用剩余電量與每公里的電能消耗量的比值獲取電動車的可續(xù)行里程數(shù)。本發(fā)明通過對鉛酸電池的開路電壓與當(dāng)前溫度進行測量，利用密度法實現(xiàn)對鉛酸電池剩余電量的獲取，最終利用剩余電量的大小實現(xiàn)對電動車續(xù)行里程的預(yù)估，具有測量精度高的優(yōu)點。
文檔編號G01R31/36GK103048628SQ20131002504
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者李慶寶, 鄭濃濃 申請人:天津雅迪實業(yè)有限公司