一种新能源汽车烟雾感应器的制作方法

1.本发明涉及新能源汽车安全技术领域，特别涉及一种新能源汽车烟雾感应器。

背景技术：

2.随着汽车保有量稳步上升，伴随着石油能源的不断紧缺，人们对新能源汽车的呼声越来越高，特别是近几年新能源汽车取得了突飞猛进的发展，从续航能力、电机性能、操控性能、舒适性能、安全性能等方面均有着迅猛的发展。
3.现有的新能源汽车动力主要以电机驱动为主，这就意味着新能源汽车均离不开大容量电池，由于电池通常安装于车身底部，处于密闭安装，用户根本无法从表面对电池仓内安全隐患做出准确判断，加之当前各个国家新能源汽车自燃事件时有发生，给社会、家庭带来巨大损失，新能源汽车电池仓安全问题，尤其是电池仓自然烟雾感应，将自燃事故预警在阴燃阶段，给用户留下足够的抢救和逃离时间，为此，提出一种新能源汽车烟雾感应器。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明希望提供一种新能源汽车烟雾感应器，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
5.本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种新能源汽车烟雾感应器，包括车身部分和烟雾感应器部分，车身部分包括车身bat、车身can/lin和车身扩展；
6.烟雾感应器部分包括电源模块、ad采样模块、can/lin模块、时钟电路模块、存储模块、温度感应模块、串口模块、mcu模块、红外发射模块、红外接收模块、运算放大模块、烟道模块。
7.进一步优选的，所述电源模块包括电源接口功率保护电路、浪涌保护电路、ldo降压电路；
8.所述电源接口功率保护电路包括电压防反接设计、电源限流设计；
9.所述浪涌保护电路包括tvs浪涌吸收电路、过压保护设计；
10.所述ldo降压电路为降压电路，为烟雾感应器各需求模块提供工作电压；
11.所述ad采样模块包括车身bat采样电路和运算放大模块采样电路；
12.所述can/lin模块包括can或lin收发电路和can或lin接口保护电路。
13.进一步优选的，所述时钟电路模块包括时钟计时电路；
14.所述存储模块包括eeprom存储电路或spiflash存储电路、读写及保护电路。
15.进一步优选的，所述温度感应模块包括ntc温度采样电路；
16.所述串口模块包括用于调试仿真的串口电路和用于工程模式的串口电路；
17.所述mcu模块为控制单元mcu最小系统电路。
18.进一步优选的，所述红外发射模块为mos电子开关电路和pwm红外驱动电路；
19.所述红外接收模块为光电接收电路、差分电路。
20.进一步优选的，所述运算放大模块为差分比例运放电路；
21.所述烟道模块为红外发射与红外接收形成的腔体，供烟雾流通用。
22.进一步优选的，包括以下步骤：
23.s1、烟雾感应器与车辆之间进行连接，烟雾安装于车辆电池仓内，与车辆蓄电池battery相连(车身bat)，由车辆提供电源，同时由车身can/lin提供通讯及触发工作信号，车身扩展接口提供硬线扩展功能；
24.s2、当车身bat接通后，电源模块开始工作并给烟雾感应器各部分电路供电，ad采样模块分析后，提供合法车身工作电压指令、运算放大模块工作条件合法指令至mcu模块，烟雾感应器进入自检状态，并待机等待指令，烟雾感应器完成自身电源自检、can/lin模块自检、红外发射模块自检、运算放大模块自检，自检完成后，进入低功耗工作模式；
25.s3、当车辆经历了烟雾异常甚至明火事故后，在烟雾感应器未被破坏的前提下，可通过车身can/lin或烟雾感应器can/lin模块或烟雾感应器串口读取烟雾探测记录数据，供事故分析；
26.s4、在无烟的情况下，红外发射腔与红外接受腔互不影响，红外光无法反射到接收腔中形成反射信号，烟雾通路腔与红外发射腔、红外接收腔三者形成一个x-y-z方向的结合点，呈120
°
夹角设计，在无烟的情况下，红外光直通穿过烟雾通路腔，红外光线到达红外光吸光腔，经多次反射后，红外光被吸光散射到漫反射腔，由于漫反射腔的多角度反射面设计，红外光被漫反射处理消散，当前红外接收管只能接收到极少的红外光线；当电池仓内烟雾通过时，由于烟雾颗粒气溶胶影响，结合点处的红外光被气溶胶大量漫反射，引起大量红外光线进入红外接收腔；当红外发射模块通过红外发射腔发出红外光时，在三个腔体结合处被烟雾气溶胶颗粒漫反射，红外光线进入红外接收腔内，红外接收模块感应到红外光，感应输出光敏信号至运算放大模块，为聚焦红外接收效果，红外接收腔内设计有聚焦透镜，确保烟雾通道反射区覆盖红外接收区域。
27.进一步优选的，所述烟雾感应器可由塑料外壳或金属外壳进行组装。
28.本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
29.本发明针对车辆电池仓环境烟雾及环境温度检测的情况下，本烟雾感应器可完美解决电池仓阴燃、烟雾、明火等预警功能，可保证用户有足够的抢救和逃离时间，提高用户使用的安全。
30.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明的烟雾感应器与车辆之间的连接图；
33.图2为本发明车身部分和烟雾感应器部分的组件框图；
34.图3为本发明的光线漫反射设计图；
35.图4为本发明图3的局部吸光设计图。
具体实施方式
36.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
37.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
38.如图1-4所示，本发明实施例提供了一种新能源汽车烟雾感应器，包括车身部分和烟雾感应器部分，车身部分包括车身bat、车身can/lin和车身扩展；
39.烟雾感应器部分包括电源模块、ad采样模块、can/lin模块、时钟电路模块、存储模块、温度感应模块、串口模块、mcu模块、红外发射模块、红外接收模块、运算放大模块、烟道模块。
40.在一个实施例中，所述电源模块包括电源接口功率保护电路、浪涌保护电路、ldo降压电路；
41.所述电源接口功率保护电路包括电压防反接设计、电源限流设计；
42.所述浪涌保护电路包括tvs浪涌吸收电路、过压保护设计；
43.所述ldo降压电路为降压电路，为烟雾感应器各需求模块提供工作电压；
44.所述ad采样模块包括车身bat采样电路和运算放大模块采样电路；
45.所述can/lin模块包括can或lin收发电路和can或lin接口保护电路。
46.在一个实施例中，所述时钟电路模块包括时钟计时电路；
47.所述存储模块包括eeprom存储电路或spiflash存储电路、读写及保护电路。
48.在一个实施例中，所述温度感应模块包括ntc温度采样电路；
49.所述串口模块包括用于调试仿真的串口电路和用于工程模式的串口电路；
50.所述mcu模块为控制单元mcu最小系统电路。
51.在一个实施例中，所述红外发射模块为mos电子开关电路和pwm红外驱动电路；
52.所述红外接收模块为光电接收电路、差分电路。
53.在一个实施例中，所述运算放大模块为差分比例运放电路；
54.所述烟道模块为红外发射与红外接收形成的腔体，供烟雾流通用。
55.在一个实施例中，包括以下步骤：
56.s1、烟雾感应器与车辆之间进行连接，烟雾安装于车辆电池仓内，与车辆蓄电池battery相连(车身bat)，由车辆提供电源，同时由车身can/lin提供通讯及触发工作信号，车身扩展接口提供硬线扩展功能；
57.s2、当车身bat接通后，电源模块开始工作并给烟雾感应器各部分电路供电，ad采样模块分析后，提供合法车身工作电压指令、运算放大模块工作条件合法指令至mcu模块，烟雾感应器进入自检状态，并待机等待指令，烟雾感应器完成自身电源自检、can/lin模块自检、红外发射模块自检、运算放大模块自检，自检完成后，进入低功耗工作模式；
58.s3、当车辆经历了烟雾异常甚至明火事故后，在烟雾感应器未被破坏的前提下，可通过车身can/lin或烟雾感应器can/lin模块或烟雾感应器串口读取烟雾探测记录数据，供事故分析；
59.s4、在无烟的情况下，红外发射腔与红外接受腔互不影响，红外光无法反射到接收腔中形成反射信号，烟雾通路腔与红外发射腔、红外接收腔三者形成一个x-y-z方向的结合点，呈120
°
夹角设计，在无烟的情况下，红外光直通穿过烟雾通路腔，红外光线到达红外光吸光腔，经多次反射后，红外光被吸光散射到漫反射腔，由于漫反射腔的多角度反射面设计，红外光被漫反射处理消散，当前红外接收管只能接收到极少的红外光线；当电池仓内烟雾通过时，由于烟雾颗粒气溶胶影响，结合点处的红外光被气溶胶大量漫反射，引起大量红外光线进入红外接收腔；当红外发射模块通过红外发射腔发出红外光时，在三个腔体结合处被烟雾气溶胶颗粒漫反射，红外光线进入红外接收腔内，红外接收模块感应到红外光，感应输出光敏信号至运算放大模块，为聚焦红外接收效果，红外接收腔内设计有聚焦透镜，确保烟雾通道反射区覆盖红外接收区域。
60.在一个实施例中，所述烟雾感应器可由塑料外壳或金属外壳进行组装。
61.本发明在工作时：烟雾感应器与车辆之间的连接，烟雾安装于车辆电池仓内，与车辆蓄电池battery相连(车身bat)，由车辆提供电源，同时由车身can/lin提供通讯及触发工作信号，车身扩展接口提供硬线扩展功能。烟雾感应器通过can总线或lin总线与车身总线连接，周期性发送车辆电池仓环境监控信息及电池仓温度监控信息；
62.通过烟雾感应器程序算法判定烟雾水平，根据电池仓内气溶胶浓度0to10000μg/m3变化，引起烟雾感应器运算放大输出水平，分为无烟暗电流信号、气溶胶反射信号、有烟低水平信号、当气溶胶浓度达到5000μg/m3的触发阈值时，发送有烟阴燃信号、有烟触发信号、有烟持续触发信号等级，感应器通过can/lin模块向车身发出感应报警触发信号，并按照程序压缩编码后存储于烟雾感应器上自带的eeprom或spi flash或其他存储器中。
63.存储格式为iic的eeprom格式或spi格式的spiflash格式。存储在flash中的数据可通过专用读取器从车辆obd接口上读取或通过烟雾感应器串口模块读取或通过车身扩展接口读取。
64.当车身bat接通后，电源模块开始工作并给烟雾感应器各部分电路供电，ad采样模块分析后，提供合法车身工作电压指令、运算放大模块工作条件合法指令至mcu模块，烟雾感应器进入自检状态，并待机等待指令，烟雾感应器完成自身电源自检、can/lin模块自检、红外发射模块自检、运算放大模块自检，自检完成后，进入低功耗工作模式：此时mcu模块启动低水平扫描，通常采用秒级间隔pwm驱动红外发射，此时红外光在烟道模块中直线发射，由于气溶胶浓度处于低水平，因此红外接收模块及运算放大模块仅收到低水平气溶胶引发的红外光反射信号，烟雾感应器定义为底噪信号，mcu模块采用秒级间隔扫描当前电池仓气溶胶状态；mcu模块同步扫描温度感应模块，检测当前电池仓环境温度，mcu模块根据当前电池仓内的气溶胶反射值以及电池仓当前温度值，程序计算当前风险度，传送至存储模块中存储；
65.mcu模块循环扫描红外接收模块和运算放大模块，对气溶胶数据及温度数据进行连续积分及判断，区分为一般存储和紧急存储，经过分析压缩处理后，传送至存储模块中存储，当mcu模块判定气溶胶反射数据达到触发阈值5000μg/m3时，结合当前电池仓环境温度值，发出最终烟雾报警信号至can/lin模块；车身can/lin通过总线信号，仪表或声音提示用户电池仓烟雾异常，执行检查或救护措施，以达到报警目的。
66.当车辆经历了烟雾异常甚至明火事故后，在烟雾感应器未被破坏的前提下，可通
过车身can/lin或烟雾感应器can/lin模块或烟雾感应器串口读取烟雾探测记录数据，供事故分析。
67.烟道模块由红外发射腔、红外接收腔、烟雾通路腔、红外光吸光腔、红外光漫反射腔设计，在无烟的情况下，红外发射腔与红外接受腔互不影响，红外光无法反射到接收腔中形成反射信号，烟雾通路腔与红外发射腔、红外接收腔三者形成一个x-y-z方向的结合点，呈120
°
夹角设计，在无烟的情况下，红外光直通穿过烟雾通路腔，红外光线到达红外光吸光腔，经多次反射后，红外光被吸光散射到漫反射腔，由于漫反射腔的多角度反射面设计，红外光被漫反射处理消散，当前红外接收管只能接收到极少的红外光线；当电池仓内烟雾通过时，由于烟雾颗粒气溶胶影响，结合点处的红外光被气溶胶大量漫反射，引起大量红外光线进入红外接收腔；当红外发射模块通过红外发射腔发出红外光时，在三个腔体结合处被烟雾气溶胶颗粒漫反射，红外光线进入红外接收腔内，红外接收模块感应到红外光，感应输出光敏信号至运算放大模块，为聚焦红外接收效果，红外接收腔内设计有聚焦透镜，确保烟雾通道反射区覆盖红外接收区域。
68.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种新能源汽车烟雾感应器，包括车身部分和烟雾感应器部分，其特征在于：车身部分包括车身bat、车身can/lin和车身扩展；烟雾感应器部分包括电源模块、ad采样模块、can/lin模块、时钟电路模块、存储模块、温度感应模块、串口模块、mcu模块、红外发射模块、红外接收模块、运算放大模块、烟道模块。2.根据权利要求1所述的新能源汽车烟雾感应器，其特征在于：所述电源模块包括电源接口功率保护电路、浪涌保护电路、ldo降压电路；所述电源接口功率保护电路包括电压防反接设计、电源限流设计；所述浪涌保护电路包括tvs浪涌吸收电路、过压保护设计；所述ldo降压电路为降压电路，为烟雾感应器各需求模块提供工作电压；所述ad采样模块包括车身bat采样电路和运算放大模块采样电路；所述can/lin模块包括can或lin收发电路和can或lin接口保护电路。3.根据权利要求1所述的新能源汽车烟雾感应器，其特征在于：所述时钟电路模块包括时钟计时电路；所述存储模块包括eeprom存储电路或spiflash存储电路、读写及保护电路。4.根据权利要求1所述的新能源汽车烟雾感应器，其特征在于：所述温度感应模块包括ntc温度采样电路；所述串口模块包括用于调试仿真的串口电路和用于工程模式的串口电路；所述mcu模块为控制单元mcu最小系统电路。5.根据权利要求1所述的新能源汽车烟雾感应器，其特征在于：所述红外发射模块为mos电子开关电路和pwm红外驱动电路；所述红外接收模块为光电接收电路、差分电路。6.根据权利要求1所述的新能源汽车烟雾感应器，其特征在于：所述运算放大模块为差分比例运放电路；所述烟道模块为红外发射与红外接收形成的腔体，供烟雾流通用。7.新能源汽车烟雾感应器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、烟雾感应器与车辆之间进行连接，烟雾安装于车辆电池仓内，与车辆蓄电池battery相连(车身bat)，由车辆提供电源，同时由车身can/lin提供通讯及触发工作信号，车身扩展接口提供硬线扩展功能；s2、当车身bat接通后，电源模块开始工作并给烟雾感应器各部分电路供电，ad采样模块分析后，提供合法车身工作电压指令、运算放大模块工作条件合法指令至mcu模块，烟雾感应器进入自检状态，并待机等待指令，烟雾感应器完成自身电源自检、can/lin模块自检、红外发射模块自检、运算放大模块自检，自检完成后，进入低功耗工作模式；s3、当车辆经历了烟雾异常甚至明火事故后，在烟雾感应器未被破坏的前提下，可通过车身can/lin或烟雾感应器can/lin模块或烟雾感应器串口读取烟雾探测记录数据，供事故分析；s4、在无烟的情况下，红外发射腔与红外接受腔互不影响，红外光无法反射到接收腔中形成反射信号，烟雾通路腔与红外发射腔、红外接收腔三者形成一个x-y-z方向的结合点，呈120
°
夹角设计，在无烟的情况下，红外光直通穿过烟雾通路腔，红外光线到达红外光吸光
腔，经多次反射后，红外光被吸光散射到漫反射腔，由于漫反射腔的多角度反射面设计，红外光被漫反射处理消散，当前红外接收管只能接收到极少的红外光线；当电池仓内烟雾通过时，由于烟雾颗粒气溶胶影响，结合点处的红外光被气溶胶大量漫反射，引起大量红外光线进入红外接收腔；当红外发射模块通过红外发射腔发出红外光时，在三个腔体结合处被烟雾气溶胶颗粒漫反射，红外光线进入红外接收腔内，红外接收模块感应到红外光，感应输出光敏信号至运算放大模块，为聚焦红外接收效果，红外接收腔内设计有聚焦透镜，确保烟雾通道反射区覆盖红外接收区域。8.根据权利要求7所述的新能源汽车烟雾感应器，其特征在于：所述烟雾感应器可由塑料外壳或金属外壳进行组装。

技术总结

本发明提供了一种新能源汽车烟雾感应器，包括车身部分和烟雾感应器部分，车身部分包括车身BAT、车身CAN/L I N和车身扩展；烟雾感应器部分包括电源模块、AD采样模块、CAN/L I N模块、时钟电路模块、存储模块、温度感应模块、串口模块、MCU模块、红外发射模块、红外接收模块、运算放大模块、烟道模块。本发明针对车辆电池仓环境烟雾及环境温度检测的情况下，本烟雾感应器可完美解决电池仓阴燃、烟雾、明火等预警功能，可保证用户有足够的抢救和逃离时间，提高用户使用的安全。高用户使用的安全。高用户使用的安全。