[實(shí)用新型]電池組剩余電量的計量電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420115376.2
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN203705621U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉學(xué)行;趙凱洪
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶先鋒渝州電器有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 徐先祿

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及計量電路，具體是一種電池組剩余電量的計量電路。

背景技術(shù)

電動汽車中電池組剩余電量的多少是一個重要的信息數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)能為整車用電器對電池的使用狀況提供參考及預(yù)警的作用，避免電池過多的放電以至于損害電池，同時此數(shù)據(jù)能顯示汽車的續(xù)航里程，提供駕駛信息。

電池的容量受到很多因素的影響包括環(huán)境溫度、老化程度、充放電電流的大小、電池內(nèi)阻以及電池自放電等，要想準(zhǔn)確的測量出剩余電量是十分困難的。目前剩余電量計算的方法諸多，從原理上統(tǒng)計大致有開路電壓法和安時積分法，但開路電壓法無法準(zhǔn)確測量動態(tài)下的剩余電量值，而安時積分法在長期工作后會產(chǎn)出較大的累積誤差。

為此，CN?201229395?Y公開了一種鋰離子電池組剩余電能計算方法的裝置，該裝置利用鋰離子電池組的開路電壓和電能積分相結(jié)合的方法來計算充放電能量，根據(jù)開路電壓和充放電電流的大小實(shí)時計算鋰離子電池組的直流阻抗，由直流阻抗和充放電電流等參數(shù)確定鋰離子電池組在當(dāng)前情況下，到放電終止時可用的剩余電能相應(yīng)的開路電壓，并由此時的開路電壓計算出鋰離子電池組在放電達(dá)到終止電壓時的實(shí)際剩余電能。該裝置適用于電池在各種狀態(tài)下的剩余電能的準(zhǔn)確估算,適合動力電池的使用特點(diǎn)。

但該裝置一個電池單體對應(yīng)一個電壓檢測傳感器，對于多個電池單體所需要的電壓檢測傳感器就為多個，因此需要多選一模擬開關(guān)切換來選取信號，這樣不但增加了電路的規(guī)模和復(fù)雜度，也存在信號滯后，脈動較大，信號不穩(wěn)定等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種電池組剩余電量的計量電路，其信號采集全面、準(zhǔn)確，能解決現(xiàn)有技術(shù)中由于逐一對電池單體進(jìn)行信號采集造成的滯后、脈動大等問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種電池組剩余電量的計量電路，包括微控制單元以及分別與所述微控制單元聯(lián)接的電壓采樣模塊、電流采樣模塊、CAN通信模塊、溫度采集模塊、充電啟動信號檢測模塊和鑰匙開關(guān)信號檢測模塊；所述電壓采樣模塊的兩端分別與電池組的正、負(fù)極聯(lián)接，所述電流采樣模塊通過電流霍爾傳感器與電池組的直流母線聯(lián)接，所述CAN通信模塊通過CAN網(wǎng)絡(luò)與顯示儀表聯(lián)接，所述電池組的正、負(fù)極還聯(lián)接有DC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊，所述DC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊與電壓采樣模塊、電流采樣模塊、CAN通信模塊、溫度采集模塊、充電啟動信號檢測模塊和鑰匙開關(guān)信號檢測模塊供電聯(lián)接。

所述電壓采樣模塊用于實(shí)時地采集當(dāng)前電池組的電壓值，并將電池電壓的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并傳送到微控制單元中進(jìn)行處理。電流采樣模塊與電流霍爾傳感器相聯(lián)接，用于采集電流霍爾傳感器感應(yīng)到的流過電池組直流母線的充放電電流，并轉(zhuǎn)換后傳送到微控制單元中進(jìn)行處理。溫度采集模塊采集電池組的環(huán)境溫度，并將采集值以數(shù)字信號方式發(fā)送到微控制單元中進(jìn)行處理，并供微控制單元對電池容量進(jìn)行溫度修正。所述充電啟動信號檢測模塊和鑰匙開關(guān)信號檢測模塊檢測行車、駐車和充電信號并送入微控制單元中，用于判斷行車、駐車和充電狀態(tài)。

所述微控制單元采用現(xiàn)有的電能量計算芯片，如按安時積分運(yùn)算的電能量計算芯片ADE7753。微控制單元根據(jù)上述電壓、電流、溫度等信號，處理得到電池組實(shí)時電能。對應(yīng)汽車，CAN通信模塊與汽車的CAN網(wǎng)絡(luò)的總線相聯(lián)，微控制單元測量的數(shù)據(jù)通過此模塊傳送到顯示儀表中顯示。所述DC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊將電池組的電壓進(jìn)行降壓開關(guān)式轉(zhuǎn)換，為其它模塊提供工作所需的各種供電電源，也為電流霍爾傳感器提供正負(fù)電源，同時能對高壓供電系統(tǒng)和低壓供電系統(tǒng)起到有效的隔離作用，同時能實(shí)現(xiàn)對電池的實(shí)時監(jiān)測。

進(jìn)一步的，所述電壓采樣模塊包括第五線性光耦、第六線性光耦、第一放大器和第二放大器，所述第五線性光耦的管腳一與電池組的正極通過電阻聯(lián)接，第五線性光耦的管腳二與電池組的負(fù)極聯(lián)接，第五線性光耦的管腳一與管腳二間通過電容聯(lián)接，第五線性光耦的管腳四與供電源聯(lián)接，第五線性光耦的管腳三與第一放大器的同相輸入端聯(lián)接且通過電阻聯(lián)接模擬地。

所述第一放大器的反相輸入端與第六線性光耦的管腳三聯(lián)接，第一放大器的輸出端與第六線性光耦的管腳一聯(lián)接，第一放大器的反相輸入端與輸出端通過電容聯(lián)接。

所述第六線性光耦的管腳四與供電源聯(lián)接，第六線性光耦的管腳二和管腳三分別通過電阻聯(lián)接模擬地，第六線性光耦的管腳二還通過電阻與第二放大器的同相輸入端聯(lián)接。

所述第二放大器的同相輸入端通過電容聯(lián)接模擬地，第二放大器的反相輸入端與輸出端聯(lián)接，第二放大器的輸出端聯(lián)接電阻后分別與微控制單元的輸入端聯(lián)接及通過電容與模擬地聯(lián)接。