CN102081146A - 一种高压电池电压检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压电池电压检测装置，包括高压电池电压采集电路、信号处理电路、控制器、电源电路和被检测高压电池的电池管理系统；所述的控制器和电池管理系统连接，所述的电源电路与高压电池电压采集电路、高压电池电压监测电路、控制器和被检测高压电池的电池管理系统的电源端连接。在电动车行驶的过程中实现对高压电池电压的实时监测，驾驶员通过剩余电压判断剩余里程，在电压低于48V时发出报警信息提醒驾驶员电动车需要充电。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电池容量检测领域，特别是一种通过实时检测蓄电池输出电压获取蓄电池的容量的装置，主要用于电动汽车中驾驶员用以得知高压电池的剩余容量获取该车不能续航的里程。
背景技术
在现代电动汽车的发展中，高压电池是电动车的动力之源，也是电动汽车的核心部件之一。在电动汽车行驶的过程中如何准确了解剩余能量从而判断汽车的剩余里程是非常重要的事情。
判断剩余里程很重的一个方法就是通过判断剩余电压。电动车在行驶的过程中，高压电池不断放电，电压也随之下降。所以通过监测剩余电压计算出剩余电量然后估算出剩余里程，给驾驶员带来便利。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压电池电压检测装置，利用该装置获取电动汽车的高压电池或者其它场合中使用的高压电池的电池容量。
本发明为实现其目的而采用的技术方案是：一种高压电池电压检测装置，包括高压电池电压采集电路、信号处理电路、控制器、电源电路和被检测高压电池的电池管理系统；所述的控制器和电池管理系统连接，所述的电源电路与高压电池电压采集电路、高压电池电压监测电路、控制器和被检测高压电池的电池管理系统的电源端连接。
所述的高压电池电压采集电路的采集输入端接所述的被检测高压电池的电压输出端，高压电池电压采集电路采集到的电压输出到所述的控制器中，由控制器进行数字化并存储在存储器中。
所述的信号处理电路的信号输入端接高压电池电压采集电路的输出端，信号处理电路的输出端所述的控制器，由控制器控制显示器实时显示。
进一步的，上述的一种高压电池电压检测装置中：所述的高压电池电压采集电路包括运算放大器U1A和其外围电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7，外围电容C1和C2。
所述的电阻R1和R2串连一端接被检测高压电池正电压输出端，另一端接所述的运算放大器U1A的同相输入端，在所述的电阻R2与所述的运算放大器U1A的同相输入端连接处通过电阻R4接地。
所述的电阻R5和R6串连一端接被检测高压电池输出端地，另一端接所述的运算放大器U1A的异相输入端，在所述的电阻R6与所述的运算放大器U1A的异相输入端连接处接通过由所述的电阻R7和所述的电容C1并联组成的从所述的运算放大器U1A输出端产生的负反馈电路。
所述的运算放大器U1A输出端通过所述的电阻R3输出采集电压。
在所述电阻R1和R2的连接处与电阻R5和R6连接处接所述的电容C2的两端。
更进一步的，上述的一种高压电池电压检测装置中：所述的电阻R1和R5的阻值相等，所述的电阻R2和R6的阻值相等，所述的电阻R4和R7的阻值相等。
进一步的，上述的一种高压电池电压检测装置：所述的信号处理电路包括运算放大器U2B，外围电阻R11、R17和R18，电容C6；所述的运算放大器U2B的同相输入端接所述的高压电池电压采集电路的输出端，运算放大器U2B的异相输入端通过电阻R17接所述的电源电路的输出端，在电阻R17与运算放大器U2B的异相输入端连接处接由电阻R18和所述的电容C6并联组成的从运算放大器U2B输出端产生的负反馈电路；
所述的运算放大器U2B输出端通过所述的电阻R11输出经过处理过的电压检测信号。
更进一步的，上述的一种高压电池电压检测装置中：在所述的被检测高压电池电压输出端还连接有电磁兼容电路。
更进一步的，上述的一种高压电池电压检测装置中：所述的电磁兼容电路包括电容C3和C7，电阻R13，所述的电容C3连接到被检测高压电池正电压输出端与地之间，所述的电容C7连接到被检测高压电池零电压输出端与地之间，所述的电阻R13连接到被检测高压电池零电压输出端与所述的电源电路的输出端之间。
本发明具有的有益效果：在电动车行驶的过程中实现对高压电池电压的实时监测，驾驶员通过剩余电压判断剩余里程，在电压低于48V时发出报警信息提醒驾驶员电动车需要充电。
下面通过结合具体实施例与附图对本发明的技术方案进行较为详细的描述。
附图说明
图1是本发明实施例1系统框图。
图2是本发明实施例1中高压电池电压采集电路和信号处理电路原理图。
图3是本发明实施例2中高压电池电压采集电路和信号处理电路原理图。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，本实施例是一种对电动汽车的高压电池电压进行检测的检测装置，包括高压电池电压采集电路、高压电池电压监测电路、作为控制器整车控制器、显示器、存储器、电源电路和被检测高压电池的电池管理系统；控制器和电池管理系统连接，电源电路与高压电池电压采集电路、高压电池电压监测电路、控制器和被检测高压电池的电池管理系统的电源端连接；整车控制器还通过驱动电机控制器控制驱动电机工作。
高压电池电压采集电路的采集输入端接被检测高压电池的电压输出端，高压电池电压采集电路采集到的电压输出到所述的控制器中，由控制器进行数字化并存储在存储器中；
高压电池电压监测电路的监测输入端接被检测高压电池的电压输出端，高压电池电压监测电路获取的监测信号输出端接所述的控制器，由控制器控制显示器实时显示。
本实施例中，不管是高压电池电压采集电路还是高压电池电压监测电路都是有采集电路，采集到的电压信号经处理后才能在显示器中进行显示，因此，本质上说高压电池电压监测电路是在高压电池电压采集电路后，再经过处理，由于采集到的高压电池的电压都比较高需要进行适当的处理才能在显示器中显示。
如图2所示为本实施例的高压电池电压采集电路和信号处理电路原理图，图中可以看出，信号处理电路就是在高压电池电压采集电路的输出端连接一个运算放大器U2B以及外围电路构成。在对高压电池的输出电压进行采集时，一般需要增加EMC(电磁兼容电路)，本实施例的EMC电路如图2所示，设置在被检测高压电池电压输出端，包括电容C3和C7，电阻R13，电容C3连接到被检测高压电池正电压输出端与地之间，电容C7连接到被检测高压电池零电压输出端与地之间，电阻R13连接到被检测高压电池零电压输出端与所述的电源电路的输出端之间
如图2所示，高压电池电压采集电路，包括运算放大器U1A和其外围电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7，外围电容C1和C2；
电阻R1和R2串连一端接被检测高压电池正电压输出端，另一端接所述的运算放大器U1A的同相输入端，在电阻R2与所述的运算放大器U1A的同相输入端连接处通过电阻R4接地；
电阻R5和R6串连一端接被检测高压电池输出端地，另一端接运算放大器U1A的异相输入端，在电阻R6与所述的运算放大器U1A的异相输入端连接处接通过由所述的电阻R7和电容C1并联组成的从运算放大器U1A输出端产生的负反馈电路；
运算放大器U1A输出端通过电阻R3输出采集电压；
在电阻R1和R2的连接处与电阻R5和R6连接处接电容C2的两端。
为了测试方便，本实施例中令R1＝R5、R2＝R6、R4＝R7。因此，采集电压Uo＝R4*Ui/(R1+R2)。这里，Ui就是实际电池的输出值，Uo就是一个与Ui有这样关系的电压，在汽车整车控制器内经过A/D转换以后保存在存储器内。
在高压电池电压采集电路的输出端R3的另一侧接运算放大器U2A的同相输入端，运算放大器U2B的异相输入端通过电阻R17接电源电路Vcc的输出端，在电阻R17与运算放大器U2B的异相输入端连接处接由电阻R18和电容C6并联组成的从运算放大器U2B输出端产生的负反馈电路。运算放大器U2B的输出端通过电阻R11输出的就是经过信号处理的信号的输出端，该端可以通过整车控制器从显示器上显示它的模拟信号，也就是高压电池实时输出的电压波形。
实施例2，本实施例与实施例基本相似，如图3所示，只是在本实施例中，所采用的高压电池信号采集电路的负载驱动能力较小，信号处理通过一个专门的与原来的高压电池电压采集电路相同的采集高压电池信号进行处理，本实施例中的高压电池电压采集电路包括运算放大器U2A外围电阻R8、R9、R10、R12、R14、R15、R16，外围电容C4、C5组成的如上面所示的高压电池电压采集电路；另外还有运算放大器U2B，电阻R11、R17、和R18、电容C6组成的处理电路。
和同的高压电池电压采集电路一样，电阻R8和R9串连一端接被检测高压电池正电压输出端，另一端接运算放大器U2A的同相输入端，在电阻R9与运算放大器U2A的同相输入端连接处通过电阻R12接地；
电阻R14和R15串连一端接被检测高压电池输出端地，另一端接运算放大器U2A的异相输入端，在电阻R15与运算放大器U2A的异相输入端连接处接通过由电阻R16和电容C5并联组成的从运算放大器U2A输出端产生的负反馈电路；
在电阻R8和R9的连接处与电阻R14和R15连接处接电容C4的两端。
处理电路中：运算放大器U2A输出端通过电阻R10接运算放大器U2B的同相输入端，运算放大器U2B的异相输入端通过电阻R17接电源电路的输出端，在电阻R17与运算放大器U2B的异相输入端连接处接由电阻R18和电容C6并联组成的从运算放大器U2B输出端产生的负反馈电路；
运算放大器U2B输出端通过电阻R11输出电压检测信号。
为了测试方便，本实施例中令R14＝R8、R9＝R15、R12＝R16。
本实施例中，高压电池电压监测电路的输出电压Um＝R12*Ui/(R14+R15)*(1+R18/R17)-R18*Ucc/R17这里，Ui就是实际电池的输出值，Ucc是本系统自动工作所采用的电源的电压。
Claims (6)
1.一种高压电池电压检测装置，包括高压电池电压采集电路、信号处理电路、控制器、显示器、存储器，电源电路和被检测高压电池的电池管理系统；所述的控制器和电池管理系统连接，所述的电源电路与高压电池电压采集电路、高压电池电压监测电路、控制器和被检测高压电池的电池管理系统的电源端连接；其特征在于：
所述的高压电池电压采集电路的采集输入端接所述的被检测高压电池的电压输出端，高压电池电压采集电路采集到的电压输出到所述的控制器中，由控制器进行数字化并存储在存储器中；
所述的信号处理电路的信号输入端接高压电池电压采集电路的输出端，信号处理电路的输出端所述的控制器，由控制器控制显示器实时显示。
2.根据权利要求1所述的一种高压电池电压检测装置，其特征在于：所述的高压电池电压采集电路包括运算放大器U1A和其外围电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7，外围电容C1和C2；
所述的电阻R1和R2串连一端接被检测高压电池正电压输出端，另一端接所述的运算放大器U1A的同相输入端，在所述的电阻R2与所述的运算放大器U1A的同相输入端连接处通过电阻R4接地；
所述的电阻R5和R6串连一端接被检测高压电池输出端地，另一端接所述的运算放大器U1A的异相输入端，在所述的电阻R6与所述的运算放大器U1A的异相输入端连接处接通过由所述的电阻R7和所述的电容C1并联组成的从所述的运算放大器U1A输出端产生的负反馈电路；
所述的运算放大器U1A输出端通过所述的电阻R3输出采集电压；
在所述电阻R1和R2的连接处与电阻R5和R6连接处接所述的电容C2的两端。
3.根据权利要求1所述的一种高压电池电压检测装置，其特征在于：所述的电阻R1和R5的阻值相等，所述的电阻R2和R6的阻值相等，所述的电阻R4和R7的阻值相等。
4.根据权利要求1所述的一种高压电池电压检测装置，其特征在于：所述的信号处理电路包括运算放大器U2B，外围电阻R11、R17和R18，电容C6；所述的运算放大器U2B的同相输入端接所述的高压电池电压采集电路的输出端，运算放大器U2B的异相输入端通过电阻R17接所述的电源电路的输出端，在电阻R17与运算放大器U2B的异相输入端连接处接由电阻R18和所述的电容C6并联组成的从运算放大器U2B输出端产生的负反馈电路；
所述的运算放大器U2B输出端通过所述的电阻R11输出经过处理过的电压检测信号。
5.根据权利要求1至4中任一所述的一种高压电池电压检测装置，其特征在于：在所述的被检测高压电池电压输出端还连接有电磁兼容电路。
6.根据权利要求5所述的一种高压电池电压检测装置，其特征在于：所述的电磁兼容电路包括电容C3和C7，电阻R13，所述的电容C3连接到被检测高压电池正电压输出端与地之间，所述的电容C7连接到被检测高压电池零电压输出端与地之间，所述的电阻R13连接到被检测高压电池零电压输出端与所述的电源电路的输出端之间。
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