CN106443156B - 一种电动汽车电流测量电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电动汽车电流测量电路，包括分流电阻、斩波开关、直流放大器、A/D模数转换器和MCU；分流电阻用于接入电动汽车电池，并在电池电流流过时产生电压信号；斩波开关与分流电阻两端连接，用于对分流电阻产生的电压信号进行斩波；直流放大器同时与斩波开关和A/D模数转换器连接，用于斩波开关闭合和打开时分别输出两个电压信号，以便A/D模数转换器轮流采集；A/D模数转换器与MCU连接，用于将采集的两个电压信号转换成数字信号输出至MCU，以便MCU计算出两个电压的差值，继而计算出分流电阻产生的电压值，完成电流的测量。本发明操作简便、成本低廉，很好地实现了对传统专用IC测量电流的替代。

Description

一种电动汽车电流测量电路
技术领域
本发明涉及一种测量电路，具体涉及的是一种电动汽车电流测量电路及其实现方法。
背景技术
目前，新能源电动车均是利用电池作为储能装置，因此，对电动汽车的充放电电流进行测量非常有必要，这样做的目的在于，一方面是监视车辆系统是否正常工作，如监测电流大于某个设定门限的范围时，可以认为车辆发生了内部电路短路；另一方面则是用于电池SOC计算。电池SOC作为电动车整车控制中的一个重要参数，其计算精度影响着整车扭矩管理的准确性以及充放电模式的切换的有效性。目前最为准确的SOC计算方法为安时积分核开路电压的结合法，安时积分法为充放电流对时间的积分值与电池容量的比值，故SOC的计算直接与电流的采集精度有关。基于此，目前测量电流比较精确的一种方式便是分流电阻方式测量电流。
然而，现有的电动汽车的电流测量方式均是采用了专用的IC进行电流测量，不仅操作麻烦，而且对硬件设计要求较高，成本也不低廉，因而很大程度上影响了电动汽车电池电流的测量效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车电流测量电路及其实现方法，主要解决现有的测量电动汽车电池电流的方式存在操作麻烦、成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电动汽车电流测量电路，包括分流电阻、斩波开关、直流放大器、A/D模数转换器和MCU，其中：
分流电阻，用于接入电动汽车电池，并在电池电流流过时产生电压信号；
斩波开关，与分流电阻两端连接，且其中一端通过分压电阻R1接入5V的VDD，另一端通过分压电阻R2接地，该斩波开关用于对分流电阻产生的电压信号进行斩波；
直流放大器，同时与5V的VDD、斩波开关和A/D模数转换器连接，并同时接地，用于斩波开关闭合和打开时分别输出两个电压信号，以便A/D模数转换器轮流采集；
A/D模数转换器，与MCU连接，并接入5V的VDD，用于将采集的两个电压信号转换成数字信号输出至MCU，以便MCU计算出两个电压的差值，继而计算出分流电阻产生的电压值，完成电流的测量。
具体地说，所述直流放大器包括运算放大器、电阻Rf和电阻Ri；所述运算放大器引脚3接斩波开关连接有分压电阻R1的一端，引脚4接5V的VDD，引脚6接A/D模数转换器，引脚7接地；所述电阻Rf一端接运算放大器引脚2，另一端接运算放大器引脚6；所述电阻Ri一端接运算放大器引脚2，另一端接斩波开关连接有分压电阻R2的一端。
进一步地，所述斩波开关与分压电阻R1之间还连接有限流电阻R3。
基于上述电路结构，本发明还提供了该测量电路的实现方法，包括以下步骤：
（1）闭合斩波开关，运算放大器输出电压信号U1，并由A/D模数转换器采集；
（2）断开斩波开关，运算放大器输出电压信号U2，并由A/D模数转换器采集；
（3）A/D模数转换器将采集的两个电压信号转化成数字信号，并传输至MCU，由MCU计算出两个电压的差值，然后由下列公式计算出分流电阻产生的电压值Ui，完成电流的测量：
Ui=(U2–U1) /(G＋0.5)
式中，G为运算放大器的增益，且G等于电阻Rf的阻值除以电阻Ri的阻值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过设计斩波开关、直流放大器、A/D模数转换器、MCU，利用斩波开关的操作，实现了直流放大器的两个电压信号的输出，并在A/D模数转换器采集和转换成数字信号后，通过计算补偿抵消A/D模数转换器的偏置误差、分压电阻R1和R2的不平衡电压以及运算放大器自有的输入电压偏移后，即可得到分流电阻的电压值，从而完成电流的测量。本发明无需使用专用IC，只需简单的电路设计即可实现电动汽车电池电流的测量，因而不仅操作方便，而且成本非常低廉，对硬件设计的要求也不高。本发明大幅提高了对电动汽车电池电流测量的效率。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，本发明提供了一种新型的电动汽车电流测量电路，其包括分流电阻、斩波开关、直流放大器、A/D模数转换器和MCU。所述分流电阻用于接入电动汽车电池，并在电池电流流过时产生电压信号；所述斩波开关用于对分流电阻产生的电压信号进行斩波，该斩波开关同时与分流电阻两端连接，并且其中一端通过分压电阻R1接入5V的VDD，并且斩波开关与分压电阻R1之间还连接有限流电阻R3，同时，斩波开关的另一端通过分压电阻R2接地。所述直流放大器用于斩波开关闭合和打开时分别输出两个电压信号，以便A/D模数转换器轮流采集，该直流放大器包括运算放大器、电阻Rf和电阻Ri；所述运算放大器引脚3接斩波开关连接有分压电阻R1的一端，引脚4接5V的VDD，引脚6接A/D模数转换器，引脚7接地；所述电阻Rf一端接运算放大器引脚2，另一端接运算放大器引脚6；所述电阻Ri一端接运算放大器引脚2，另一端接斩波开关连接有分压电阻R2的一端。
所述A/D模数转换器与MCU连接，并接入5V的VDD，用于将采集的两个电压信号转换成数字信号输出至MCU，以便MCU计算出两个电压的差值，继而计算出分流电阻产生的电压值，完成电流的测量。
本发明测量电流的过程如下：
（1）闭合斩波开关，运算放大器输出电压信号U1，并由A/D模数转换器采集；
（2）断开斩波开关，运算放大器输出电压信号U2，并由A/D模数转换器采集；
（3）A/D模数转换器将采集的两个电压信号转化成数字信号，并传输至MCU，由MCU计算出两个电压的差值，然后由下列公式计算出分流电阻产生的电压值Ui，即可完成电流的测量：
Ui=(U2–U1) /(G＋0.5)
式中，G为运算放大器的增益，且G等于电阻Rf的阻值除以电阻Ri的阻值。
本发明通过模拟放大器电路的拓扑，只需利用低输入偏移Vos的直流放大器+斩波开关及MCU和A/D模数转换器，即可完成电动汽车电池电流的测量，其相比现有的电流测量方式来说，不仅操作简单、成本低廉、对硬件设计要求不高，而且在与专利“新能源电动车分流式数字电流传感器”提供的原理方法结合后，还可以制作出一种高精度的电流传感器。因此，本发明相比现有技术来说，技术进步十分明显，具有突出的实质性特点和显著的进步。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述系统结构及方法设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使再本发明上做出一些毫无实质性的改动或润色，其所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种电动汽车电流测量电路，其特征在于，包括分流电阻、斩波开关、直流放大器、A/D模数转换器和MCU，其中：
分流电阻，用于接入电动汽车电池，并在电池电流流过时产生电压信号；
斩波开关，与分流电阻两端连接，且其中一端通过分压电阻R1接入5V的VDD，另一端通过分压电阻R2接地，该斩波开关用于对分流电阻产生的电压信号进行斩波；
直流放大器，同时与5V的VDD、斩波开关和A/D模数转换器连接，并同时接地，用于斩波开关闭合和打开时分别输出两个电压信号，以便A/D模数转换器轮流采集；
A/D模数转换器，与MCU连接，并接入5V的VDD，用于将采集的两个电压信号转换成数字信号输出至MCU，以便MCU计算出两个电压的差值，继而计算出分流电阻产生的电压值，完成电流的测量；
所述直流放大器包括运算放大器、电阻Rf和电阻Ri；所述运算放大器引脚3接斩波开关连接有分压电阻R1的一端，引脚4接5V的VDD，引脚6接A/D模数转换器，引脚7接地；所述电阻Rf一端接运算放大器引脚2，另一端接运算放大器引脚6；所述电阻Ri一端接运算放大器引脚2，另一端接斩波开关连接有分压电阻R2的一端；
所述斩波开关与分压电阻R1之间还连接有限流电阻R3；
电动汽车电流测量电路的实现方法，包括以下步骤：
（1）闭合斩波开关，运算放大器输出电压信号U1，并由A/D模数转换器采集；
（2）断开斩波开关，运算放大器输出电压信号U2，并由A/D模数转换器采集；
（3）A/D模数转换器将采集的两个电压信号转化成数字信号，并传输至MCU，由MCU计算出两个电压的差值，然后由下列公式计算出分流电阻产生的电压值Ui，完成电流的测量：
Ui=(U2–U1)/(G＋0.5)
式中，G为运算放大器的增益，且G等于电阻Rf的阻值除以电阻Ri的阻值。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10359449B2 (en) * 2017-03-29 2019-07-23 Analog Devices Global Current measurement techniques to compensate for shunt drift
CN110456138B (zh) * 2019-08-12 2022-01-14 宁波拓邦智能控制有限公司 一种电流检测方法、装置、及家用设备

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0219735A2 (de) * 1985-10-17 1987-04-29 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur Spitzenstromreduzierung in einem Sperrwandler-Schaltnetzteil
WO1992001231A1 (en) * 1990-07-11 1992-01-23 Neste Oy An indirect current measuring circuit
CN201754160U (zh) * 2010-08-23 2011-03-02 航天时代电子技术股份有限公司 非晶玻璃包裹丝磁敏探头及包含该探头的电流测量装置
CN102735906A (zh) * 2012-07-05 2012-10-17 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种电感电流检测电路以及应用其的led驱动电路
CN103492887A (zh) * 2010-11-09 2014-01-01 法雷奥热系统公司 用于电加热器的电流测量
CN103852623A (zh) * 2014-03-21 2014-06-11 江苏理工学院 电容式光伏电池电压电流采集装置
CN203745616U (zh) * 2013-12-31 2014-07-30 双新电器(郑州)制造有限公司 一种免维护铅酸蓄电池无损检测仪
CN203798890U (zh) * 2014-03-17 2014-08-27 华晶精密制造有限公司 一种多电极电流检测装置
CN104991115A (zh) * 2015-06-12 2015-10-21 武汉精测电子技术股份有限公司 一种斩波式直流电流检测方法及电路
CN204832328U (zh) * 2015-06-12 2015-12-02 武汉精测电子技术股份有限公司 一种电流检测系统
CN105899918A (zh) * 2014-01-08 2016-08-24 旭化成微电子株式会社 二极管型传感器的输出电流检测ic芯片以及二极管型传感器装置
CN206114766U (zh) * 2016-10-31 2017-04-19 成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司 一种电动汽车电流测量电路

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0219735A2 (de) * 1985-10-17 1987-04-29 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur Spitzenstromreduzierung in einem Sperrwandler-Schaltnetzteil
WO1992001231A1 (en) * 1990-07-11 1992-01-23 Neste Oy An indirect current measuring circuit
CN201754160U (zh) * 2010-08-23 2011-03-02 航天时代电子技术股份有限公司 非晶玻璃包裹丝磁敏探头及包含该探头的电流测量装置
CN103492887A (zh) * 2010-11-09 2014-01-01 法雷奥热系统公司 用于电加热器的电流测量
CN102735906A (zh) * 2012-07-05 2012-10-17 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种电感电流检测电路以及应用其的led驱动电路
CN203745616U (zh) * 2013-12-31 2014-07-30 双新电器(郑州)制造有限公司 一种免维护铅酸蓄电池无损检测仪
CN105899918A (zh) * 2014-01-08 2016-08-24 旭化成微电子株式会社 二极管型传感器的输出电流检测ic芯片以及二极管型传感器装置
CN203798890U (zh) * 2014-03-17 2014-08-27 华晶精密制造有限公司 一种多电极电流检测装置
CN103852623A (zh) * 2014-03-21 2014-06-11 江苏理工学院 电容式光伏电池电压电流采集装置
CN104991115A (zh) * 2015-06-12 2015-10-21 武汉精测电子技术股份有限公司 一种斩波式直流电流检测方法及电路
CN204832328U (zh) * 2015-06-12 2015-12-02 武汉精测电子技术股份有限公司 一种电流检测系统
CN206114766U (zh) * 2016-10-31 2017-04-19 成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司 一种电动汽车电流测量电路

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mehdi Kiani 等.A Q-Modulation Technique for Efficient Inductive Power Transmission.《IEEE Journal of Solid-State Circuits》.2015,第50卷(第12期),第2839-2848页. *
李军 等.基于斩波控制的新型励磁系统.《电力自动化设备》.2006,第26卷(第7期),第13-17页. *
汪艳丽 等.基于GSM网络电流信号监测系统设计研究.《长春理工大学学报》.2012,第35卷(第4期),第171-177页. *

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