CN201886064U - 电池管理系统及其控制器中电池组电流采样电路 - Google Patents

电池管理系统及其控制器中电池组电流采样电路 Download PDF

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刘洋成
洛志宏
韦凯
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Abstract

本实用新型涉及一种电池管理系统及其控制器中电池组电流采样电路，都包括霍尔电流传感器及其一个以上量程输出端上依次对应电连接的各自不同的信号放大模块和滤波单元，所述滤波单元分别对应电连接内置用于采样值溢出则选下一量程的测量量程判定程序的所述微处理器的各自不同端口(AD1、AD2)。这种电池管理系统及其控制器中电池组电流采样电路，对不同大小电流使用不同适合量程，实现高精度测量充放电电流，满足动力最优控制的需要。

Description

电池管理系统及其控制器中电池组电流采样电路
技术领域
本实用新型涉及动力电池管理，具体涉及一种电池管理系统控制器中电池组电流采样电路。
背景技术
电池管理系统是动力电池应用及新能源汽车产业发展的关键。在电动汽车、电动自行车和电动摩托车中，电池管理系统负责采集电池组中单体电池 (电压、电流和温度)的数据，估计电池组的工作状态、均衡电池组间单体电池的电量、实施热管理、电池系统故障诊断和报警等，并与车上其他零部件或系统进行数据通信。而现有电池管理系统中：采用量程满足电池组最大充放电电流的传感器，造成在电池组小电流充放电时，测量数据不准确，不能满足SOC准确估算的要求，不利于混合动力汽车的最优控制。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是，如何提供一种电池管理系统及其控制器中电池组电流采样电路，能提高电流采样的精度。
本实用新型的第一个技术问题这样解决：构建一种电池组电流采样电路，输出连接微处理器，包括霍尔电流传感器及其一个以上量程输出端上依次对应电连接的各自不同的信号放大模块和滤波单元，所述滤波单元分别对应电连接内置溢出判定程序的所述微处理器的各自不同端口，溢出判定程序包括：从小到大依次选择正确量程，若超出本次量程的阙值则选下一量程，否则选本次量程正确测量，进入下一量程后继续同样判断。所述信号放大模块输出端上的所述滤波单元可是共用的或每端子独立分开的。
按照本实用新型提供的采样电路，所述信号放大模块包括运放电路及其输入端上的与所述霍尔电流传感器电连接的滤波单元。
按照本实用新型提供的采样电路，所述滤波单元包括但不限制于都是RC滤波单元。
按照本实用新型提供的采样电路，所述霍尔电流传感器是具有二个量程的霍尔电流传感器。
按照本实用新型提供的采样电路，所述霍尔电流传感器是具有二个以上量程的霍尔电流传感器。
按照本实用新型提供的采样电路，所述具有二个以上量程的霍尔电流传感器的所有量程输出端中部分或全部依次对应电连接的各自不同的信号放大模块和各自不同的滤波单元，如：只选二个端口。
按照本实用新型提供的采样电路，所述电池组电流采样电路设置在电池管理系统中控制器内，所述微处理器是电池管理系统中控制器内的核心部件，本实用新型适用的电池管理系统中控制器的结构包括但不限制于主从结构，该结构中每个控制器包括一微处理器，电池组电流采样电路仅设置在主控制器内。
本实用新型的另一个技术问题这样解决：构建一种电池管理系统，控制器和电池组，所述控制器内置权利要求1-6任一项所述电池组电流采样电路。
按照本实用新型提供的电池管理系统，所述控制器是主控制器，所述电池管理系统还包括与所述主控制器内部CAN总线连接的一个以上从控制器，所述主控制器还连接外部CAN总线。
本实用新型提供的电池管理系统及其控制器中电池组电流采样电路，采用多量程霍尔电流传感器，结合辅助信号处理电路和微处理器内置的选择判定程序，对不同大小电流使用不同适合量程，实现高精度测量充放电电流，满足动力最优控制的需要。
附图说明
下面结合附图和具体实施例进一步对本实用新型进行详细说明：
图1是本实用新型具体实施例的电池管理系统控制器中电池组电流采样电路原理示意图；
图2是图1中微处理器内置量程选择程序流程示意图；
图3是本实用新型具体实施例的电池管理系统的电结构示意图；
图4是图3中主控制器的电结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型具体实施例电池管理系统控制器中的电池组电流采样电路采用具有多个量程范围的霍尔电流传感器将电池组与控制电路进行隔离，霍尔电流传感器的高档（第一电流采样通道）量程范围应满足电池组最大充放电电流需求，低档（第二电流采样通道）的量程范围则可缩小为高档量程范围的十分之一左右。在电池组充放电电流较小时，选择第二电流采样通道对电池组电流采样，在电池组充放电电流超出低档量程范围时，选择第一电流采样通道对其采样，就完全能够满足电池组片上系统SOC估算以及动力系统控制策略对电流数据精度的要求。
如图2所示，微处理器内置量程选择程序包括以下步骤：
201）通过采用小量程的第二电流采样通道获取霍尔电流传感器的对应电流采样值；
202）判断采样值是否超出第二电流采样通道的量程？未超出则判定该采样值为实际电流值返回该值，跳过步骤203）结束；超出则进入下一步；
203）通过使用大量程的第一电流采样通道获取电流传感器的电流采样值作为实际电流值返回该值，结束。
如图3所示，本实用新型具体实施例电池管理系统采用双CAN总线的主从控制器结构，包括外部CAN总线1、内部CAN总线2、一个主控制器以及多个从控制器和电池均衡器，从控制器和电池均衡器与其对应的由一个以上单体电池组成的电池模块的连接接口独立分开、分别对应图中的实线粗箭头和空心箭头。其中主控制器，结构如图4所示，设置有微处理器和本实用新型电池组电流采样电路。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种电池组电流采样电路，输出连接微处理器，其特征在于，包括霍尔电流传感器及其一个以上量程输出端上依次对应电连接的各自不同的信号放大模块和滤波单元，所述滤波单元分别对应电连接内置溢出判定程序的所述微处理器的各自不同端口(AD1、AD2)。
2.根据权利要求1所述采样电路，其特征在于，所述信号放大模块包括运放电路及其输入端上的与所述霍尔电流传感器电连接的滤波单元。
3.根据权利要求1或2所述采样电路，其特征在于，所述滤波单元都是RC滤波单元。
4.根据权利要求1所述采样电路，其特征在于，所述霍尔电流传感器是具有二个量程的霍尔电流传感器。
5.根据权利要求1所述采样电路，其特征在于，所述霍尔电流传感器是具有二个以上量程的霍尔电流传感器。
6.根据权利要求5所述采样电路，其特征在于，所述具有二个以上量程的霍尔电流传感器的所有量程输出端中部分或全部依次对应电连接的各自不同的信号放大模块和各自不同的滤波单元。
7.一种电池管理系统，包括控制器和电池组，其特征在于，所述控制器内置权利要求1-6任一项所述电池组电流采样电路。
8.根据权利要求7所述电池管理系统，其特征在于，所述控制器是主控制器，所述电池管理系统还包括与所述主控制器内部CAN总线连接的一个以上从控制器，所述主控制器还连接外部CAN总线。
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