CN203069764U - 一种电池组电参数测量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池组电参数测量电路，包括：电源管理电路、隔离电路、微控制器单元MCU、电流测量电路；电流测量电路包括上拉电阻、电流测量芯片、采样电阻、滤波电容；采样电阻串联在电池组工作回路中，电流流经采样电阻在采样电阻两端产生电压；电源管理电路输出与隔离电路相连；隔离电路输入与电源管理电路相连，输出与微控制器单元MCU、电流测量电路相连；电流测量芯片两个测量管脚RSHH、RSHL与采样电阻两端相连对两端电压实时测量，电流测量芯片管脚INTN、SDAT、SCLK、CLK与微控制器单元MCU数字串行接口连接。优点是：电路工作环境少无磁场干扰，测量结果易于温漂、零点漂移和线性度的修正，测量误差小；测量精度高，电路简易，成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车电子技术领域，涉及一种电池组电参数测量电路，特别适用于电动汽车电池组电流、电压参数测量控制。
背景技术
众所周知，锂电池如果充电电流过大，或充电时间过长，可能造成电池内压升高、电池变形、漏液等不良现象，同时，其电性能也会显著降低。电池过放可能会给电池带来灾难性的后果，特别是大电流过放，或反复过放对电池影响更大。为了保护车用锂电池的性能，延长电池使用寿命，及其使用的安全性，必须避免电动汽车锂电池组在充电过程中过充和开车过程中过放，因此需要对电池组电量时刻监控。
已知电动汽车电池组电流监控采用霍尔传感器，用于检测电池的电流，其缺点是：
第一，使用霍尔传感器使电路工作环境增加了磁场干扰，对测量结果进行温漂、零点漂移和线性度的修正增加了难度，测量误差大。
第二，目前微控制器内嵌模数转换器精度不高，测量结果精度低，如需高精度测量需要外置高精度模数转换器芯片。
第三，需要电压基准源为模数转换器提供基准电压，不仅增加成本，也增加了电路复杂度。
发明内容：
本实用新型公开了一种电池组电参数测量电路，以解决现有技术中采用霍尔传感器电路工作环境具有磁场干扰，对测量结果进行温漂、零点漂移和线性度的修正增加了难度，测量误差大；微控制器内嵌模数转换器精度不高，测量结果精度低，如需高精度测量需要外置高精度模数转换器芯片；需要电压基准源为模数转换器提供基准电压，不仅增加成本，也增加了电路复杂度等问题。
本实用新型公开了一种电池组电参数测量电路，包括：电源管理电路、隔离电路、微控制器单元MCU 、电流测量电路；电流测量电路包括上拉电阻、电流测量芯片、采样电阻、滤波电容；采样电阻串联在电池组工作回路中，电流流经采样电阻在采样电阻两端产生电压；电源管理电路输出与隔离电路相连；隔离电路输入与电源管理电路相连，输出与微控制器单元MCU 、电流测量电路相连；电源管理电路和电池组不是一个系统，隔离电路实现电源管理电路和电池组电源的隔离；电流测量芯片两个测量管脚RSHH、RSHL与采样电阻两端相连对两端电压实时测量，电流测量芯片管脚INTN、SDAT、SCLK、CLK与微控制器单元MCU 数字串行接口连接，实现微控制器单元MCU 对电流测量芯片寄存器配置和测量结果的读取，根据欧姆定律计算电池组电流值，实现电流参数测量。
本实用新型电流测量芯片管脚RSHL与管脚GND相连，作为电压测量最低参考点；电流测量芯片管脚RSHH、RSHL分别对地GND接一滤波电容C11、C10；电流测量芯片管脚AGND与地GND之间接电容对模拟地滤波；电流测量芯片管脚REF与地GND之间接电容对参考电压滤波。
电流测量芯片管脚RSHH、RSHL分别对地GND接一滤波电容C11、C10在印制电路板PCB布线时走差分布线，实现对零点漂移修正。
本实用新型上拉电阻包括上拉电阻R7、上拉电阻R8、上拉电阻R9；电流测量芯片管脚INTN、SDAT、SCLK分别与隔离电路输出电源VCC之间连接上拉电阻R7、上拉电阻R8、上拉电阻R9，增强电流测量芯片驱动能力。
本实用新型还包括CAN通讯电路，CAN通讯电路与电源管理电路输出端相连；CAN通讯电路与隔离电路相连；实现测量数据通讯。
本实用新型还包括电压测量电路，电池组电压测量电路包括电压基准电路、分压电路；电压基准电路与微控制器单元MCU的A/D1模数转换管脚连接；分压电路输入端与电池组正极电连接；分压电路输出端与微控制器单元MCU的A/D2模数转换管脚连接。
电流测量芯片可精确测量采样电阻两端电压最小精度0.25μV，采样频率可达16kHz，通过配置可实现温漂、零点漂移和线性度修正。
采样电阻特性：额定功率15W，阻值0.1mΩ，恒定工作电流可达350A。
微控制器单元MCU 电流测量结果计算公式为：
其中：I为测量电流值；R为采样电阻值；
为电流测量芯片输出数字量；
为每个增益对应的输入值。
微控制器单元MCU 电压测量结果计算公式为：
其中：U为测量电压值；K为分压系数；D为A/D模数转换器读取数字量；V为基准源输出电压值；M为A/D模数转换器读取基准源输出电压值对应的数字量。
本实用新型的积极效果在于：电路工作环境少无磁场干扰，测量结果易于温漂、零点漂移和线性度的修正，测量误差小；测量精度高，电路简易，成本低。
附图说明：
图1为本实用新型示意图；
图中：1电源管理电路、2 CAN通讯管路 、3隔离电路 、4 微控制器单元MCU、5 电流测量电路、5a上拉电阻、5b电流测量芯片、5c采样电阻、5d滤波电容、6电池组电压测量电路、6a电压基准电路、6b分压电路。
具体实施方式：
以下结合附图详细说明本实用新型的一个实例。
如图1所示：本实施例包括：电源管理电路1、CAN通讯管路2 、隔离电路3 、微控制器单元MCU 4、电流测量电路5、电池组电压测量电路6；电流测量电路5包括上拉电阻5a、电流测量芯片5b、采样电阻5c、滤波电容5d；电池组电压测量电路6包括电压基准电路6a、分压电路6b；采样电阻5c串联在电池组工作回路中，电流流经采样电阻在采样电阻5c两端产生电压；电源管理电路1输出与隔离电路3相连；隔离电路3输入与电源管理电路1相连，输出与微控制器单元MCU 4、电流测量电路5相连；电源管理电路1和电池组不是一个系统，隔离电路3实现电源管理电路1和电池组电源的隔离；电流测量芯片5b两个测量管脚RSHH、RSHL与采样电阻5c两端相连对两端电压实时测量，电流测量芯片管脚INTN、SDAT、SCLK、CLK与微控制器单元MCU 4数字串行接口连接，实现微控制器单元MCU 4对电流测量芯片5b寄存器配置和测量结果的读取，根据欧姆定律计算电池组电流值，实现电流参数测量。
本实用新型电流测量芯片5b管脚RSHL与管脚GND相连，作为电压测量最低参考点；电流测量芯片5b管脚RSHH、RSHL分别对地GND接一滤波电容C11、C10，电流测量芯片5b管脚RSHH、RSHL分别对地GND接一滤波电容C11、C10在印制电路板PCB布线时走差分布线，实现对零点漂移修正；电流测量芯片5b管脚AGND与地GND之间接电容C8对模拟地滤波；电流测量芯片5b管脚REF与地GND之间接电容C9对参考电压滤波。
本实用新型上拉电阻5a包括上拉电阻R7、上拉电阻R8、上拉电阻R9；电流测量芯片5b管脚INTN、SDAT、SCLK分别与隔离电路3输出电源VCC之间接上拉电阻R2、上拉电阻R3、上拉电阻R4，增强电流测量芯片5b驱动能力。
CAN通讯电路2与电源管理电路1输出端相连；CAN通讯电路2与隔离电路3相连；实现测量数据通讯。电压测量电路5包括电压基准电路6a、分压电路6b；电压基准电路6a与微控制器单元MCU 4的A/D1模数转换管脚连接；分压电路6b输入端与电池组正极电连接；分压电路6b输出端与微控制器单元MCU 4的A/D2模数转换管脚连接；A/D数模转换实现电压参数测量。
电流测量芯片5b可精确测量采样电阻两端电压最小精度0.25μV，采样频率可达16kHz，通过配置可实现温漂、零点漂移和线性度修正。
采样电阻特性：额定功率15W，阻值0.1mΩ，恒定工作电流可达350A。
微控制器单元MCU 电流测量结果计算公式为：
其中：I为测量电流值；R为采样电阻值；为电流测量芯片输出数字量；
为每个增益对应的输入值。
微控制器单元MCU 电压测量结果计算公式为：
其中：U为测量电压值；K为分压系数；D为A/D模数转换器读取数字量；V为基准源输出电压值；M为A/D模数转换器读取基准源输出电压值对应的数字量。
Claims (6)
1.一种电池组电参数测量电路，包括：电源管理电路、隔离电路、微控制器单元MCU 、电流测量电路；电流测量电路包括上拉电阻、电流测量芯片、采样电阻、滤波电容；采样电阻串联在电池组工作回路中，电流流经采样电阻在采样电阻两端产生电压；电源管理电路输出与隔离电路相连；隔离电路输入与电源管理电路相连，输出与微控制器单元MCU 、电流测量电路相连；电流测量芯片两个测量管脚RSHH、RSHL与采样电阻两端相连对两端电压实时测量，电流测量芯片管脚INTN、SDAT、SCLK、CLK与微控制器单元MCU 数字串行接口连接。
2. 根据权利要求1所述的电池组电参数测量电路，其特征在于：电流测量芯片管脚RSHL与管脚GND相连，作为电压测量最低参考点；电流测量芯片管脚RSHH、RSHL分别对地GND接一滤波电容C11、C10；电流测量芯片管脚AGND与地GND之间接电容对模拟地滤波；电流测量芯片管脚REF与地GND之间接电容对参考电压滤波。
3. 根据权利要求2所述的电池组电参数测量电路，其特征在于：电流测量芯片管脚RSHH、RSHL分别对地GND接一滤波电容C11、C10在印制电路板PCB布线时走差分布线。
4. 根据权利要求1所述的电池组电参数测量电路，其特征在于：上拉电阻包括上拉电阻R7、上拉电阻R8、上拉电阻R9；电流测量芯片管脚INTN、SDAT、SCLK分别与隔离电路输出电源VCC之间连接上拉电阻R7、上拉电阻R8、上拉电阻R9。
5. 根据权利要求1所述的电池组电参数测量电路，其特征在于：还包括CAN通讯电路，CAN通讯电路与电源管理电路输出端相连；CAN通讯电路与隔离电路相连；实现测量数据通讯。
6. 根据权利要求1所述的电池组电参数测量电路，其特征在于：还包括电压测量电路，电池组电压测量电路包括电压基准电路、分压电路；电压基准电路与微控制器单元MCU的A/D1模数转换管脚连接；分压电路输入端与电池组正极电连接；分压电路输出端与微控制器单元MCU的A/D2模数转换管脚连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 201320023113 CN203069764U (zh) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | 一种电池组电参数测量电路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 201320023113 CN203069764U (zh) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | 一种电池组电参数测量电路 |
Publications (1)
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| CN203069764U true CN203069764U (zh) | 2013-07-17 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN 201320023113 Expired - Lifetime CN203069764U (zh) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | 一种电池组电参数测量电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN203069764U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104052105A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-09-17 | 河南速达电动汽车科技有限公司 | 一种电动汽车锂电池快速充电系统 |
| CN106707001A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-05-24 | 上海与德科技有限公司 | 电流检测电路及方法 |
| CN113534699A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-22 | 山东精工电源科技有限公司 | 基于通讯协议的锂电池库仑电量控制系统及其控制方法 |
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2013
- 2013-01-17 CN CN 201320023113 patent/CN203069764U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN106707001A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-05-24 | 上海与德科技有限公司 | 电流检测电路及方法 |
| CN113534699A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-22 | 山东精工电源科技有限公司 | 基于通讯协议的锂电池库仑电量控制系统及其控制方法 |
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