[发明专利]电流积分的测量电路

说明书

技术领域

本发明涉及用于电动汽车电池管理系统、电池充放电设备的电流积分测量电路。

背景技术

电动汽车、电池充放电设备中通常需要计算蓄电池的剩余能量，电流积分法是计算电池剩余能量最常用的方法。目前计算电流积分最常用的方法是先测量电流，然后在软件中对电流进行积分，这种方法精度低，CPU软件开销大。如中国专利03800926.9“电池组和电池剩余能量计算方法”，主要是用软件计算能量的积分。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种用硬件测量电流积分的方法。本发明硬件电路简单，测量精度高，改变了现有靠软件技术测量电流积分的方法，减少了软件工作量，同时也降低了系统成本。本发明用于电动汽车的电池管理系统，计算蓄电池的电量，可提高电流积分的精度。

本发明利用了电量芯片的能量计算功能。能量计算芯片需要两路信号输入，第一路是电流信号，第二路是电压信号，在第二路电压信号输入端接入一个基准电压源，将电量芯片测得的能量除以第二路输入的基准电压值，就得到电流积分值AT。能量的计算公式为：E＝∫UIdt，其中E为能量，U为输入电压，I为输入电流。当用来积分的电压U为常量时，AT=EU=∫Idt,]]>通过此公式即可以快速而准确地计算出电流的积分AT。

本发明主要包括：电流信号处理模块、能量计算芯片模块、基准电压源模块。电流信号处理模块和能量计算芯片模块直接通过输出信号V1P相连接，基准电压源模块输出基准电压REF直接接到能量计算芯片的电压参考端REF。基准电压源模块输出的基准电压REF经过精密电阻R63、R64、R62分压后直接输入到能量计算芯片V2P端。

电流传感器输出的信号经过处理转换成-0.5V~+0.5V的电压信号BC+。电压信号BC+输入到电流信号处理模块。电流信号处理模块由运放LM158，精密电阻R55、R56、R57，电容C44、C45、C52构成一个二阶低通滤波器。实际应用中可以根据干扰源来选定电阻和电容的值，以取得不同的滤波效果。电阻R58和C46构成了一个阻容滤波电路。

能量计算芯片模块由ADE7753及其外围电路构成。ADE7753有两路模拟输入通道，在用作电流积分功能时，V1P输入电流信号，V2P输入电压信号。ADE7753使用外部晶振电路，ADE7753的采样频率最快可以达到27.9K/S。ADE7753工作需要一个电压基准，可以使用ADE7753内部自带的电压基准源，也可以使用外部电压基准，为了提高系统的采样精度，本发明中采用了外部电压基准。ADE7753采用SPI通讯接口和外部进行通讯，DIN是数据输入线和CPU的数据输出线接口，DOUT是数据输出线和CPU的数据输入线接口，SCLK是时钟信号线，由CPU产生SPI通讯的时钟信号。

基准电压模块由MAX6173和精密电阻R62、R63、R64构成。MAX6173具有精度高，低温漂的特点。在实际使用中，可以根据系统的精度要求采用不同的基准电压模块。基准电压模块在本发明中主要有两个作用：一是给ADE7753提供基准电压，二是经过电阻分压，给ADE7753的第二通道输入一个0.1V的基准电压。在第二通道电压输入是一个定值的情况下，电流积分就是能量值的整数倍。在本发明中，电流积分就是能量值的十倍。实际运用中，可以使用不同的分压电阻，但输入第二通道的电压值一定要小于等于0.5V。

本发明在能量芯片内部就完成了功率的积分，CPU只需要读取能量芯片中积分的结果，经过简单运算就能得到电流积分结果，这样就大大减少了软件工作量，同时也提高了电流积分的精度。

附图说明

图1是系统模块连接框图；

图2是电流信号处理电路原理图；

图3是能量计算芯片电路原理图；

图4是基准电压源电路原理图；

具体实施方式