[实用新型]电池组剩余电量的计量电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及计量电路，具体是一种电池组剩余电量的计量电路。

背景技术

电动汽车中电池组剩余电量的多少是一个重要的信息数据，这个数据能为整车用电器对电池的使用状况提供参考及预警的作用，避免电池过多的放电以至于损害电池，同时此数据能显示汽车的续航里程，提供驾驶信息。

电池的容量受到很多因素的影响包括环境温度、老化程度、充放电电流的大小、电池内阻以及电池自放电等，要想准确的测量出剩余电量是十分困难的。目前剩余电量计算的方法诸多，从原理上统计大致有开路电压法和安时积分法，但开路电压法无法准确测量动态下的剩余电量值，而安时积分法在长期工作后会产出较大的累积误差。

为此，CN 201229395 Y公开了一种锂离子电池组剩余电能计算方法的装置，该装置利用锂离子电池组的开路电压和电能积分相结合的方法来计算充放电能量，根据开路电压和充放电电流的大小实时计算锂离子电池组的直流阻抗，由直流阻抗和充放电电流等参数确定锂离子电池组在当前情况下，到放电终止时可用的剩余电能相应的开路电压，并由此时的开路电压计算出锂离子电池组在放电达到终止电压时的实际剩余电能。该装置适用于电池在各种状态下的剩余电能的准确估算,适合动力电池的使用特点。

但该装置一个电池单体对应一个电压检测传感器，对于多个电池单体所需要的电压检测传感器就为多个，因此需要多选一模拟开关切换来选取信号，这样不但增加了电路的规模和复杂度，也存在信号滞后，脉动较大，信号不稳定等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池组剩余电量的计量电路，其信号采集全面、准确，能解决现有技术中由于逐一对电池单体进行信号采集造成的滞后、脉动大等问题。

本实用新型的技术方案如下：一种电池组剩余电量的计量电路，包括微控制单元以及分别与所述微控制单元联接的电压采样模块、电流采样模块、CAN通信模块、温度采集模块、充电启动信号检测模块和钥匙开关信号检测模块；所述电压采样模块的两端分别与电池组的正、负极联接，所述电流采样模块通过电流霍尔传感器与电池组的直流母线联接，所述CAN通信模块通过CAN网络与显示仪表联接，所述电池组的正、负极还联接有DC-DC电源转换模块，所述DC-DC电源转换模块与电压采样模块、电流采样模块、CAN通信模块、温度采集模块、充电启动信号检测模块和钥匙开关信号检测模块供电联接。

所述电压采样模块用于实时地采集当前电池组的电压值，并将电池电压的模拟信号进行转换并传送到微控制单元中进行处理。电流采样模块与电流霍尔传感器相联接，用于采集电流霍尔传感器感应到的流过电池组直流母线的充放电电流，并转换后传送到微控制单元中进行处理。温度采集模块采集电池组的环境温度，并将采集值以数字信号方式发送到微控制单元中进行处理，并供微控制单元对电池容量进行温度修正。所述充电启动信号检测模块和钥匙开关信号检测模块检测行车、驻车和充电信号并送入微控制单元中，用于判断行车、驻车和充电状态。

所述微控制单元采用现有的电能量计算芯片，如按安时积分运算的电能量计算芯片ADE7753。微控制单元根据上述电压、电流、温度等信号，处理得到电池组实时电能。对应汽车，CAN通信模块与汽车的CAN网络的总线相联，微控制单元测量的数据通过此模块传送到显示仪表中显示。所述DC-DC电源转换模块将电池组的电压进行降压开关式转换，为其它模块提供工作所需的各种供电电源，也为电流霍尔传感器提供正负电源，同时能对高压供电系统和低压供电系统起到有效的隔离作用，同时能实现对电池的实时监测。

进一步的，所述电压采样模块包括第五线性光耦、第六线性光耦、第一放大器和第二放大器，所述第五线性光耦的管脚一与电池组的正极通过电阻联接，第五线性光耦的管脚二与电池组的负极联接，第五线性光耦的管脚一与管脚二间通过电容联接，第五线性光耦的管脚四与供电源联接，第五线性光耦的管脚三与第一放大器的同相输入端联接且通过电阻联接模拟地。

所述第一放大器的反相输入端与第六线性光耦的管脚三联接，第一放大器的输出端与第六线性光耦的管脚一联接，第一放大器的反相输入端与输出端通过电容联接。

所述第六线性光耦的管脚四与供电源联接，第六线性光耦的管脚二和管脚三分别通过电阻联接模拟地，第六线性光耦的管脚二还通过电阻与第二放大器的同相输入端联接。

所述第二放大器的同相输入端通过电容联接模拟地，第二放大器的反相输入端与输出端联接，第二放大器的输出端联接电阻后分别与微控制单元的输入端联接及通过电容与模拟地联接。