一种电动汽车电流测量电路及其实现方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术操作简便、成本低廉，很好地实现了对传统专用IC测量电流的替代。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量电路，具体涉及的是一种电动汽车电流测量电路及其实现方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过设计斩波开关、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。本专利技术无需使用专用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。本专利技术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为本专利技术的电路原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1所示，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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，本专利技术相比现有技术来说，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，便可很好地实现本专利技术。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，即使再本专利技术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专利技术一样的，均应当包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电流测量电路，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，陈应凯，
申请(专利权)人：成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51