電動(dòng)車(chē)電池管理系統設計及實(shí)現
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
2 系統硬件設計
2．1 單體電池電壓測量
單體電池電壓測量的基本原理是采用分時(shí)測量的方法，把串聯(lián)電壓統一連接到檢測總線(xiàn)A、B上。測量時(shí)，不同的時(shí)刻檢測總線(xiàn)A、B分別連接在串聯(lián)電池組中某一個(gè)單體電池的兩端，這樣，當按照一定的時(shí)間策略?huà)呙钑r(shí)，就能讓串聯(lián)電池組中每一個(gè)單體電池的電壓都能在檢測總線(xiàn)A、B之間依次出現一次，起到把單體電池電壓剝離出串聯(lián)電池組的目的。具體實(shí)現是采用一組由n+1個(gè)開(kāi)關(guān)組成的開(kāi)關(guān)陣(n為串聯(lián)電池數)，開(kāi)關(guān)陣與串聯(lián)電池組的連接見(jiàn)圖2，連接的原則是單號開(kāi)關(guān)的一端依次接奇數號電池的負極，另一端接檢測總線(xiàn)A點(diǎn)，雙號開(kāi)關(guān)的一端依次接偶數電池的負極，另一端接檢測總線(xiàn)B點(diǎn)。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/179242.htm
開(kāi)關(guān)陣每次導通兩個(gè)，次序為：K1K2、K2K3、…KiKi+1、…Kn-1Kn、KnKn+1，通過(guò)這種每次只導通相鄰兩個(gè)開(kāi)關(guān)的策略可以將單體電池電壓從串聯(lián)結構中分離出來(lái)，送到檢測總線(xiàn)A、B之間。當第i和i+1開(kāi)關(guān)導通時(shí)，A、B上的電壓分別為：
顯然，A、B之間形成了一對雙端差模信號，該信號含有很高的共模信號。為了把檢測總線(xiàn)A、B之間的雙端差分電壓信號轉換成對地的單端電壓信號，同時(shí)消除單體電池差分電壓中的共模信號。圖1電路中采用運算放大器A1、電阻R1、R2、R3、R4構成一個(gè)差分放大器，取R1=R2 =R3=R4，該放大器的增益為1。這樣，A、B之間的電壓UAB為：
UAB經(jīng)過(guò)跟隨電路和絕對值電路后，被A／D轉換電路采樣，實(shí)現了電池電壓的測量。
2．2 電流檢測
電流采集采用閉環(huán)霍爾電流傳感器。電動(dòng)車(chē)額定工作電流為150A。為保證測量精度，電流傳感器額定測量值為被測信號1-1．5倍較為合適，本文的霍爾電流傳感器采用北京森社公司宇波模塊CHB-200SF霍爾效應電流傳感器。測量頻率是0～100kHz，供電電壓為正負15V，測量范圍為0～200A，匝數比為1：2000，精度0．5％～1％，響應時(shí)間小于1 μs。其測量電路如圖3所示。
傳感器的輸出電流經(jīng)過(guò)采樣電阻R5轉換為電壓信號。R5為精密金屬電阻，R5=20Ω／2W。由于從傳感器過(guò)來(lái)的電流是雙向(-75mA-+75mA)的，因此其轉換得到的電壓是正負電壓，這樣不利于A(yíng)／D采樣。為此本文設計了一個(gè)加法器，它的功能是將以0V為中心的正負電壓提升至以2．5V為中心的正電壓(1～4V)，這個(gè)電壓范圍正好是A／D采樣的范圍。
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