电动汽车动力电池电压采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电动汽车动力电池电压采集系统，包括与动力电池连接的选择器、隔离放大器、单片机，还包括可编程增益放大器，可编程增益放大器由运算放大器和数字电位器组成，数字电位器与单片机相连，由单片机根据不同类型动力电池的单体电压控制数字电位器的电阻，调整放大器增益，提高电压采集系统在匹配不同动力电池时保证电压采集精度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动汽车
，具体涉及一种电动汽车动力电池电压采集系统。
技术介绍
电动汽车在能源危机和环境恶化加剧的情况下应运而生，成为缓解能源压力、降低环境污染的有效手段之一。动力电池作为电动汽车的核心储能器件，直接影响着电动汽车的性能特别是续行里程，因此一般电动汽车的动力电池组都包含数量较多的单体电池，为保证动力电池的安全并延长其使用寿命，需要通过电池管理的电压采集系统采集每个单体电池的参数特别是电池电压，经过A/D转换后送入单片机进行监控、比较，以确保每个单体电池工作在正常状态，或在需要时对动力电池进行均衡处理。目前，应用于电动汽车的电池主要有磷酸铁锂电池、镍氢电池、电容电池以及超级电容，但是电池管理系统大多数只是针对磷酸铁锂电池，对于电压较低的其它电池如镍氢电池、电容电池以及超级电容等，传统的放大增益固定的采集系统则无法满足采集精度要求。如使用其它电池，用户则需要根据使用的电池来订制相应的管理电池系统，一旦更换电池，将导致管理系用失效或匹配度下降。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的上述缺点，提供一种可调整放大器增益的电压采集系统，提高电压采集系统在匹配不同动力电池时的电压采集精度。为实现上述目的，本技术采用如下的技术方案—种电动汽车动力电池电压采集系统，包括与动力电池连接的选择器、隔离放大器、单片机，还包括可编程增益放大器。隔离放大器用于动力电池组与后续采集控制电路的电气隔离，选择器输出的单体电池电压信号经隔离放大器后输出差分电压信号。所述可编程增益放大器由运算放大器和数字电位器组成。所述数字电位器与单片机相连，单片机可根据采集的单体电池电压选择控制数字电位器的电阻值大小，从而改变增益放大器的增益，从而使放大器输出的电压范围与ADC 量程相对应，使得测量精度最大化。所述选择器主要由开关矩阵组成，选择器与所述单片机直接相连并由单片机控制可选择采集任意一单体电池电压。本技术的优点在于采用可编程增益放大器，由单片机根据不同类型动力电池的单体电压控制数字电位器的电阻，调整放大器增益，提高电压采集系统在匹配不同动力电池时保证电压采集精度。采用外置式组合可编程增益放大器代替内置高精度ADC的单片机实现对不同电3池电压的高精度测量，电路结构简单，有效降低了成本。附图说明图1为本技术电动汽车电压采集系统电路图。具体实施方式以下结合附图来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1所示，1是动力电池组，2是选择器，3是隔离放大器，4是减法器，41是第一放大器，5是可编程增益放大器，51是第二放大器，52是数字电位器，6是A/D转换器，7是单片机。本技术的电动汽车动力电池电压采集系统包括依次连接的动力电池组、选择器、隔离放大器、减法器、可编程增益放大器、A/D转换器和单片机。选择器主要由开关矩阵组成，基本元件Photo-MOS固态继电器，它还直接与单片机连接，由单片机控制采集动力电池组任一节单体电池电压。隔离放大器用于动力电池组与后续采集控制电路的电气隔离，避免其他电路对动力电池造成影响，选择器输出的单体电池电压信号经隔离放大器后输出差分电压信号。运算放大器1和外围电阻组成减法器， 可以将隔离放大器输出的双端差分电压信号相减并放大转换为单极性的电压信号。运算放大器2和数字电位器组成可编程增益放大器，单片机可以同过控制数字电位器的电阻值来改变放大器的增益，这样单片机可根据采集的单体电池电压来调整放大器增益，从而使放大器输出的电压范围与ADC量程相对应，使得测量精度最大化。本实施例中采用的ADC的量程是0-3. 3V，磷酸铁锂动力电池组单体电池电压充满电后的最高电压在3. 65V左右，则单片机自动调节数字电位器的阻值，改变增益放大器的增益，使整个电路输入3. 65V时输出3. 3V。镍氢动力电池单体电池电压充满电后的最高电压在1. 46V左右，单片机自动调节数字电位器的阻值，改变增益放大器的增益，使整个电路输入1. 46V时仍输出3. 3V。从而实现了对不同电池电压的高精度测量。单片机内部ADC —般为10位分辨率，无法满足要求，若选用高分辨率的单片机则费用较高，于是采用外置式12位以上的ADC，可实现ImV的电压采集精度。通过采用组合可编程增益放大器的简单结构，实现了对不同动力电池电压的采集精度的自动匹配，提高了电池管理系统的兼容性。权利要求1.一种电动汽车动力电池电压采集系统，包括与动力电池连接的选择器、隔离放大器、 单片机，其特征在于还包括可编程增益放大器。2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池电压采集系统，其特征在于所述可编程增益放大器由运算放大器和数字电位器组成。3.根据权利要求2所述的电动汽车动力电池电压采集系统，其特征在于所述数字电位器与所述单片机相连。4.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池电压采集系统，其特征在于所述选择器与所述单片机直接相连并由单片机控制选择采集任意一单体电池电压。5.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池电压采集系统，其特征在于所述选择器主要由开关矩阵组成。专利摘要本技术公开了一种电动汽车动力电池电压采集系统，包括与动力电池连接的选择器、隔离放大器、单片机，还包括可编程增益放大器，可编程增益放大器由运算放大器和数字电位器组成，数字电位器与单片机相连，由单片机根据不同类型动力电池的单体电压控制数字电位器的电阻，调整放大器增益，提高电压采集系统在匹配不同动力电池时保证电压采集精度。文档编号B60L11/18GK202152014SQ201120235680公开日2012年2月29日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日专利技术者何斌, 夏鹏 申请人:天津市松正电动汽车技术股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电动汽车动力电池电压采集系统，包括与动力电池连接的选择器、隔离放大器、单片机，其特征在于：还包括可编程增益放大器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏鹏，何斌，
申请(专利权)人：天津市松正电动汽车技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12