电动车辆动力电池组电压采集电路策画.pdf

嘭乏量‘铂2007年第26卷第12期 电动车辆动力电池组电压采集电路设计 张彩萍 张承宁 李军求 (北京理S--大学机械-9车辆工程学院100081) 摘 要 为保证电动车的正常和安全行驶，电池管理系统必须实时监测电动车电池的电压数 据，为了避免电池电压的不均衡性带来的局部电池过充／过放引起的安全问题，要求检测系统必 须对电池单体电压进行精确测量。设计了基于压控恒流源法的电池组电池单体电压采集电路，该 电路以运算放大器为核心，将被检测的电压信号转换成电流形式，提高了电池单体检测模块的抗 干扰性和工作稳定性，并且该检测电路在某电驱动车辆上得到了成功的应用，电压采集精度在 0．5％以内。 关键词 压控恒流源法 电池单体电压 电动车辆 理实现长串电池组电池单体电压的测量，把被检测 1 引言 的电压差(即单体电池端电压)转换成电流的形式 动力电池组是混合电驱动车辆上重要的能量组 长距离传输而不受外界干扰，且传输精度高，适合 成部件，它既能配合发动机一发电机组为电机驱动 于不同电压级别的微机接口电路，以便数据采集和 系统提供电能，又能吸收再生制动能量，并在整车 转换，从而方便实际应用。图1中的压控恒流源电 能量系统中起到重要的功率均衡作用¨』，因此， 其状态好坏和寿命长短在很大程度上决定了整车性 大器)为核心，两个二极管用来保护运算放大器的 能的优劣。为保证车辆正常可靠行驶，电池管理系 内部电路，被检测电压差取自每节电池的正负极输 统必须实时监测电池电压的数据。为避免电池电压 出端，即电池单体电压Ub。。如下 不均衡性带来的局部电池过充／过放引起的安全问 Ub。t=U1一U2 (1) 题—要求检测系统必须对电池单体电压进行精确测 量[2|。 2动力电池组单体电压采集电路设计 铃第 2．1电池单体电压采集方法 电压采集电路直接影响到电压测试的精确程 度，因而采集电路设计是否适当对整个系统至关重 要。对电池单体电压进行测量，有两种方法bj： 图1压控恒流源电路原理图 ①对每节电池单体电压直接采集。②采集(n+1) 由于电路中引入了负反馈，运算放大器工作在 节电池总电压，减去n节电池的总电压得第 线性区，应用其在线性区“虚短”，“虚断”的原 (玮+1)节电池电压。第一种电压采集精确而且安 理，可得 全；第二种虽然电路比较简单但是当电池节数多时 (2) 采集的电压太高，不仅不安全而且会出现较大的误 半：警R1 一 R， ”7 差。因此选用第一种方法。 2．2电池单体电压采集电路的设计 一 ㈤…7 R， R4 毪}=等 电压采集电路要求安全，采集的电压要足够的 U．=U一