電池母線電壓採樣裝置的製作方法

2023-05-26 12:42:16 1

本實用新型涉及電池技術領域，尤其涉及一種電池母線電壓採樣裝置。

背景技術：

電動汽車作為新一代的交通工具，在節能減排、減少人類對傳統化石能源的依賴方面具備傳統汽車不可比擬的優勢。目前動力電池廣泛應用於各類電動汽車，例如，電動公交車、電動小轎車以及電動物流車，因此，電池包的安全性以及可靠性影響著整車的安全性以及可靠性。電池包的重要參數之一就是電壓，採集的電壓值將直接影響到電池的充放電以及SOC等性能。

目前，通過從電池包的正極引出母線，然後再對所述母線電壓進行採集以得到採樣電壓，接著通過採樣電壓計算得出電池的理論電壓值。其中，主要採用單點法以及兩點法來計算。然而，該兩種方法都隨器件的非線性而存在較大誤差，進而使得計算出的理論電壓值與實際電壓值的偏差較大，從而影響電池的充放電以及SOC等性能。

鑑於此，實有必要提供一種計算出的實際電壓值與理想值之間偏差較小的電池母線電壓採樣裝置。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種電池母線電壓採樣裝置，該電池母線電壓採樣裝置能夠計算出任意時間點的與理想值偏差較小的所述母線的實際電壓值。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種電池母線電壓採樣裝置，其包括用於為整車提供動力的電池、與所述電池一端相連母線、電壓檢測電路以及採樣電路；所述電壓檢測電路用於檢測所述母線的實際電壓值；所述電壓檢測電路包括串聯於所述母線中霍爾傳感器以及預充電阻；所述霍爾傳感器用於檢測所述母線的當前電流；所述採樣電路用於對所述母線的電壓進行採樣，並依據公式計算出所述母線的理論電壓值；所述採樣電路包括採樣電阻、分壓電阻以及運算放大器；所述採樣電阻與所述分壓電阻串聯後並聯於所述預充電阻的兩端；所述運算放大器的兩個輸入端分別連接於所述採樣電阻的兩端。

在一個優選實施方式中，所述公式為其中，Vad為理論電壓值；VRf為採樣電阻兩端的電壓；所述Rf代表採樣電阻的阻值；Rn代表分壓電阻的阻值。

在一個優選實施方式中，所述母線與所述電池的正極相連。

本實用新型提供的電池母線電壓採樣裝置，由於通過在所述母線中串聯所述霍爾傳感器以及所述預充電阻，可以得出若干間隔時間點的所述母線的實際電壓值；然後依據所述採樣電路計算出與所述實際電壓值一一對應的理論電壓值，從而可以計算出與理想值偏差較小的任意時間點的實際電壓值。

【附圖說明】

圖1為本實用新型提供的電池母線電壓採樣裝置的電路原理圖。

圖2為圖1中電池母線的理想電壓曲線與實際電壓曲線圖。

【具體實施方式】

為了使本實用新型的目的、技術方案和有益技術效果更加清晰明白，以下結合附圖和具體實施方式，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本實用新型，並不是為了限定本實用新型。

請參閱圖1，其為本實用新型提供的電池母線電壓採樣裝置100的電路原理圖。所述電池母線電壓採樣裝置100包括電池10、與所述電池10一端相連母線20、電壓檢測電路30以及採樣電路40。所述電池用於為整車提供動力。在本實施方式中，所述母線20與所述電池的正極相連。可以理解，所述母線20的電壓值即為所述電池10的輸出電壓值。

所述電壓檢測電路30用於得出所述母線20的實際電壓值VR。所述電壓檢測電路包括霍爾傳感器H1以及預充電阻R1。其中，所述霍爾傳感器H1以及預充電阻R1串聯於所述母線20中。進一步地，所述霍爾傳感器H1用於檢測所述母線20的當前電流I。通過當前電流I乘以所述預充電阻R1的阻值即可得出所述母線20的實際的電壓值VR。

所述採樣電路40用於對所述母線20的電壓進行採樣，並依據公式計算出所述母線20的理論電壓值Vad。所述採樣電路40包括採樣電阻Rf、分壓電阻Rn以及運算放大器U1。其中，所述採樣電阻Rf與所述分壓電阻Rn串聯後並聯於所述預充電阻R1的兩端。所述運算放大器U1的兩個輸入端分別連接於所述採樣電阻Rf的兩端。在本實施方式中，所述運算放大器U1的輸出端輸出的數值為所述採樣電阻Rf兩端的電壓。由於所述預充電阻R1的阻值比較大，而單片機一般只能採集0-3.3V的電壓值，因此，所述採樣電路40無法直接採集所述預充電阻R1兩端的電壓。

進一步地，當所述運算放大器U1採集到所述採樣電阻Rf兩端的電壓VRf後，接著依據所述公式即可計算出所述母線20的理論電壓值Vad。在本實施方式中，所述公式為其中，Rf代表採樣電阻的阻值；Rn代表分壓電阻的阻值。

請再參閱圖2，以所述母線20的實際電壓值VR為橫坐標，所述母線20的理論電壓值Vad為縱坐標，理想狀態下，所述母線20的實際電壓值VR與其理論電壓值Vad相等，因此，得出圖2中的為理想電壓曲線S1；然而，在所述電池10的實際工作過程中，所述母線20的實際電壓值VR與其理論電壓值Vad並不相等。為了依據所述母線20的理論電壓值Vad能夠得到準確的所述母線20的實際電壓值VR，在本實施方式中，每隔預定時間分別記錄所述母線20的實際電壓值VR以及理論電壓值Vad，因此，得出若干個點的坐標，在本實施方式中，共記錄五個點的坐標，且分別以(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)、(x5，y5)表示，將所述5個點進行連接即可得到實際電壓曲線S2。所述預定時間為20ms。

由於每兩個相鄰的點均可以確定一條直線，且依據兩個相鄰的點的坐標可以得出所述兩個點對應的直線的方程。可以理解，所述若干點的坐標以及每相鄰兩個點所確定的直線方程存儲於電池管理系統的存儲器中，當需要獲得當前所述母線20的實際電壓值VR時，即可通過採集所述採樣電阻Rf兩端的電壓並依據所述公式計算出所述母線20的理論電壓值，然後判斷所述理論電壓值在哪兩個點之間，並採用對應的直線方程式即可得出所述母線20的實際電壓值。

本實用新型提供的電池母線電壓採樣裝置100，由於通過在所述母線20中串聯所述霍爾傳感器H1以及所述預充電阻R1，可以得出若干間隔時間點的所述母線的實際電壓值VR；然後依據所述採樣電路計算出與所述實際電壓值VR一一對應的理論電壓值，進而可以得出多段直線，並依據多段直線所對應的方程以及通過採樣獲得的當前理論電壓值Vad得出任意時間點的與理想值偏差較小的實際電壓值VR。

本實用新型並不僅僅限於說明書和實施方式中所描述，因此對於熟悉領域的人員而言可容易地實現另外的優點和修改，故在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念的精神和範圍的情況下，本實用新型並不限於特定的細節、代表性的設備和這裡示出與描述的圖示示例。