电动车电池管理系统设计及实现
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2 系统硬件设计
2．1 单体电池电压测量
单体电池电压测量的基本原理是采用分时测量的方法，把串联电压统一连接到检测总线A、B上。测量时，不同的时刻检测总线A、B分别连接在串联电池组中某一个单体电池的两端，这样，当按照一定的时间策略扫描时，就能让串联电池组中每一个单体电池的电压都能在检测总线A、B之间依次出现一次，起到把单体电池电压剥离出串联电池组的目的。具体实现是采用一组由n+1个开关组成的开关阵(n为串联电池数)，开关阵与串联电池组的连接见图2，连接的原则是单号开关的一端依次接奇数号电池的负极，另一端接检测总线A点，双号开关的一端依次接偶数电池的负极，另一端接检测总线B点。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/179242.htm
开关阵每次导通两个，次序为：K1K2、K2K3、…KiKi+1、…Kn-1Kn、KnKn+1，通过这种每次只导通相邻两个开关的策略可以将单体电池电压从串联结构中分离出来，送到检测总线A、B之间。当第i和i+1开关导通时，A、B上的电压分别为：
显然，A、B之间形成了一对双端差模信号，该信号含有很高的共模信号。为了把检测总线A、B之间的双端差分电压信号转换成对地的单端电压信号，同时消除单体电池差分电压中的共模信号。图1电路中采用运算放大器A1、电阻R1、R2、R3、R4构成一个差分放大器，取R1=R2 =R3=R4，该放大器的增益为1。这样，A、B之间的电压UAB为：
UAB经过跟随电路和绝对值电路后，被A／D转换电路采样，实现了电池电压的测量。
2．2 电流检测
电流采集采用闭环霍尔电流传感器。电动车额定工作电流为150A。为保证测量精度，电流传感器额定测量值为被测信号1-1．5倍较为合适，本文的霍尔电流传感器采用北京森社公司宇波模块CHB-200SF霍尔效应电流传感器。测量频率是0～100kHz，供电电压为正负15V，测量范围为0～200A，匝数比为1：2000，精度0．5％～1％，响应时间小于1 μs。其测量电路如图3所示。
传感器的输出电流经过采样电阻R5转换为电压信号。R5为精密金属电阻，R5=20Ω／2W。由于从传感器过来的电流是双向(-75mA-+75mA)的，因此其转换得到的电压是正负电压，这样不利于A／D采样。为此本文设计了一个加法器，它的功能是将以0V为中心的正负电压提升至以2．5V为中心的正电压(1～4V)，这个电压范围正好是A／D采样的范围。
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