專利名稱：一種高壓電池電壓檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及蓄電池容量檢測領域，特別是一種通過實時檢測蓄電池輸出電壓獲取 蓄電池的容量的裝置，主要用于電動汽車中駕駛員用以得知高壓電池的剩余容量獲取該車 不能續航的里程。
背景技術：
在現代電動汽車的發展中，高壓電池是電動車的動力之源，也是電動汽車的核心 部件之一。在電動汽車行駛的過程中如何準確了解剩余能量從而判斷汽車的剩余里程是非
常重要的事情。判斷剩余里程很重的一個方法就是通過判斷剩余電壓。電動車在行駛的過程中， 高壓電池不斷放電，電壓也隨之下降。所以通過監測剩余電壓計算出剩余電量然后估算出 剩余里程，給駕駛員帶來便利。
發明內容
本發明的目的是提供一種高壓電池電壓檢測裝置，利用該裝置獲取電動汽車的高 壓電池或者其它場合中使用的高壓電池的電池容量。本發明為實現其目的而采用的技術方案是一種高壓電池電壓檢測裝置，包括高 壓電池電壓采集電路、信號處理電路、控制器、電源電路和被檢測高壓電池的電池管理系 統；所述的控制器和電池管理系統連接，所述的電源電路與高壓電池電壓采集電路、高壓電 池電壓監測電路、控制器和被檢測高壓電池的電池管理系統的電源端連接。所述的高壓電池電壓采集電路的采集輸入端接所述的被檢測高壓電池的電壓輸 出端，高壓電池電壓采集電路采集到的電壓輸出到所述的控制器中，由控制器進行數字化 并存儲在存儲器中。所述的信號處理電路的信號輸入端接高壓電池電壓采集電路的輸出端，信號處理 電路的輸出端所述的控制器，由控制器控制顯示器實時顯示。進一步的，上述的一種高壓電池電壓檢測裝置中所述的高壓電池電壓采集電路 包括運算放大器UlA和其外圍電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6和R7，外圍電容Cl和C2。所述的電阻Rl和R2串連一端接被檢測高壓電池正電壓輸出端，另一端接所述的 運算放大器UlA的同相輸入端，在所述的電阻R2與所述的運算放大器UlA的同相輸入端連 接處通過電阻R4接地。所述的電阻R5和R6串連一端接被檢測高壓電池輸出端地，另一端接所述的運算 放大器UlA的異相輸入端，在所述的電阻R6與所述的運算放大器UlA的異相輸入端連接處 接通過由所述的電阻R7和所述的電容Cl并聯組成的從所述的運算放大器UlA輸出端產生 的負反饋電路。所述的運算放大器UlA輸出端通過所述的電阻R3輸出采集電壓。在所述電阻Rl和R2的連接處與電阻R5和R6連接處接所述的電容C2的兩端。
更進一步的，上述的一種高壓電池電壓檢測裝置中所述的電阻Rl和R5的阻值相 等，所述的電阻R2和R6的阻值相等，所述的電阻R4和R7的阻值相等。進一步的，上述的一種高壓電池電壓檢測裝置所述的信號處理電路包括運算放 大器U2B，外圍電阻Rl 1、R17和R18，電容C6 ；所述的運算放大器U2B的同相輸入端接所述 的高壓電池電壓采集電路的輸出端，運算放大器U2B的異相輸入端通過電阻R17接所述的 電源電路的輸出端，在電阻R17與運算放大器U2B的異相輸入端連接處接由電阻R18和所 述的電容C6并聯組成的從運算放大器U2B輸出端產生的負反饋電路；所述的運算放大器U2B輸出端通過所述的電阻Rll輸出經過處理過的電壓檢測信 號。更進一步的，上述的一種高壓電池電壓檢測裝置中在所述的被檢測高壓電池電 壓輸出端還連接有電磁兼容電路。更進一步的，上述的一種高壓電池電壓檢測裝置中所述的電磁兼容電路包括電 容C3和C7，電阻R13，所述的電容C3連接到被檢測高壓電池正電壓輸出端與地之間，所述 的電容C7連接到被檢測高壓電池零電壓輸出端與地之間，所述的電阻R13連接到被檢測高 壓電池零電壓輸出端與所述的電源電路的輸出端之間。本發明具有的有益效果在電動車行駛的過程中實現對高壓電池電壓的實時監 測，駕駛員通過剩余電壓判斷剩余里程，在電壓低于48V時發出報警信息提醒駕駛員電動 車需要充電。下面通過結合具體實施例與附圖對本發明的技術方案進行較為詳細的描述。
圖1是本發明實施例1系統框圖。圖2是本發明實施例1中高壓電池電壓采集電路和信號處理電路原理圖。圖3是本發明實施例2中高壓電池電壓采集電路和信號處理電路原理圖。
具體實施例方式實施例1 如圖1所示，本實施例是一種對電動汽車的高壓電池電壓進行檢測的檢 測裝置，包括高壓電池電壓采集電路、高壓電池電壓監測電路、作為控制器整車控制器、顯 示器、存儲器、電源電路和被檢測高壓電池的電池管理系統；控制器和電池管理系統連接， 電源電路與高壓電池電壓采集電路、高壓電池電壓監測電路、控制器和被檢測高壓電池的 電池管理系統的電源端連接；整車控制器還通過驅動電機控制器控制驅動電機工作。高壓電池電壓采集電路的采集輸入端接被檢測高壓電池的電壓輸出端，高壓電池 電壓采集電路采集到的電壓輸出到所述的控制器中，由控制器進行數字化并存儲在存儲器 中；高壓電池電壓監測電路的監測輸入端接被檢測高壓電池的電壓輸出端，高壓電池 電壓監測電路獲取的監測信號輸出端接所述的控制器，由控制器控制顯示器實時顯示。本實施例中，不管是高壓電池電壓采集電路還是高壓電池電壓監測電路都是有采 集電路，采集到的電壓信號經處理后才能在顯示器中進行顯示，因此，本質上說高壓電池電 壓監測電路是在高壓電池電壓采集電路后，再經過處理，由于采集到的高壓電池的電壓都比較高需要進行適當的處理才能在顯示器中顯示。如圖2所示為本實施例的高壓電池電壓采集電路和信號處理電路原理圖，圖中可 以看出，信號處理電路就是在高壓電池電壓采集電路的輸出端連接一個運算放大器U2B以 及外圍電路構成。在對高壓電池的輸出電壓進行采集時，一般需要增加EMC(電磁兼容電 路)，本實施例的EMC電路如圖2所示，設置在被檢測高壓電池電壓輸出端，包括電容C3和 C7，電阻R13，電容C3連接到被檢測高壓電池正電壓輸出端與地之間，電容C7連接到被檢測 高壓電池零電壓輸出端與地之間，電阻R13連接到被檢測高壓電池零電壓輸出端與所述的 電源電路的輸出端之間如圖2所示，高壓電池電壓采集電路，包括運算放大器UlA和其外圍電阻Rl、R2、 R3、R4、R5、R6 和 R7，外圍電容 Cl 和 C2 ；電阻Rl和R2串連一端接被檢測高壓電池正電壓輸出端，另一端接所述的運算放 大器UlA的同相輸入端，在電阻R2與所述的運算放大器UlA的同相輸入端連接處通過電阻 R4接地；電阻R5和R6串連一端接被檢測高壓電池輸出端地，另一端接運算放大器UlA的 異相輸入端，在電阻R6與所述的運算放大器UlA的異相輸入端連接處接通過由所述的電阻 R7和電容Cl并聯組成的從運算放大器UlA輸出端產生的負反饋電路；運算放大器UlA輸出端通過電阻R3輸出采集電壓；在電阻Rl和R2的連接處與電阻R5和R6連接處接電容C2的兩端。為了測試方便，本實施例中令Rl = R5、R2 = R6、R4 = R7。因此，采集電壓Uo = R4*Ui/(Rl+R2)。這里，Ui就是實際電池的輸出值，Uo就是一個與Ui有這樣關系的電壓，在 汽車整車控制器內經過A/D轉換以后保存在存儲器內。在高壓電池電壓采集電路的輸出端R3的另一側接運算放大器U2A的同相輸入端， 運算放大器U2B的異相輸入端通過電阻R17接電源電路Vcc的輸出端，在電阻R17與運算 放大器U2B的異相輸入端連接處接由電阻R18和電容C6并聯組成的從運算放大器U2B輸 出端產生的負反饋電路。運算放大器U2B的輸出端通過電阻Rll輸出的就是經過信號處理 的信號的輸出端，該端可以通過整車控制器從顯示器上顯示它的模擬信號，也就是高壓電 池實時輸出的電壓波形。實施例2，本實施例與實施例基本相似，如圖3所示，只是在本實施例中，所采用的 高壓電池信號采集電路的負載驅動能力較小，信號處理通過一個專門的與原來的高壓電池 電壓采集電路相同的采集高壓電池信號進行處理，本實施例中的高壓電池電壓采集電路包 括運算放大器U2A外圍電阻R8、R9、RIO、R12、R14、R15、R16，外圍電容C4、C5組成的如上面 所示的高壓電池電壓采集電路；另外還有運算放大器U2B，電阻R11、R17、和R18、電容C6組 成的處理電路。和同的高壓電池電壓采集電路一樣，電阻R8和R9串連一端接被檢測高壓電池正 電壓輸出端，另一端接運算放大器U2A的同相輸入端，在電阻R9與運算放大器U2A的同相 輸入端連接處通過電阻R12接地；電阻R14和R15串連一端接被檢測高壓電池輸出端地，另一端接運算放大器U2A 的異相輸入端，在電阻R15與運算放大器U2A的異相輸入端連接處接通過由電阻R16和電 容C5并聯組成的從運算放大器U2A輸出端產生的負反饋電路；
在電阻R8和R9的連接處與電阻R14和R15連接處接電容C4的兩端。處理電路中運算放大器U2A輸出端通過電阻RlO接運算放大器U2B的同相輸入 端，運算放大器U2B的異相輸入端通過電阻R17接電源電路的輸出端，在電阻R17與運算放 大器U2B的異相輸入端連接處接由電阻R18和電容C6并聯組成的從運算放大器U2B輸出 端產生的負反饋電路；運算放大器U2B輸出端通過電阻Rll輸出電壓檢測信號。為了測試方便，本實施例中令R14 = R8、R9 = R15、R12 = R16。本實施例中，高壓電池電壓監測電路的輸出電壓to = R12*Ui/ (R14+R15)*(l+R18/R17)-R18*Ucc/R17這里，Ui就是實際電池的輸出值，Ucc是本系統自動 工作所采用的電源的電壓。
權利要求
1.一種高壓電池電壓檢測裝置，包括高壓電池電壓采集電路、信號處理電路、控制器、 顯示器、存儲器，電源電路和被檢測高壓電池的電池管理系統；所述的控制器和電池管理系 統連接，所述的電源電路與高壓電池電壓采集電路、高壓電池電壓監測電路、控制器和被檢 測高壓電池的電池管理系統的電源端連接；其特征在于所述的高壓電池電壓采集電路的采集輸入端接所述的被檢測高壓電池的電壓輸出端， 高壓電池電壓采集電路采集到的電壓輸出到所述的控制器中，由控制器進行數字化并存儲 在存儲器中；所述的信號處理電路的信號輸入端接高壓電池電壓采集電路的輸出端，信號處理電路 的輸出端所述的控制器，由控制器控制顯示器實時顯示。
2.根據權利要求1所述的一種高壓電池電壓檢測裝置，其特征在于所述的高壓電池 電壓采集電路包括運算放大器UlA和其外圍電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6和R7，外圍電容Cl 禾口 C2 ；所述的電阻Rl和R2串連一端接被檢測高壓電池正電壓輸出端，另一端接所述的運算 放大器UlA的同相輸入端，在所述的電阻R2與所述的運算放大器UlA的同相輸入端連接處 通過電阻R4接地；所述的電阻R5和R6串連一端接被檢測高壓電池輸出端地，另一端接所述的運算放大 器UlA的異相輸入端，在所述的電阻R6與所述的運算放大器UlA的異相輸入端連接處接通 過由所述的電阻R7和所述的電容Cl并聯組成的從所述的運算放大器UlA輸出端產生的負 反饋電路；所述的運算放大器UlA輸出端通過所述的電阻R3輸出采集電壓；在所述電阻Rl和R2的連接處與電阻R5和R6連接處接所述的電容C2的兩端。
3.根據權利要求1所述的一種高壓電池電壓檢測裝置，其特征在于所述的電阻Rl和 R5的阻值相等，所述的電阻R2和R6的阻值相等，所述的電阻R4和R7的阻值相等。
4.根據權利要求1所述的一種高壓電池電壓檢測裝置，其特征在于所述的信號處理 電路包括運算放大器U2B，外圍電阻Rl 1、R17和R18，電容C6 ；所述的運算放大器U2B的同 相輸入端接所述的高壓電池電壓采集電路的輸出端，運算放大器U2B的異相輸入端通過電 阻R17接所述的電源電路的輸出端，在電阻R17與運算放大器U2B的異相輸入端連接處接 由電阻R18和所述的電容C6并聯組成的從運算放大器U2B輸出端產生的負反饋電路；所述的運算放大器U2B輸出端通過所述的電阻Rll輸出經過處理過的電壓檢測信號。
5.根據權利要求1至4中任一所述的一種高壓電池電壓檢測裝置，其特征在于在所 述的被檢測高壓電池電壓輸出端還連接有電磁兼容電路。
6.根據權利要求5所述的一種高壓電池電壓檢測裝置，其特征在于所述的電磁兼容 電路包括電容C3和C7，電阻R13，所述的電容C3連接到被檢測高壓電池正電壓輸出端與地 之間，所述的電容C7連接到被檢測高壓電池零電壓輸出端與地之間，所述的電阻R13連接 到被檢測高壓電池零電壓輸出端與所述的電源電路的輸出端之間。
全文摘要
本發明公開了一種高壓電池電壓檢測裝置，包括高壓電池電壓采集電路、信號處理電路、控制器、電源電路和被檢測高壓電池的電池管理系統；所述的控制器和電池管理系統連接，所述的電源電路與高壓電池電壓采集電路、高壓電池電壓監測電路、控制器和被檢測高壓電池的電池管理系統的電源端連接。在電動車行駛的過程中實現對高壓電池電壓的實時監測，駕駛員通過剩余電壓判斷剩余里程，在電壓低于48V時發出報警信息提醒駕駛員電動車需要充電。
文檔編號G01R31/36GK102081146SQ20101058052
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者桂海勇 申請人:奇瑞汽車股份有限公司