一种基于SOC计算的电流检测电路的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种BMS系统中基于SOC 计算的电流检测电路。

背景技术：

现有的新能源汽车内的BMS系统都需要用到SOC计算，这关联到电动汽车的续航里程。市场上对电动汽车的续航里程越来越高要求的精度要求，都需要更加精确的电流检测方案来实现。因此，对SOC计算的精度的要求，也在不断的提高。

在提高电动汽车BMS系统的SOC计算精度的目标的前提下，越来越多的解决方案被应用起来。比较经典的做法是安时积分法，其他比较新颖的计算方法还有：电化学频谱法，内阻法，线性模型法，神经网络法，卡尔曼滤波法等等。这些算法都催生更高的电流采样频率的需求，用来提高电流测试的实时性，但是这也意味着MCU也会更多的参与到数字滤波算法以及电流计算。

参照图1所示的部分电流检测电路，市面上的电池管理系统电流检测方案，都是采用精密的分流器或者霍尔元件来采样电流，并配合使用精密运放放大采样的电流信号后，直接送去MCU做A/D转换，得到实时的电流电压。然后由MCU程序处理，做相应的滤波算法，来去除杂讯，获取有效的电流值。

然而，包含上述方案在内的市面上的电池管理系统低成本的电流检测方案，都存在着占用MCU资源的问题。由于MCU需要大量的时间资源去计算电流值。一般为了满足日益提高的电流采样精度问题，都会提高电流采样的频率。已经成了解放MCU资源的一个瓶颈。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于SOC计算的电流检测电路。

本实用新型的技术方案如下：一种基于SOC计算的电流检测电路，包括：MCU、若干传感器以及连接传感器与MCU的信号处理电路；所述传感器用于感应电流信号，并产生差分或单端电压检测信号；所述信号处理电路用于处理传感器检测到的电流信号，并将该信号传送给MCU完成电流检测。

进一步地，所述传感器选自电阻分流器、霍尔传感器、磁通门传感器中的一种或者多种。

进一步地，所述传感器为霍尔传感器，所述信号处理电路包括减法电路、信号放大电路和第一滤波电路；所述霍尔传感器与减法电路的一端连接，所述减法电路的另一端与信号放大电路连接，所述信号放大电路的另一端连接第一滤波电路；所述第一滤波电路的另一端连接MCU。

进一步地，所述信号处理电路包括电阻R295、电阻296、电阻R297、电阻R298、电容C175、电容C176、电容C177、电容C178、电容C179、运算放大器、稳压二极管D111、霍尔传感器端口HALL_VOUT；所述电阻R295 的一端接MCU，另一端接电阻R297，电阻R297的另一端接运算放大器的输出端；电容C176的一端接MCU，另一端接地；电容C177的一端接在电阻R295与电阻R297之间，另一端接地；电阻R298的一端接运算放大器的输出端，另一端接运算放大器的负电源输入端；所述电容C179并联在电阻 R298的两端；所述运算放大器的正电源端接地，所述运算放大器的负电源端接电源，所述电容C175的一端接运算放大器的负电源端，另一端接地；所述运算放大器的正输入端接电阻R296后再接霍尔传感器端口HALL_VOUT；所述电容C178的一端接运算放大器的正输入端，另一端接地；所述稳压二极管D111一端接电阻R296与霍尔传感器端口HALL_VOUT之间，另一端接地。

进一步地，所述传感器为电阻分流器，所述信号处理电路包括一可感应差分信号的第二滤波电路，所述第二滤波电路包括差膜滤波电路和共模滤波电路，可对峰值电流的尖峰信号进行削波限幅，用以保护连接电阻分流器的差分信号端口。

进一步地，所述信号处理电路包括：电容C183、电容C184、电容C185、电容C186、电阻R308、电阻R310、稳压二极管D114、二极管D115、二极管D116、稳压二极管D117、电阻分流器差分端口SOC_P和SOC_N；所述电容C185接在电阻分流器差分端口SOC_P和SOC_N之间；所述电容C185 的一端接稳压二极管D114的正极后再接地，电容C185的另一端接二极管 D117端后再接地；所述二极管D116并联在C117的两端；所述二极管D115 并联在二极管D116两端；所述电容C183、电容C184和电容C186串联，电容C183和电阻186的另一端接地；电阻R308的一端接在二极管D115的正极，另一端接在电容C183和电容C184之间；所述电阻R310的一端接在二极管D115的负极，电阻R310的另一端接在电容C184与电容C186之间；所述电容C184的两端接MCU。

进一步地，所述MCU的型号为ISL28023FR60Z。

进一步地，所述运算放大器的型号为MAX44248ASA。

采用上述方案，本实用新型有如下有益效果：

实用新型的电流检测电路中的霍尔传感器检测电路还包括一个霍尔传感器端口HALL_VOUT作为实时电压采样接口，该霍尔传感器端口 HALL_VOUT可以兼容常规的霍尔元件直流2.5V偏置差分输出，集成度高，极大的简化了电路设计。

本实用新型的电流检测电路包括一个实时滤波电路，即第二滤波电路，该滤波电路可以在复杂工况下，对干扰噪声下，可以实时滤除掉不需求的噪声，得到平均的电流信号。

本实用新型减轻了MCU内部运算工作量，降低了资源要求，把MCU 解放出来，去做其他工作。

简化了电流测量电路设计，节省了研发费用，缩短了研发周期。对BMS 系统里面核心的SOC计算，降低了研发人员电流测量环节的门槛。本实用新型可结合特定的电路和算法，给新能源车里面的SOC计算提供精准的电流计算基础，提高电流测量的精度，从而保证新能源车的续航里程。

附图说明

图1为现有电流检测电路的部分电路原理图；

图2为本实用新型具体实施例的电路原理图；

图3为本实用新型具体实施例中霍尔传感器检测电路的电路原理图；

图4为本实用新型具体实施例中分流器检测电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图2至图4所示，本实用新型提供一种基于SOC计算的电流检测电路，包括：MCU 1、若干传感器以及连接传感器与MCU 1的信号处理电路；所述传感器用于感应电流信号，并产生差分或单端电压检测信号；所述信号处理电路用于处理传感器检测到的电流信号，并将该信号传送给 MCU 1完成电流检测，其中，所述MCU 1的型号为ISL28023FR60Z。

所述传感器选自电阻分流器、霍尔传感器、磁通门传感器中的一种或者多种。作为一种实施例，本实用新型包括电阻分流器、霍尔传感器两种传感器。其中，连接霍尔传感器与MCU 1之间的信号处理电路为霍尔传感器检测电路2，连接电阻分流器与MCU 1之间的电路为分流器检测电路3。

值得一提的是，所述霍尔传感器检测电路2包括减法电路、信号放大电路和第一滤波电路；所述霍尔传感器与减法电路的一端连接，所述减法电路的另一端与信号放大电路连接，所述信号放大电路的另一端连接第一滤波电路；所述第一滤波电路的另一端连接MCU 1。

霍尔传感器检测电路2具体包括电阻R295、电阻296、电阻R297、电阻R298、电容C175、电容C176、电容C177、电容C178、电容C179、运算放大器、稳压二极管D111、霍尔传感器端口HALL_VOUT；所述电阻R295 的一端接MCU 1，另一端接电阻R297，电阻R297的另一端接运算放大器的输出端；电容C176的一端接MCU 1，另一端接地；电容C177的一端接在电阻R295与电阻R297之间，另一端接地；电阻R298的一端接运算放大器的输出端，另一端接运算放大器的负电源输入端；所述电容C179并联在电阻R298的两端；所述运算放大器的正电源端接地，所述运算放大器的负电源端接电源，所述电容C175的一端接运算放大器的负电源端，另一端接地；所述运算放大器的正输入端接电阻R296后再接霍尔传感器端口HALL_VOUT；所述电容C178的一端接运算放大器的正输入端，另一端接地；所述稳压二极管D111一端接电阻R296与霍尔传感器端口HALL_VOUT之间，另一端接地。所述运算放大器的型号为MAX44248ASA。

所述分流器检测电路3包括一可感应差分信号的第二滤波电路，所述第二滤波电路包括差膜滤波电路和共模滤波电路，可对峰值电流的尖峰信号进行肖波限幅，用以保护连接电阻分流器的差分信号端口。具体包括：电容C183、电容C184、电容C185、电容186、电阻R308、电阻R310、稳压二极管D114、二极管D115、二极管D116、稳压二极管D117、电阻分流器差分端口SOC_P和SOC_N；所述电容C185接在电阻分流器差分端口 SOC_P和SOC_N之间；所述电容C185的一端接稳压二极管D114的正极后再接地，电容C185的另一端接二极管D117端后再接地；所述二极管D116 并联在C117的两端；所述二极管D115并联在二极管D116两端；所述电容 C183、电容C184和电容C186串联，电容C183和电阻186的另一端接地；电阻R308的一端接在二极管D115的正极，另一端接在电容C183和电容 C184之间；所述电阻R310的一端接在二极管D115的负极，电阻R310的另一端接在电容C184与电容C186之间；所述电容C184的两端接MCU 1。

本实用新型把电流滤波算法，电流计算，从传统的MCU 1工作中移除，放到MCU 1外面进行处理。极大的减轻了MCU 1的负载，解放了MCU 1 的资本实用新型的电流检测电路中的霍尔传感器检测电路2还包括一个霍尔传感器端口HALL_VOUT作为实时电压采样接口，该霍尔传感器端口 HALL_VOUT可以兼容常规的霍尔元件直流2.5V偏置差分输出，集成度高，极大的简化了电路设计。本实用新型的电流检测电路包括一个实时滤波电路，即第二滤波电路，该滤波电路可以在复杂工况下，对干扰噪声下，可以实时滤除掉不需求的噪声，得到平均的电流信号。

综上所述，本实用新型减轻了MCU内部运算工作量，降低了资源要求，把MCU解放出来，去做其他工作。本实用新型简化了电流测量电路设计，节省了研发费用，缩短了研发周期。对BMS系统里面核心的SOC计算，降低了研发人员电流测量环节的门槛。本实用新型可结合特定的电路和算法，给新能源车里面的SOC计算提供精准的电流计算基础，提高电流测量的精度，从而保证新能源车的续航里程。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。