一种电动汽车用电池管理电路的制作方法_3

文档序号:9329083阅读:来源:国知局
8的另一端相连,输出端分别与第九电阻R9的一端、第十电阻RlO的一端相连,第九电阻R9的另一端通过第十一电阻Rll连接+15V电源;第十电阻RlO的另一端分别与第十二电阻R12的一端、第四运算放大器LM4的反相输入端相连。
[0057]第四运算放大器LM4的同相输入端接地,反相输入端分别与第十电阻RlO的另一端、第十二电阻R12的一端相连;第十二电阻R12的另一端与第四运算放大器LM4的输出端相连;第四运算放大器LM4的输出端作为整个电池电流采样电路的输出端。
[0058]第七电阻R7为采样电阻,采样性能好的精密电阻。为了使霍尔电流传感器的输出电压符合DSP芯片AD端口的输入电压条件,设计出了反相器和反向加法器的组合电路。其中,由第三运算放大器LM3和第八电阻R8组成反相器;由第四运算放大器LM4和第十电阻RlO、第十二电阻R12组成反向加法器。电路输出为0-3V,符合DSP的AD端口输入电压条件。
[0059]如图4所示为本发明的一种电动汽车用电池管理系统电路的电池温度采样电路原理图。包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第一热敏电阻PTCl ;第五极性电容C5、第六极性电容C6、第七电容C7、第八电容C8 ;第五运算放大器LM5、第六运算放大器LM6 ;
[0060]第五极性电容C5的负极、第六极性电容C6的负极、第七电容C7的一端、第八电容C8的一端分别与第十三电阻R13的一端、第一热敏电阻PTCl的一端相连,同时接地;第五极性电容C5的正极、第七电容C7的另一端分别与第十三电阻R13的另一端、第十四电阻R14的一端相连,同时与第五运算放大器LM5的反相输入端相连;第十四电阻R14的另一端与第十五电阻R15的一端相连,同时接+15V电源;第十五电阻R15的另一端分别与第一热敏电阻PTCl的另一端、第六极性电容C6的正极、第八电容C8的另一端相连,同时送入第六运算放大器LM6的同相输入端。
[0061]第五运算放大器LM5的同相输入端分别与第十六电阻R16的一端、第十七电阻R17的一端相连,第十七电阻R17的另一端接地,第十六电阻R16的另一端分别与第五运算放大器LM5的输出端、第十八电阻R18的一端相连;第六运算放大器LM6的反相输入端分别与第十八电阻R18的另一端、第十九电阻R19的一端相连,第十九电阻R19的另一端与第六运算放大器LM6的输出端相连;第六运算放大器LM6的输出端作为整个电池温度米样电路的输出端。
[0062]本电路主要完成对电池温度的采样。图中第一热敏电阻PTCl为热敏电阻,虽然其电阻值随温度的变化是非线性的,但是本电路对热敏电阻的线性要求不高,只需检测电池温度的上限和下限即可,故线性度差点没关系。本电路使用的是正温度系数热敏电阻。图中第五运算放大器LM5、第六运算放大器LM6均采用LM358型号。
[0063]如图5所示为本发明的一种电动汽车用电池管理系统电路的模拟开关硬件电路原理图。包括24路电池BAT1-BAT24 ;二十四个二极管(第二二极管D2-第二十五二极管D25);第一模拟开关⑶1、第二模拟开关⑶2 ;第一反相器NOTl ;第二十电阻R20。
[0064]24路电池的每路电池的正极与一个二极管的阳极相连,二极管的阴极与电池电压采样电路的BAT+输入端相连;24路电池的每路电池的负极与电池电压采样电路的BAT-输入端相连;每路电池经过电池电压采样电路的输出端与电池相同编号为AS1-AS24。
[0065]第二十电阻R20的一端分别与第一模拟开关⑶I的引脚1、第二模拟开关⑶2的引脚I相连,另一端作为输出端;第一模拟开关CDl的引脚24、第二模拟开关CD2的引脚24同时接+15V电源。
[0066]第一模拟开关⑶I的引脚12、第二模拟开关⑶2的引脚12同时接地;第一模拟开关⑶I的引脚10、第二模拟开关⑶2的引脚10同时作为A信号输入端;第一模拟开关⑶I的引脚11、第二模拟开关CD2的引脚11同时作为B信号输入端;第一模拟开关CDl的引脚14、第二模拟开关⑶2的引脚14同时作为C信号输入端;第一模拟开关⑶I的引脚13、第二模拟开关⑶2的引脚13同时作为D信号输入端;第二模拟开关⑶2的引脚15通过第一反相器NOTl与第一模拟开关⑶I的引脚15相连;第二模拟开关⑶2的引脚按照引脚9-引脚2,再从引脚23-引脚16的顺序编号为AS1-AS16 ;第一模拟开关(CDl)的引脚按照引脚9-引脚2的顺序编号为AS17-AS24。
[0067]该电路的主要作用是解决DSP的A/D端口有限的问题。如果直接由DSP的对24路电池端电压进行测量的话,首先是DSP的端口有限,其次是实现也较为困难,测量误差大。DSP芯片控制信号A、B、C、D从0000到1111变化,可以有16种变化,从而达到对16路的控制。通过对⑶4067引脚15的控制可以选择不同的⑶4067工作。电池有24路,故需要2个CD4067。由于DSP工作频率很高,可以短时间内对两片CD4067选择,并选择不同的引脚,完成对电池电压的巡回检测。本发明是以24路电池为例的,当实际应用时电池路数较多或较少时,可以根据具体数据来调整CD4067的片数以及DSP控制的端口数,并适当的调整电路连接。
[0068]如图6所示为本发明的一种电动汽车用电池管理系统电路的环境温度采样电路原理图。包括第九电容C9、第十电容ClO ;第二^^一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三滑动电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26 ;第一集成温度传感器Ul ;第一 NPN三极管Ql、第二 NPN三极管Q2。
[0069]第一集成温度传感器Ul的引脚I与第九电容C9的一端相连,同时接+15V电源,第九电容C9的另一端接地;第一集成温度传感器Ul的引脚2分别与第十电容ClO的一端、第七运算放大器LM7的反相输入端相连,第十电容ClO的另一端与第二十二电阻R22的一端相连,同时接+15V电源;第一集成温度传感器Ul的引脚3接地;第一集成温度传感器Ul的引脚4与第二^^一电阻R21的一端相连,第二^^一电阻R21的另一端接地。
[0070]第二十二电阻R22的一端与第九电容C9的一端相连,同时接+15V电源,另一端与第二十三滑动电阻R23的一端相连;第二十三滑动电阻R23的另一端与第二十四电阻R24的一端相连,第二十四电阻R24的另一端接地;第二十三滑动电阻R23的中心抽头与第七运算放大器LM7的同相输入端相连。
[0071]第七运算放大器LM7的同相输入端与第二十三滑动电阻R23的中心抽头相连,反相输入端与第一集成温度传感器Ul的引脚2相连,输出端与第一 NPN三极管Ql的基极相连。
[0072]第二十五电阻R25的一端接+15V电源,另一端分别与第一 NPN三极管Ql的集电极、第二 NPN三极管Q2的集电极相连;第二十六电阻R26的一端分别与第一 NPN三极管Ql的发射极、第二 NPN三极管Q2的基极相连,另一端接地;第二 NPN三极管Q2的发射极接地。
[0073]本电路的主要目的是测量环境温度,提供参考。本电路采用集成温度传感器,型号为AN6701。与电池温度采样电路里的温度检测相比,本电路里的温度测量需要更准确的参考,需要非常好的线性度,因此本电路采用较好的集成温度传感器。要想改变本测量电路的工作温度测量范围和灵敏度,只需改变第二十一电阻R21的大小即可。
[0074]如图7所示为本发明的一种电动汽车用电池管理系统电路的二阶滤波及采样保持电路原理图。本电路要实现两个功能:滤波和采样保持。二阶滤波电路要解决的是采集到单个电池电压和电流的精确性;采样保持电路要解决的是电压和电流的同时性。包括第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29 ;第^^一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13 ;第八运算放大器LM8 ;第一采样保持器SHl。
[0075]第二十七电阻R27的一端与电池电压采样电路的输出端,或与电池电流采样电路的输出端相连,另一端分别与第^ 电容Cll的一端、第二十八电阻R28的一端相连;第i 电容Cll的另一端分别与第八运算放大器LM8的输出端、第一米样保持器SHl的引脚3相连;第二十八电阻R28的另一端分别与第十二电容C12的一端、第二十九电阻R29的一端相连,第十二电容(C12)的另一端接地,第二十九电阻R29的另一端与第八运算放大器LM8的同相输入端相连。
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