本發(fā)明涉及一種測量電路，具體涉及的是一種電動汽車電流測量電路及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

目前，新能源電動車均是利用電池作為儲能裝置，因此，對電動汽車的充放電電流進(jìn)行測量非常有必要，這樣做的目的在于，一方面是監(jiān)視車輛系統(tǒng)是否正常工作，如監(jiān)測電流大于某個設(shè)定門限的范圍時，可以認(rèn)為車輛發(fā)生了內(nèi)部電路短路；另一方面則是用于電池SOC計算。電池SOC作為電動車整車控制中的一個重要參數(shù)，其計算精度影響著整車扭矩管理的準(zhǔn)確性以及充放電模式的切換的有效性。目前最為準(zhǔn)確的SOC計算方法為安時積分核開路電壓的結(jié)合法，安時積分法為充放電流對時間的積分值與電池容量的比值，故SOC的計算直接與電流的采集精度有關(guān)?；诖?，目前測量電流比較精確的一種方式便是分流電阻方式測量電流。

然而，現(xiàn)有的電動汽車的電流測量方式均是采用了專用的IC進(jìn)行電流測量，不僅操作麻煩，而且對硬件設(shè)計要求較高，成本也不低廉，因而很大程度上影響了電動汽車電池電流的測量效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電動汽車電流測量電路及其實(shí)現(xiàn)方法，主要解決現(xiàn)有的測量電動汽車電池電流的方式存在操作麻煩、成本高的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種電動汽車電流測量電路，包括分流電阻、斬波開關(guān)、直流放大器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和MCU，其中：

分流電阻，用于接入電動汽車電池，并在電池電流流過時產(chǎn)生電壓信號；

斬波開關(guān)，與分流電阻兩端連接，且其中一端通過分壓電阻R1接入5V的VDD，另一端通過分壓電阻R2接地，該斬波開關(guān)用于對分流電阻產(chǎn)生的電壓信號進(jìn)行斬波；

直流放大器，同時與5V的VDD、斬波開關(guān)和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，并同時接地，用于斬波開關(guān)閉合和打開時分別輸出兩個電壓信號，以便A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輪流采集；

A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與MCU連接，并接入5V的VDD，用于將采集的兩個電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出至MCU，以便MCU計算出兩個電壓的差值，繼而計算出分流電阻產(chǎn)生的電壓值，完成電流的測量。

具體地說，所述直流放大器包括運(yùn)算放大器、電阻Rf和電阻Ri；所述運(yùn)算放大器引腳3接斬波開關(guān)連接有分壓電阻R1的一端，引腳4接5V的VDD，引腳6接A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，引腳7接地；所述電阻Rf一端接運(yùn)算放大器引腳2，另一端接運(yùn)算放大器引腳6；所述電阻Ri一端接運(yùn)算放大器引腳2，另一端接斬波開關(guān)連接有分壓電阻R2的一端。

進(jìn)一步地，所述斬波開關(guān)與分壓電阻R1之間還連接有限流電阻R3。

基于上述電路結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了該測量電路的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：

（1）閉合斬波開關(guān)，運(yùn)算放大器輸出電壓信號U1，并由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集；

（2）斷開斬波開關(guān)，運(yùn)算放大器輸出電壓信號U2，并由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集；

（3）A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將采集的兩個電壓信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，并傳輸至MCU，由MCU計算出兩個電壓的差值，然后由下列公式計算出分流電阻產(chǎn)生的電壓值Ui，完成電流的測量：

Ui=(U2–U1) /(G＋0.5)

式中，G為運(yùn)算放大器的增益，且G等于電阻Rf的阻值除以電阻Ri的阻值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過設(shè)計斬波開關(guān)、直流放大器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MCU，利用斬波開關(guān)的操作，實(shí)現(xiàn)了直流放大器的兩個電壓信號的輸出，并在A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集和轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，通過計算補(bǔ)償?shù)窒鸄/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的偏置誤差、分壓電阻R1和R2的不平衡電壓以及運(yùn)算放大器自有的輸入電壓偏移后，即可得到分流電阻的電壓值，從而完成電流的測量。本發(fā)明無需使用專用IC，只需簡單的電路設(shè)計即可實(shí)現(xiàn)電動汽車電池電流的測量，因而不僅操作方便，而且成本非常低廉，對硬件設(shè)計的要求也不高。本發(fā)明大幅提高了對電動汽車電池電流測量的效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。

實(shí)施例

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種新型的電動汽車電流測量電路，其包括分流電阻、斬波開關(guān)、直流放大器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和MCU。所述分流電阻用于接入電動汽車電池，并在電池電流流過時產(chǎn)生電壓信號；所述斬波開關(guān)用于對分流電阻產(chǎn)生的電壓信號進(jìn)行斬波，該斬波開關(guān)同時與分流電阻兩端連接，并且其中一端通過分壓電阻R1接入5V的VDD，并且斬波開關(guān)與分壓電阻R1之間還連接有限流電阻R3，同時，斬波開關(guān)的另一端通過分壓電阻R2接地。所述直流放大器用于斬波開關(guān)閉合和打開時分別輸出兩個電壓信號，以便A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輪流采集，該直流放大器包括運(yùn)算放大器、電阻Rf和電阻Ri；所述運(yùn)算放大器引腳3接斬波開關(guān)連接有分壓電阻R1的一端，引腳4接5V的VDD，引腳6接A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，引腳7接地；所述電阻Rf一端接運(yùn)算放大器引腳2，另一端接運(yùn)算放大器引腳6；所述電阻Ri一端接運(yùn)算放大器引腳2，另一端接斬波開關(guān)連接有分壓電阻R2的一端。

所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器與MCU連接，并接入5V的VDD，用于將采集的兩個電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出至MCU，以便MCU計算出兩個電壓的差值，繼而計算出分流電阻產(chǎn)生的電壓值，完成電流的測量。

本發(fā)明測量電流的過程如下：

（1）閉合斬波開關(guān)，運(yùn)算放大器輸出電壓信號U1，并由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集；

（2）斷開斬波開關(guān)，運(yùn)算放大器輸出電壓信號U2，并由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集；

（3）A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將采集的兩個電壓信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，并傳輸至MCU，由MCU計算出兩個電壓的差值，然后由下列公式計算出分流電阻產(chǎn)生的電壓值Ui，即可完成電流的測量：

Ui=(U2–U1) /(G＋0.5)

式中，G為運(yùn)算放大器的增益，且G等于電阻Rf的阻值除以電阻Ri的阻值。

本發(fā)明通過模擬放大器電路的拓?fù)?，只需利用低輸入偏移Vos的直流放大器+斬波開關(guān)及MCU和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，即可完成電動汽車電池電流的測量，其相比現(xiàn)有的電流測量方式來說，不僅操作簡單、成本低廉、對硬件設(shè)計要求不高，而且在與專利“新能源電動車分流式數(shù)字電流傳感器”提供的原理方法結(jié)合后，還可以制作出一種高精度的電流傳感器。因此，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)來說，技術(shù)進(jìn)步十分明顯，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。

按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。值得說明的是，基于上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及方法設(shè)計的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使再本發(fā)明上做出一些毫無實(shí)質(zhì)性的改動或潤色，其所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣的，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。