電動車電池管理系統設計及實現
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2 系統硬件設計
2．1 單體電池電壓測量
單體電池電壓測量的基本原理是采用分時測量的方法，把串聯電壓統一連接到檢測總線A、B上。測量時，不同的時刻檢測總線A、B分別連接在串聯電池組中某一個單體電池的兩端，這樣，當按照一定的時間策略掃描時，就能讓串聯電池組中每一個單體電池的電壓都能在檢測總線A、B之間依次出現一次，起到把單體電池電壓剝離出串聯電池組的目的。具體實現是采用一組由n+1個開關組成的開關陣(n為串聯電池數)，開關陣與串聯電池組的連接見圖2，連接的原則是單號開關的一端依次接奇數號電池的負極，另一端接檢測總線A點，雙號開關的一端依次接偶數電池的負極，另一端接檢測總線B點。本文引用地址：http://www.104case.com/article/179242.htm
開關陣每次導通兩個，次序為：K1K2、K2K3、…KiKi+1、…Kn-1Kn、KnKn+1，通過這種每次只導通相鄰兩個開關的策略可以將單體電池電壓從串聯結構中分離出來，送到檢測總線A、B之間。當第i和i+1開關導通時，A、B上的電壓分別為：
顯然，A、B之間形成了一對雙端差模信號，該信號含有很高的共模信號。為了把檢測總線A、B之間的雙端差分電壓信號轉換成對地的單端電壓信號，同時消除單體電池差分電壓中的共模信號。圖1電路中采用運算放大器A1、電阻R1、R2、R3、R4構成一個差分放大器，取R1=R2 =R3=R4，該放大器的增益為1。這樣，A、B之間的電壓UAB為：
UAB經過跟隨電路和絕對值電路后，被A／D轉換電路采樣，實現了電池電壓的測量。
2．2 電流檢測
電流采集采用閉環霍爾電流傳感器。電動車額定工作電流為150A。為保證測量精度，電流傳感器額定測量值為被測信號1-1．5倍較為合適，本文的霍爾電流傳感器采用北京森社公司宇波模塊CHB-200SF霍爾效應電流傳感器。測量頻率是0～100kHz，供電電壓為正負15V，測量范圍為0～200A，匝數比為1：2000，精度0．5％～1％，響應時間小于1 μs。其測量電路如圖3所示。
傳感器的輸出電流經過采樣電阻R5轉換為電壓信號。R5為精密金屬電阻，R5=20Ω／2W。由于從傳感器過來的電流是雙向(-75mA-+75mA)的，因此其轉換得到的電壓是正負電壓，這樣不利于A／D采樣。為此本文設計了一個加法器，它的功能是將以0V為中心的正負電壓提升至以2．5V為中心的正電壓(1～4V)，這個電壓范圍正好是A／D采樣的范圍。
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