本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電動(dòng)汽車的電池參數(shù)檢測裝置和電動(dòng)汽車。

背景技術(shù)：

國家最新標(biāo)準(zhǔn)《汽車和掛車類型的術(shù)語和定義》(GB/T 3730.1-2001)中對汽車有如下定義：由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，具有4個(gè)或4個(gè)以上車輪的非軌道承載的車輛，主要用于：載運(yùn)人員和(或)貨物；牽引載運(yùn)人員和(或)貨物的車輛；特殊用途。能源短缺、石油危機(jī)和環(huán)境污染愈演愈烈，給人們的生活帶來巨大影響，直接關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。世界各國都在積極開發(fā)新能源技術(shù)。

電動(dòng)汽車作為一種降低石油消耗、低污染、低噪聲的新能源汽車，被認(rèn)為是解決能源危機(jī)和環(huán)境惡化的重要途徑?；旌蟿?dòng)力汽車同時(shí)兼顧純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的優(yōu)勢，在滿足汽車動(dòng)力性要求和續(xù)駛里程要求的前提下，有效地提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，降低了排放，被認(rèn)為是當(dāng)前節(jié)能和減排的有效路徑之一。

在現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)汽車，通常利用精密電阻方法采集電池電流。然而，由于普通的精密電阻自身溫度漂移比較大，無法得到有效補(bǔ)償，因此采集出的電池電流誤差較大，導(dǎo)致電池參數(shù)檢測誤差較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種電動(dòng)汽車的電池參數(shù)檢測裝置和電動(dòng)汽車，從而降低電池參數(shù)檢測誤差。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一方面，一種電動(dòng)汽車的電池參數(shù)檢測裝置，包括：

電流檢測模塊，用于利用低溫漂精密電阻檢測電池電流信號(hào)；

電池預(yù)充電壓信號(hào)檢測模塊，用于采用分壓方式檢測電池預(yù)充電壓信號(hào)；

電池總電壓信號(hào)檢測模塊，用于采用分壓方式檢測電池總電壓信號(hào)；

溫度信號(hào)檢測模塊，用于利用熱敏電阻檢測所述低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)；

信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊，用于放大所述電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和所述低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)，并將放大后的所述電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和所述低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括：

控制單元，用于基于轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式的電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)或電池總電壓信號(hào)計(jì)算電池荷電狀態(tài)或電池健康狀況，和/或基于所述低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)控制流經(jīng)所述低溫漂精密電阻的電流；

數(shù)字隔離器，布置在信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊與控制單元之間。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括：

通知模塊，與所述信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊和控制單元分別連接，用于在信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊放大并轉(zhuǎn)換所述電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和所述低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)之后，通知控制單元從信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊獲取所述放大和轉(zhuǎn)換后的電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述電流檢測模塊包括：

低溫漂精密電阻；

瞬態(tài)電壓抑制二極管；

第一三端電容和第二三端電容；

第一濾波電容和第二濾波電容；其中所述低溫漂精密電阻的溫度系數(shù)小于50PPM/K。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述電池預(yù)充電壓信號(hào)檢測模塊包括：

在預(yù)充電壓端和電池負(fù)極之間連接的第一分壓電阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻和第四分壓電阻；

低通濾波電阻和低通濾波電容；

高頻濾波電容(C8)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述溫度信號(hào)檢測模塊包括：

與基準(zhǔn)電壓端連接的電阻；

與電阻和信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊連接的熱敏電阻，該熱敏電阻還與低通濾波電容和高頻濾波電容分別連接；

該熱敏電阻為正溫度系數(shù)熱敏電阻或負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述電池總電壓信號(hào)檢測模塊包括：

在電池正極與電池負(fù)極之間連接的第五分壓電阻、第六分壓電阻、第七分壓電阻和第八分壓電阻；

低通濾波電阻；

低通濾波電容。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊為AS8510芯片；所述通知模塊包括：

與所述AS8510芯片的INT引腳連接的電阻；

與電阻連接的光電耦合器；

與光電耦合器連接的電阻，該電阻與控制單元連接。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述數(shù)字隔離器為ADUM5401芯片；所述信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊為AS8510芯片；所述ADUM5401芯片還用于為AS8510芯片(U2)提供隔離電源；

所述ADUM5401芯片的引腳3、引腳4、引腳5和引腳6與控制單元連接；所述ADUM5401芯片的引腳11、引腳12、引腳13和引腳14分別連接AS8510芯片。

一種電動(dòng)汽車，包括如上所述的電動(dòng)汽車的電池參數(shù)檢測裝置。

從上述技術(shù)方案可以看出，在本發(fā)明實(shí)施方式中，電流檢測模塊，用于利用低溫漂精密電阻檢測電池電流信號(hào)；電池預(yù)充電壓信號(hào)檢測模塊，用于采用分壓方式檢測電池預(yù)充電壓信號(hào)；電池總電壓信號(hào)檢測模塊，用于采用分壓方式檢測電池總電壓信號(hào)；溫度信號(hào)檢測模塊，用于利用熱敏電阻檢測低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)；信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊，用于放大電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)，并將放大后的電池電流信號(hào)、放大后的電池預(yù)充電壓信號(hào)、放大后的電池總電壓信號(hào)和放大后的低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。本發(fā)明實(shí)施方式可以降低電池參數(shù)檢測誤差。

附圖說明

以下附圖僅對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。

圖1為根據(jù)本發(fā)明電動(dòng)汽車的電池參數(shù)檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明電動(dòng)汽車的電池參數(shù)檢測裝置的示范性電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了對發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，在各圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部分。

為了描述上的簡潔和直觀，下文通過描述若干代表性的實(shí)施方式來對本發(fā)明的方案進(jìn)行闡述。實(shí)施方式中大量的細(xì)節(jié)僅用于幫助理解本發(fā)明的方案。但是很明顯，本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)時(shí)可以不局限于這些細(xì)節(jié)。為了避免不必要地模糊了本發(fā)明的方案，一些實(shí)施方式?jīng)]有進(jìn)行細(xì)致地描述，而是僅給出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根據(jù)……”是指“至少根據(jù)……，但不限于僅根據(jù)……”。由于漢語的語言習(xí)慣，下文中沒有特別指出一個(gè)成分的數(shù)量時(shí)，意味著該成分可以是一個(gè)也可以是多個(gè)，或可理解為至少一個(gè)。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，低溫漂精密電阻作為電流采集器件，而且利用精密電阻串聯(lián)分壓方式分別采集電池預(yù)充電壓和電池總電壓，利用熱敏電阻與精密電阻串聯(lián)分壓方式采集低溫漂精密電阻的溫度，而且可以使用高精度AS8510作為信號(hào)放大及轉(zhuǎn)換芯片，使用ADUM5401作為數(shù)字隔離器，最終將電流、電壓、溫度信號(hào)傳入微處理器(MCU)進(jìn)行處理。

圖1為根據(jù)本發(fā)明電動(dòng)汽車的電池參數(shù)檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。

如圖1所示，該裝置100包括：

電流檢測模塊101，用于利用低溫漂精密電阻檢測電池電流信號(hào)；

電池預(yù)充電壓信號(hào)檢測模塊102，用于采用分壓方式檢測電池預(yù)充電壓信號(hào)；

電池總電壓信號(hào)檢測模塊103，用于采用分壓方式檢測電池總電壓信號(hào)；

溫度信號(hào)檢測模塊104，用于利用熱敏電阻檢測所述低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)；

信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊105，用于放大所述電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和所述低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)，并將放大后的所述電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。

電流檢測模塊101，可以采用低溫漂精密電阻作為電流采集器件。低溫漂精密電阻作為分流器。具體地，低溫漂精密電阻是要求電阻的阻值誤差、電阻的熱穩(wěn)定性(溫度系數(shù))、電阻器的分布參數(shù)(分布電容和分布電感)等項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的電阻器。比如，低溫漂精密電阻的溫度系數(shù)(范圍為20-60攝氏度)小于50ppm/k，而且應(yīng)用溫度范圍為(－40攝氏度到170攝氏度)。

電池預(yù)充電壓信號(hào)檢測模塊102和電池總電壓信號(hào)檢測模塊103，可以分別采用精密電阻串聯(lián)分壓方式采集電池預(yù)充電壓和電池總電壓。溫度信號(hào)檢測模塊104，可以采用熱敏電阻與精密電阻串聯(lián)分壓方式采集電池溫度。

在一個(gè)實(shí)施方式中，電流檢測模塊101包括：低溫漂精密電阻；瞬態(tài)電壓抑制二極管；第一三端電容和第二三端電容；第一濾波電容和第二濾波電容；其中所述低溫漂精密電阻的溫度系數(shù)小于50PPM/K。

在一個(gè)實(shí)施方式中，電池預(yù)充電壓信號(hào)檢測模塊102包括：在預(yù)充電壓端和電池負(fù)極之間連接的第一分壓電阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻和第四分壓電阻；低通濾波電阻和低通濾波電容；高頻濾波電容。其中，分壓電阻的數(shù)目可以相應(yīng)增加或減少，本發(fā)明對此并無限定。

在一個(gè)實(shí)施方式中，溫度信號(hào)檢測模塊104包括：與基準(zhǔn)電壓端連接的電阻；與電阻和信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊連接的熱敏電阻，該熱敏電阻還與低通濾波電容和高頻濾波電容分別連接；該熱敏電阻具體可以實(shí)施為正溫度系數(shù)熱敏電阻或負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。

在一個(gè)實(shí)施方式中，電池總電壓信號(hào)檢測模塊103包括：在電池正極與電池負(fù)極之間連接的第五分壓電阻、第六分壓電阻、第七分壓電阻和第八分壓電阻；低通濾波電阻；低通濾波電容。其中，分壓電阻的數(shù)目可以相應(yīng)增加或減少，本發(fā)明對此并無限定。

在一個(gè)實(shí)施方式中，該裝置還包括：

控制單元106，用于基于轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式的電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)和/或電池總電壓信號(hào)，計(jì)算電池荷電狀態(tài)或電池健康狀況，和/或基于所述低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)控制流經(jīng)所述低溫漂精密電阻的電流；

數(shù)字隔離器107，布置在信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊105與控制單元106之間。

比如，當(dāng)控制單元106基于溫度信號(hào)檢測模塊104提供的低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)判定電流檢測模塊101中的低溫漂精密電阻溫度大于預(yù)定的溫度門限值時(shí)，降低流經(jīng)低溫漂精密電阻的電流。

具體地，控制單元106可以實(shí)施為單片機(jī)或單板機(jī)?；蛘?，控制單元106可以實(shí)施為一或多個(gè)現(xiàn)場可編程門陣列；或，一現(xiàn)場可編程門陣列，所述現(xiàn)場可編程門陣列集成一或多個(gè)處理器核；或，一或多個(gè)處理器和一或多個(gè)現(xiàn)場可編程門陣列；或，一或多個(gè)處理器和一或多個(gè)協(xié)處理器陣列；或，一或多個(gè)處理器。

在一個(gè)實(shí)施方式中，該裝置還包括：

通知模塊108，與信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊105和控制單元106分別連接，用于在信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊105放大并轉(zhuǎn)換電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)之后，通知控制單元106從信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊105獲取放大和轉(zhuǎn)換后的電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊105為AS8510芯片；通知模塊108包括：與所述AS8510芯片的INT引腳連接的電阻；與該電阻連接的光電耦合器；與光電耦合器連接的電阻，該電阻與控制單元連接。

在一個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)字隔離器107為ADUM5401芯片；信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊105為AS8510芯片；所述ADUM5401芯片的引腳3、引腳4、引腳5和引腳6與控制單元106連接；ADUM5401芯片的引腳11、引腳12、引腳13和引腳14分別連接AS8510芯片U2。

以上以ADUM5401芯片、AS8510等具體的芯片型號(hào)為實(shí)例，對本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行了具體描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到，這種描述僅是示范性的，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

下面結(jié)合具體電路圖對本發(fā)明進(jìn)行示范性闡述

圖2為根據(jù)本發(fā)明電動(dòng)汽車的電池參數(shù)檢測裝置的示范性電路結(jié)構(gòu)圖。

如圖2所示，信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊105具體實(shí)施為AS8510芯片U2，數(shù)字隔離器107具體實(shí)施為ADUM5401芯片U3。

低溫漂精密電阻I1、瞬態(tài)二極管D1、第一三端電容W1、第二三端電容W2、第一濾波電容C1、第二濾波電容C4和電容C3共同構(gòu)成電流檢測模塊101，其中低溫漂精密電阻R1的溫度系數(shù)小于50PPM/K。電容C3用于過濾差分信號(hào)。在低溫漂精密電阻R1上流過電池電流I1。而且，AS8510芯片U2的RSHH引腳(引腳1)和RSHL引腳(引腳2)分別連接電流檢測模塊101。GNDISOA表示接地。

AS8510芯片U2通過RSHH引腳和RSHL引腳引入電池電流信號(hào)，并對電池電流信號(hào)執(zhí)行信號(hào)放大和數(shù)字轉(zhuǎn)換處理，得到數(shù)字格式的電池電流信號(hào)。

在圖2中，電池預(yù)充電壓信號(hào)檢測模塊102具體包括：在預(yù)充電壓端(PRE)和電池負(fù)極(BAT－)之間的第一分壓電阻R5、第二分壓電阻R6、第三分壓電阻R7和第四分壓電阻R9；低通濾波電阻R8和低通濾波電容C7；高頻濾波電容C8。而且，AS8510芯片U2的ETR引腳(引腳7)連接電池預(yù)充電壓信號(hào)檢測模塊102。

AS8510芯片U2通過ETR引腳引入電池預(yù)充電壓信號(hào)，并對電池預(yù)充電壓信號(hào)執(zhí)行信號(hào)放大和數(shù)字轉(zhuǎn)換處理，得到數(shù)字格式的電池預(yù)充電壓信號(hào)。

溫度信號(hào)檢測模塊104包括：與基準(zhǔn)電壓端REF(比如，1.225伏特)連接的電阻R12；與電阻R12連接的熱敏電阻R10，該熱敏電阻R10還與AS8510芯片U2的ETS引腳(引腳8)連接。該熱敏電阻R10還與低通濾波電容C7和高頻濾波電容C8分別連接；該熱敏電阻R10為正溫度系數(shù)熱敏電阻或負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。在具體布線中，熱敏電阻R10布置在低溫漂精密電阻I1的周邊位置，從而可以測量低溫漂精密電阻I1的溫度。

AS8510芯片U2通過ETS引腳引入低溫漂精密電阻I1的溫度信號(hào)，并對低溫漂精密電阻I1的溫度信號(hào)執(zhí)行信號(hào)放大和數(shù)字轉(zhuǎn)換處理，得到數(shù)字格式的低溫漂精密電阻I1的溫度信號(hào)。

電池總電壓信號(hào)檢測模塊103包括：在電池正極(BAT+)與電池負(fù)極(BAT－)之間連接的第五分壓電阻R13、第六分壓電阻R14、第七分壓電阻R15和第八分壓電阻R17；低通濾波電阻R16；低通濾波電容C13。電池總電壓信號(hào)檢測模塊103還可以包括去耦電容C14。

AS8510芯片U2的VBAT_IN引腳(引腳9)和VBAT_GND引腳(引腳10)分別連接電池總電壓信號(hào)檢測模塊103。

AS8510芯片U2通過VBAT_IN引腳和VBAT_GND引腳引入電池總電壓信號(hào)，并對電池總電壓信號(hào)執(zhí)行信號(hào)放大和數(shù)字轉(zhuǎn)換處理，得到數(shù)字格式的電池總電壓信號(hào)。

通知模塊108包括：與AS8510芯片U2的INT引腳(引腳20)連接的電阻R3；與電阻R3連接的光電耦合器U1；與光電耦合器U1連接的電阻R4，該電阻R4與控制單元106連接。而且，數(shù)字隔離器107為ADUM5401芯片U3。ADUM5401芯片U3的引腳3、引腳4、引腳5和引腳6與控制單元106連接；ADUM5401芯片U3的引腳11、引腳12、引腳13和引腳14分別連接AS8510芯片U2。

通知模塊108向控制單元(106)發(fā)出通知，從而控制單元106從AS8510芯片U2獲取放大和轉(zhuǎn)換后的電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和低溫漂精密電阻I1的溫度信號(hào)。

控制單元106(圖2中沒有示出)，可以基于轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式的電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)和/或電池總電壓信號(hào)，計(jì)算電池荷電狀態(tài)或電池健康狀況。而且，控制單元106可以基于低溫漂精密電阻I1的溫度信號(hào)控制流經(jīng)低溫漂精密電阻I1的電流。比如，當(dāng)控制單元106基于溫度信號(hào)檢測模塊104提供的低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)判定電流檢測模塊101中的低溫漂精密電阻溫度大于預(yù)定的溫度門限值時(shí)，限制流經(jīng)低溫漂精密電阻I1的電流。除了低溫漂精密電阻I1和熱敏電阻R10之外，圖2中的所有電阻器都可以實(shí)施為普通的精密電阻。

以上示范性描述了電動(dòng)汽車的電池參數(shù)檢測裝置的具體電路結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到，這種電路結(jié)構(gòu)僅是示范性的，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

可以將本發(fā)明實(shí)施方式提出的電池參數(shù)檢測裝置應(yīng)用到各種類型的電動(dòng)汽車中，包括純電動(dòng)汽車(BEV)、混合動(dòng)力汽車(PHEV)或燃料電池汽車(FCEV)，等等。

綜上所述，在本發(fā)明實(shí)施方式中，電流檢測模塊，用于利用低溫漂精密電阻檢測電池電流信號(hào)；電池預(yù)充電壓信號(hào)檢測模塊，用于采用分壓方式檢測電池預(yù)充電壓信號(hào)；電池總電壓信號(hào)檢測模塊，用于采用分壓方式檢測電池總電壓信號(hào)；溫度信號(hào)檢測模塊，用于利用熱敏電阻檢測低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)；信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換模塊，用于放大電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)，并將放大后的電池電流信號(hào)、電池預(yù)充電壓信號(hào)、電池總電壓信號(hào)和低溫漂精密電阻的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。本發(fā)明實(shí)施方式可以降低電池參數(shù)檢測誤差。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，而并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方案或變更，如特征的組合、分割或重復(fù)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。