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电池容量计的一种实现方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-03-04 11:42:34    评论:0

3.7工作电源部分

  电池容量计不同于其它仪器的是它只能使用电池作为电源,而由于电池电压的变化及波动,直接使用显然是不合适的,为此必须由电池引出产生二次电源。

  首先霍尔器件需电源±12V,电路控制计数等部分也亦借用±12V,另外我们考虑到为了使容量指示更直观清晰,其最大电压范围应大些,同时也能充分利用其电压表有效指示。其电压表范围为40V,而电池电压最高为30V,故设定容量指示最大指示为28V,这就需要电源电压为30V。

  由于电池起动时有大电流放电,使电压波动十分厉害,约15~30V,为适应其变化,同时减小容量计自身功耗,提高效率,设计全部采用开关电源。

  首先+12V的获得是采用LM2575降压调整器,该芯片输入电压可达40V,固定振荡频率52kHz,电压、电流调整率较好,适应容量计的要求。

  -12V是利用+12V为输入,通过34063DC/DC变换器加以变换而成。这样损失了部分功率。我们原设计用M2575HV(输入电压60V)由电池电压直接引入,但由于60V的LM2575HV未能买到,只得作罢。将来如有批量,可定货。好在-12V功率有限,损失较小。  30V一组电源,其电压高,电流小,如采用普通DC变换器如2575或其他器件,体积过大,且磁心元件等都大为浪费,得不偿失。故我们在设计中一直在寻找简洁的方法,最后经试验决定利用555振荡器升压并采用倍压整流的方法将12V提升至30V,效果极好,见图6。

4产品的设计与计算

4.1电压/频率关系的设定

  电压0~10V对应频率0~10kHz

Shp6.gif (5608 字节)

图6 30V电源原理图

  电流0~1000A对应电压0~10V

  这几个值的选取,综合考虑了霍尔元件、放大器、F/V转换设计的最佳值及试验样机的需要。

4.2计数位数

  4020-14位4516两片共8位,加起来为22位,仅采用21位,其计数个数为:

  221=2.097152×106。

  对10kHz的计数时间

T=(221×1/104)秒=3.49分。

  当10kHz对应1000A时,对45Ah电池来讲

T=C/I=45/1000=0.045h=2.7分<3.49分 ,

可见计时已够,满度计时安时数为

(221×1/104)×1000/3600=58.25Ah。

4.3误差的计算

  前14级计数时间为△T=214,总计时为T=221,相对误差△T/T=214/221=0.78%。

  可见前14级误差极小,尚不足1%,且其仅在做减法时一次性出现,可以忽略。故采用一片4020代替三片4516是合理的。

5性能测试结果

  整机测试,条件为充放电流15A,电压(代表容量)指示满容量为28.002V,电池容量放尽后,电压(代表容量)指示为0V,指示容量与实际容量误差为3%,符合设计要求。

6结论

  在输出容量等于输入容量乘以损失系数的模式下,本文以电动车为使用对象,对输入取样、绝对值放大、压频转换、显示及工作电源各部分作了深入细致的阐述,进行了非常有益的探索,是目前计量电池容量的有效方法之一,适用于无记忆效应、性能相对稳定的电池。

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关键词: 电池容量计 实现方法
(文/小编)
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