CN202204918U - 一种基于温度补偿的soc精度提高装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于温度补偿的SOC精度提高装置，属于汽车电池技术领域。它解决了现有技术中温度误差及在SOC的计算过程中累积的采集精度误差的问题。本实用新型包括电流检测元件和单片机，其特征在于，所述的电流检测元件连接有温度补偿电路，所述的温度补偿电路和上述的单片机之间通过四运算放大器连接，所述的单片机能够对采集到的电流值进行换算处理以完成温度漂移补偿。该***能够提高电流采集精度，并提高SOC的检测估算精度。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车电池的技术领域，涉及一种基于温度补偿的SOC精度提高装置。
背景技术
目前随着国家新能源汽车产业规划的出台，新能源汽车的发展已经成为大家关注的焦点。动力电池管理***的主要功能包括池充电放电管理、电池故障管理等，但是SOC估算精度是其中的核心技术，如果SOC估算精度过低将直接导致其它功能实用性降低。为了提高SOC的估算精度，各动力电池厂家和高校都在做算法方面的研究和学习，目前改进动力电池估算精度的算法有很多，大部分都是基于算法理论改进的方向，包括卡尔曼滤波算法、神经网络算法等。在实际应用中比较成熟的还是基于电流积分加端电压校正的方法。该方法的计算精度很大程度上取决于电流的采集精度，因为采集精度误差在SOC的计算过程中会进行累积放大。
现中国专利文献公开了一种纯电动机用电池组SOC估算装置及其估算方法[申请号：CN201010288631.X]，其估算装置包括主控模板、充/放电回路和电压检测模块，该充/放电回路中串联电池组，该电池组由两个以上单体电池串联而成，每个单体电池均与电压检测模块对应连接；该充/放电回路中还串联分流器，该分流器上的电压信号连接至差分放大器的输入端，经该差分放大器放大后的电压信号输出连接至电量计，其电量计通过总线与主控模块连接，其主控模块通过I2C总线连接时钟模块，同时主控模块通过SPI总线连接存储模块，该存储模块中存储一数据表，数据表村饭特定电压区间与其对应的SOC值。该***还提供SOC估算方法，该方法加入SOC校验过程，并在某些特定电压区间内提供校验后的SOC值，虽然该发明降低了偶然误差的影响，提高校验精度及效果，但是该发明没有解决温度误差的影响和对整体采集精度的补偿提高。
发明内容
本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种基于温度补偿的SOC精度提高装置用于提高电流采集精度，使SOC的检测估算精度提高。
本实用新型通过下列技术方案来实现：一种基于温度补偿的SOC精度提高装置，包括电流检测元件和单片机，其特征在于，所述的电流检测元件连接有温度补偿电路，所述的温度补偿电路和上述的单片机之间通过四运算放大器连接，所述的单片机能够对采集到的电流值进行换算处理以完成温度漂移补偿。
电流检测元件检测的电流先经过温度补偿电路对温度误差进行补偿，再将该电流输入四运算放大器进行放大，放大之后传入单片机，对动力电池的静特性进行建模仿真，并将仿真建模输入单片机中，再结合单片机主芯片内基于电流积分加端电压校正的算法对采集到的电流值进行换算处理以完成温度漂移补偿，同时提高了电流采集精度，使SOC的检测估算精度提高，实现其准确估算。
在上述的基于温度补偿的SOC精度提高装置中，所述的电流检测元件为锰铜分流器或者霍尔元件。采用这些元器件进行电流参数的测量，因其具有20-50ppm的温度漂移特性。
在上述的基于温度补偿的SOC精度提高装置中，所述的电流检测元件和温度补偿电路之间设有第一滤波电路。该滤波电路尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，使输出端得到较稳定的直流电。
在上述的基于温度补偿的SOC精度提高装置中，所述的第一滤波电路包括电容C1、电容C2、电感L1和电阻R1，所述的电容C1并联于电流检测元件的输出正负端，电感L1和电阻R1依次串联在电流检测元件的输出正端，电容C2的一端连接于电感L1和电阻R1之间，电容C2和检测元件的输出负端均接地。这样的连接方式使得电路输出的信号稳定性更好。
在上述的基于温度补偿的SOC精度提高装置中，所述的温度补偿电路为并联于第一滤波电路输出端的负温度系数高精度电阻R6，该负温度系数高精度电阻R6一端连接于电阻R1，另一端接地。负温度系数高精度电阻R6随着温度的升高，其电阻值降低，对整体采集精度具有补偿提高的作用。
在上述的基于温度补偿的SOC精度提高装置中，所述的负温度系数高精度电阻R6和四运算放大器之间连接有滤波电路，该滤波电路中的电容C3并联于上述负温度系数高精度电阻R6的两端。
在上述的基于温度补偿的SOC精度提高装置中，所述的四运算放大器和单片机之间连接有RC滤波回路。
现有技术相比，本基于温度补偿的SOC精度提高装置具有以下优点：
1、本实用新型在电路中设有多个滤波电路，这些滤波电路可以使输出端得到较稳定的直流电。
2、本实用新型通过采用负温度系数高精度电阻R6可实现电路的温度补偿，同时提高整体采集精度。
3、本实用新型先对动力电池的静特性进行建模仿真，再通过单片机主芯片内的基于电流积分加端电压校正的算法对采集到的电流值进行漂移补偿，进一步提高了SOC估算精度。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的硬件电路图。
图中，1、电流检测元件；2、第一滤波电路；3、温度补偿电路；4、滤波电路；5、四运算放大器；6、RC滤波回路；7、单片机。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1、图2所示，本基于温度补偿的SOC精度提高装置包括电流检测元件1和单片机7，该电流检测元件1采用锰铜分流器或者霍尔元件来进行电流参数的测量，因其一般具有20-50ppm的温度漂移特性。电流检测元件1检测到的电流参数先通过第一滤波电路2减小脉动的直流电压中的交流成分，使输出端得到较稳定的直流电，该第一滤波电路2包括电容C1、电容C2、电感L1和电阻R1，其中电容C1并联于电流检测元件1的输出正负端，电感L1的一端与电流检测元件1的正端或电容C1的一端连接，电感L1的另一端分别与电阻R1和电容C2的一端相连接，电容C2和检测元件的输出负端均接地。电阻R1的另一端与温度补偿电路3相连接，即与负温度系数高精度电阻R6连接，负温度系数高精度电阻R6的另一端接地，电容C3一端与负温度系数高精度电阻R6并联连接，电容C3的另一端接地，电阻R3的一端与电容C3非接地端连接，电阻R3与电容C4串联连接，其电容C4的另一端接地，同时与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端接电容C5，电容C5的另一端接地，电阻R7的另一端与四运算放大器5的正极输入端连接，其四运算放大器5的负极输入端与四运算放大器5的输出端相连接，四运算放大器5的正负电源端接正负15V的电压，四运算放大器5的输出端与电阻R5相连，电阻R5的另一端与单片机7相连，电阻R5与单片机7之间连接有电容C7，电容C7的另一端接地。
本基于温度补偿的SOC精度提高装置先通过电流检测元件1检测到电流参数，再通过第一滤波电路2将电流参数进行滤波处理，使输出端得到较稳定的直流电，直流电流经负温度系数高精度电阻R6，该负温度系数高精度电阻R6随着温度的升高，其电阻值降低，实现电流转电压的变化，对整体采集精度具有补偿提高的作用。再经过滤波电路4进行滤波处理后，传入四运算放大器5进行放大，该四运算放大器5为LM324，该LM324与单电源应用场合的标准运算放大器相比，可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一等显著的优点。经四运算放大器5放大后通过RC滤波回路6滤波，传入单片机7，***先对动力电池的静特性进行建模仿真，再结合单片机7主芯片内基于电流积分加端电压校正的算法对采集到的电流值进行温度漂移补偿，同时提高电流采集精度，使SOC的检测估算精度提高，实现其准确估算。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了电流检测元件1、第一滤波电路2、温度补偿电路3、滤波电路4、四运算放大器5、RC滤波回路6、单片机7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (7)
1.一种基于温度补偿的SOC精度提高装置，包括电流检测元件(1)和单片机，其特征在于，所述的电流检测元件(1)连接有温度补偿电路(3)，所述的温度补偿电路(3)和上述的单片机之间通过四运算放大器(5)连接，所述的单片机能够对采集到的电流值进行换算处理以完成温度漂移补偿。
2.根据权利要求1所述的基于温度补偿的SOC精度提高装置，其特征在于，所述的电流检测元件(1)为锰铜分流器或者霍尔元件。
3.根据权利要求2所述的基于温度补偿的SOC精度提高装置，其特征在于，所述的电流检测元件(1)和温度补偿电路(3)之间设有第一滤波电路(2)。
4.根据权利要求3所述的基于温度补偿的SOC精度提高装置，所述的第一滤波电路(2)包括电容C1、电容C2、电感L1和电阻R1，所述的电容C1并联于电流检测元件(1)的输出正负端，电感L1和电阻R1依次串联在电流检测元件(1)的输出正端，电容C2的一端连接于电感L1和电阻R1之间，电容C2和检测元件的输出负端均接地。
5.根据权利要求4所述的基于温度补偿的SOC精度提高装置，其特征在于，所述的温度补偿电路(3)为并联于第一滤波电路(2)输出端的负温度系数高精度电阻R6，该负温度系数高精度电阻R6一端连接于电阻R1，另一端接地。
6.根据权利要求5所述的基于温度补偿的SOC精度提高装置，其特征在于，所述的负温度系数高精度电阻R6和四运算放大器(5)之间连接有滤波电路(4)，该滤波电路(4)中的电容C3并联于上述负温度系数高精度电阻R6的两端。
7.根据权利要求6所述的基于温度补偿的SOC精度提高装置，其特征在于，所述的四运算放大器(5)和单片机之间连接有RC滤波回路(6)。
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