絕對值放大器和可逆計數器二者的結合,實現了對充電中放電間隙(即負脈沖充電)的計量,同時用一套電路完成了充放電兩個方向的計算。充電時正向計數,放電時反向計數(減數),用電流的流向控制可逆計數器的計數方向。
3方案論證及技術關鍵的解決
3.1電流取樣
電流取樣的目的是將電流信號變為電壓信號,一般有三種方式:
(1)取樣電阻;
(2)分流器;
(3)霍爾器件(包括互感器類)。
從電動車電池使用來看,電流較大,顯然使用取樣電阻并不合適,而分流器又太重且體積也較大,不太適用,故霍爾器件較為適用。其優點是線性程度優于0.1%,適于范圍較大的跟蹤,動態性能好,響應時間小于1μs,這樣可即時跟蹤汽車起動的瞬時電流。另外,其尺寸小,重量輕適于在汽車上安裝。它的缺點是價格稍貴,但對于汽車上使用的電池價格來講完全可以忽略。由于選用可以購買到的成熟產品,電路較簡單不再列出。
3.2絕對值放大器
由于充放電電流方向不同,采用絕對值放大器,它將霍爾器件輸出的正負信號統一放大為正信號,然后送往壓頻轉換器。
絕對值放大器的設計方法較多,從電源上來看,有單電源、雙電源兩種方式,采用的運放個數有一個和多個。本機由于采用霍爾器件且為雙向電流,故單電源沒有優點,而單運放的放大器,電阻取值太多,精度要求高,并且對負載亦應考慮,不太適用。
本機采用由二運放構成的絕對值放大器,選用低失調、低漂移的運算放大器0P-07,精度高且性能不受負載影響,這里苛求絕對值放大器的精度,不是為系統精度作貢獻,而是從另外一點考慮的。這就是前面提到的,就電池容量計而言,對電池監測的最好辦法應是同電池一體,始終監視電池狀況。而這就要求電池沒有充放電流時,放大器的輸出為零,否則經過長期擱置后,容量計由于放大器誤差的關系指示充滿或放光,產生誤判。以高精度、低失調、低漂移設計完成后的樣機,滿度誤差為1mv,零度誤差小于1mv。