電池容量計的一種實現(xiàn)方法

3.7工作電源部分

　　電池容量計不同于其它儀器的是它只能使用電池作為電源，而由于電池電壓的變化及波動，直接使用顯然是不合適的，為此必須由電池引出產(chǎn)生二次電源。

　　首先霍爾器件需電源±12V，電路控制計數(shù)等部分也亦借用±12V，另外我們考慮到為了使容量指示更直觀清晰，其最大電壓范圍應(yīng)大些，同時也能充分利用其電壓表有效指示。其電壓表范圍為40V，而電池電壓最高為30V，故設(shè)定容量指示最大指示為28V，這就需要電源電壓為30V。

　　由于電池起動時有大電流放電，使電壓波動十分厲害，約15～30V，為適應(yīng)其變化，同時減小容量計自身功耗，提高效率，設(shè)計全部采用開關(guān)電源。

　　首先＋12V的獲得是采用LM2575降壓調(diào)整器，該芯片輸入電壓可達(dá)40V，固定振蕩頻率52kHz，電壓、電流調(diào)整率較好，適應(yīng)容量計的要求。

　　－12V是利用＋12V為輸入，通過34063DC/DC變換器加以變換而成。這樣損失了部分功率。我們原設(shè)計用M2575HV（輸入電壓60V）由電池電壓直接引入，但由于60V的LM2575HV未能買到，只得作罷。將來如有批量，可定貨。好在－12V功率有限，損失較小。　　30V一組電源，其電壓高，電流小，如采用普通DC變換器如2575或其他器件，體積過大，且磁心元件等都大為浪費，得不償失。故我們在設(shè)計中一直在尋找簡潔的方法，最后經(jīng)試驗決定利用555振蕩器升壓并采用倍壓整流的方法將12V提升至30V，效果極好，見圖6。

4產(chǎn)品的設(shè)計與計算

4.1電壓/頻率關(guān)系的設(shè)定

　　電壓0～10V對應(yīng)頻率0～10kHz

圖6 30V電源原理圖

　　電流0～1000A對應(yīng)電壓0～10V

　　這幾個值的選取，綜合考慮了霍爾元件、放大器、F/V轉(zhuǎn)換設(shè)計的最佳值及試驗樣機的需要。

4.2計數(shù)位數(shù)

　　4020－14位4516兩片共8位，加起來為22位，僅采用21位，其計數(shù)個數(shù)為：

　　221=2.097152×106。

　　對10kHz的計數(shù)時間

T=(221×1/104)秒=3.49分。

　　當(dāng)10kHz對應(yīng)1000A時，對45Ah電池來講

T=C/I=45/1000=0.045h=2.7分3.49分 ，

可見計時已夠，滿度計時安時數(shù)為

(221×1/104)×1000/3600=58.25Ah。

4.3誤差的計算

　　前14級計數(shù)時間為△T=214，總計時為T=221,相對誤差△T/T=214/221=0.78％。

　　可見前14級誤差極小，尚不足1％，且其僅在做減法時一次性出現(xiàn)，可以忽略。故采用一片4020代替三片4516是合理的。

5性能測試結(jié)果

　　整機測試，條件為充放電流15A，電壓（代表容量）指示滿容量為28.002V，電池容量放盡后，電壓（代表容量）指示為0V，指示容量與實際容量誤差為3％，符合設(shè)計要求。

6結(jié)論

　　在輸出容量等于輸入容量乘以損失系數(shù)的模式下，本文以電動車為使用對象，對輸入取樣、絕對值放大、壓頻轉(zhuǎn)換、顯示及工作電源各部分作了深入細(xì)致的闡述，進行了非常有益的探索，是目前計量電池容量的有效方法之一，適用于無記憶效應(yīng)、性能相對穩(wěn)定的電池。