串联电池电压及温度测量方法研究

　　一、引言

　　在提倡节能减排的时代背景下，新能源的研究正成为公众关注的焦点，以电为动力的电动车就是研究的热点之一。电池是电动车的能量之源，为确保电池组性能良好并延长其使用寿命，需要对电池组进行管理和控制，其前提是必须准确而又可靠的获得电池现存的容量参数。电池的电压及温度是和电池容量密切相关的两个参数，因此精确采集单体电池电压及温度是十分重要的。

　　二、常用测量方法分析

　　1、单体电池电压测量方法分析

　　串联电池组单体电池电压的测量方法有很多，比较常见的有机械继电器法隔离检测、差分放大器法隔离检测、电压分压法隔离检测、光电继电器法等。机械继电器法可直接测量每个单体的电压，但是机械继电器使用寿命有限、动作速度慢，不宜使用在长期快速巡检过程中。差分放大器隔离法的测量误差基本上由隔离放大器的误差所决定，但是由于每一路的测量成本比较高，因此在经济性上略显不足。电压分压法的响应速度快、测量的成本低，但是其缺点是不能很好的调节分压比例，测量精度也不能令人满意。光电继电器隔离法的响应速度快，工作寿命长，测量的成本相对较低，开关无触点，能够起到电压隔离的作用，若选用的光电继电器采取PhotoMOS 技术，则能达到较高的测量精度，所以光电继电器隔离法是比较理想的单体电池电压测量方法。本文的单体电池电压测量方法就是基于光电继电器隔离法实现的。

　　光电继电器的通断控制策略是光电继电器隔离法要解决的重要问题。常用的光电继电器的通断控制方法有：I/O 直接控制、译码器控制、模拟开关控制等。I/O 直接控制方法简单，容易实现，但是需要占用大量的I/O 资源。译码器控制和模拟开关控制的思想类似，即用数量少的I/O 去控制数量多的光电继电器，这两种方法减少了I/O 口的占用。采用I/O 直接控制、译码器控制和模拟开关控制都需要将通断控制电路、A/D 转换电路及处理器设计在同一个模块即采样模块上，这样的话单体电池的两个电极就需引线到采样模块上，整个电池组来讲就会有大量的导线连到采样模块，造成安装的繁琐和电气走线的复杂性。对单体电池电压的测量，应着重解决三个问题：使用现场与测量系统的电气隔离、降低成本和简化设计方案、提高系统精度。I/O 直接控制、译码器控制和模拟开关控制这三种光电继电器的通断控制方法在设计的简洁性方面就显得不足。

　　本文提出一种由移位寄存阵控制光电继电器通断的光电继电器隔离单体电池电压测量方法。该方法将光电继电器通断控制电路直接设计安装在电池上，之间的走线用排线串联起来即可，使设计方案得到了很大的简化，安装方便，电气走线简洁明了。