新能源汽車電流傳感器設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u5579新能源汽車電流傳感器設(shè)計(jì) 131740摘要： 1239331電流檢測(cè)的原理 215603（1）分流器 24630（2）電磁式電流互感器 331182（3）霍爾電流傳感器 320941.1霍爾傳感器的工作原理 3234581.2SOC估算 6143372系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7264682.1A/D轉(zhuǎn)換電路和分壓電路 9290972.2LCD1602液晶顯示電路設(shè)計(jì) 1060792.3電源電路設(shè)計(jì) 11277052.4CAN接口電路和存儲(chǔ)模塊 1167283系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 12201193.1電流數(shù)據(jù)的處理 12295383.2數(shù)據(jù)采集流程的設(shè)計(jì) 1221244測(cè)試結(jié)果 1298245結(jié)論 1316798參考文獻(xiàn) 13摘要：針對(duì)新能源汽車動(dòng)力電池電壓電流及容量估算，設(shè)計(jì)了一種基于霍爾電流傳感器的檢測(cè)電路，用來檢測(cè)鋰電池的電壓和放電電流，監(jiān)控鋰電池的剩余電量。系統(tǒng)主要采用ACS712傳感器檢測(cè)電流，搭配單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路和分壓電路等處理采集值，從傳感器獲取被測(cè)電流轉(zhuǎn)化的電壓值，然后單片機(jī)驅(qū)動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采集分壓值進(jìn)行計(jì)算處理，獲取電流值，在LCD實(shí)時(shí)顯示信息。通過測(cè)試，并且對(duì)比了分流器檢測(cè)的數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，此方案采集到的電流數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，可以正常使用。關(guān)鍵詞：新能源汽車；動(dòng)力電池；SOC估算；電流檢測(cè)；霍爾電流傳感器隨著傳統(tǒng)汽車對(duì)環(huán)境污染的不斷加劇，國(guó)家政府不間斷的提出相關(guān)政策來積極解決汽車碳排放問題，并針對(duì)性的制定發(fā)展戰(zhàn)略來迎接挑戰(zhàn)，新能源電動(dòng)汽車因此成為汽車行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)[1]。各國(guó)政府和相關(guān)企業(yè)都將新能源汽車作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，希望可以由新能源汽車逐漸取代傳統(tǒng)的汽車，從而減輕對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)傳統(tǒng)能源的需求[2-4]。新能源汽車飛速發(fā)展，對(duì)動(dòng)力電池電流檢測(cè)精度要求也越來越高，其中對(duì)檢測(cè)精度有直接要求的就是針對(duì)于電池荷電狀態(tài)（StateofCharge，SOC）又稱剩余電量的估算。SOC對(duì)于估算車輛可行駛的剩余里程，估算電池是否該繼續(xù)充電或使用有很大幫助，通過電池充放電電流、電壓以及電池內(nèi)部本身的電阻等的參數(shù)來進(jìn)行計(jì)算，常用的估算SOC的方法一般是安時(shí)法與截止電壓法配合使用，這種方法要求檢測(cè)的電流精度一定要高[5]。因此，本文設(shè)計(jì)了一種霍爾電流傳感器檢測(cè)電路用于監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池的電壓、放電電流以及剩余電量，傳感器檢測(cè)到電流值之后輸出為電壓值，通過單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理得出具體的電流值，然后通過顯示屏實(shí)時(shí)顯示動(dòng)力電池的電壓電流和容量，以防止過充過放，檢測(cè)精度高，可以在實(shí)際中應(yīng)用。1電流檢測(cè)的原理電流傳感器能夠檢測(cè)到被測(cè)電流信息，并且將檢測(cè)到的電流值通過處理轉(zhuǎn)化變?yōu)樽裱欢ㄒ?guī)律需求的信息輸出，從而得出所測(cè)的電流信息，具有靈敏度高、抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)，在電動(dòng)汽車?yán)锩娼?jīng)常會(huì)用到，尤其是在針對(duì)動(dòng)力電池SOC估算方面。電動(dòng)汽車剩余電量的估算一般由安時(shí)法與截止電壓法配合使用，通過將電池電流對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分來計(jì)算電池的荷電狀態(tài)，需要定期對(duì)電荷狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)定，該方法中電流傳感器采集的數(shù)據(jù)是一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。電流傳感器有多個(gè)種類，每一種都有自己的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和不足，適用于各種場(chǎng)合，針對(duì)不同的測(cè)量原理，主要可分為分流器檢測(cè)、電磁式電流互感器、電子式電流互感器等幾種[6-8]。（1）分流器分流器檢測(cè)主要使用分流電阻器以及運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)功能，將分流電阻器串聯(lián)在電路中，當(dāng)需要測(cè)量的導(dǎo)線電流經(jīng)過分流電阻器時(shí)，電阻器兩端產(chǎn)生電壓，通過放大電路放大后，檢測(cè)其兩端的電壓信號(hào)，就可以換算出電流值，這是一種直接檢測(cè)式的方法，分流器檢測(cè)原理如圖1所示：圖1分流器檢測(cè)示意圖分流器實(shí)際上類似于一個(gè)阻值比較小的高精度電阻，其兩端產(chǎn)生的是模擬量電壓信號(hào)，由于其信號(hào)微弱不易檢測(cè)，所以需要運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)將電壓信號(hào)放大的功能以方便檢測(cè)，然后為了方便歐姆定律計(jì)算實(shí)際被測(cè)電流值，使用模數(shù)轉(zhuǎn)換將信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，此方法測(cè)量簡(jiǎn)單，直流測(cè)量準(zhǔn)確度也能夠達(dá)到較高的程度，成本也低。分流器一般應(yīng)用于電壓不高、電流相對(duì)較小的情況，分流電阻器檢測(cè)時(shí)如果連接高壓，由于其輸入和輸出之間沒有電氣隔離，所以當(dāng)使用分流器檢測(cè)電流時(shí)，需要額外的設(shè)置隔離器件將檢測(cè)信號(hào)隔離，然后再連接到控制器件，所以隔離器件的成本就會(huì)比較高。當(dāng)被檢測(cè)電流高頻變換時(shí)，磁場(chǎng)變化率很大，分流電阻兩端會(huì)額外產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，而分流電阻器阻值一般較小，所以很容易影響測(cè)量準(zhǔn)確度，既有可能使被測(cè)量電流的波形改變，也無法將除正弦之外的波形真實(shí)的傳遞，如果電流太大，分流電阻器產(chǎn)生較大的熱能損耗，會(huì)增加散熱難度，由電阻設(shè)計(jì)的分流器自然很容易受到溫度影響，影響檢測(cè)的精度。（2）電磁式電流互感器電磁式的互感器是在電力系統(tǒng)中被應(yīng)用最多的用于測(cè)量的設(shè)備，技術(shù)成熟、精度高、成本低。原理類似于變壓器，測(cè)量依照的也是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，將大電流通過轉(zhuǎn)換變成小電流，根據(jù)線圈匝數(shù)比例及測(cè)量結(jié)果來計(jì)算被測(cè)電流大小。電流互感器絕緣難度比較大，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍和頻率范圍都比較小，使用過程中不可以將二次側(cè)開路，且只能測(cè)量交流電。絕緣難度導(dǎo)致使用需要花費(fèi)更高的價(jià)格，而且體積質(zhì)量也會(huì)因此提高，影響使用的便捷程度；測(cè)量較大電流時(shí)，如果超出了可測(cè)動(dòng)態(tài)范圍，電流互感器會(huì)出現(xiàn)飽和，若使二次保護(hù)被影響從而導(dǎo)致無法正確的識(shí)別故障，測(cè)量準(zhǔn)確性勢(shì)必會(huì)大打折扣，且只有在可測(cè)頻率的范圍內(nèi)測(cè)量的電流值，才會(huì)得到比較準(zhǔn)確的數(shù)值；由于二次側(cè)開路時(shí)會(huì)產(chǎn)生危害人身及設(shè)備財(cái)產(chǎn)安全的高壓，所以其工作時(shí)二次側(cè)回路要求應(yīng)該是始終閉合的。（3）霍爾電流傳感器霍爾傳感器是依照霍爾效應(yīng)的一種通過檢測(cè)磁場(chǎng)來反映電流大小的傳感器，采用非直接、非接觸的方式檢測(cè)電流，它有兩種類型，開環(huán)式和閉環(huán)式。由于霍爾傳感器輸出的電壓信號(hào)和被測(cè)的電流信號(hào)是成正比的關(guān)系，所以即使電流方向改變，輸出信號(hào)也能真實(shí)的表達(dá)，因此它任何波形的電流和電壓信號(hào)都可以正確反映，都可以測(cè)量。電氣隔離功能比較好，可測(cè)較高電壓，擁有優(yōu)越的線性度以及小于1μs的響應(yīng)時(shí)間和高于50A/μs的跟蹤速度，體現(xiàn)了其良好的動(dòng)態(tài)性能，可測(cè)的電流值范圍也很高，具有很強(qiáng)的過載能力，即使在一次側(cè)電流超負(fù)荷，過載電流達(dá)到20倍的額定值，模塊飽和時(shí)，也依然可以保護(hù)傳感器模塊不會(huì)被損壞。測(cè)量范圍廣，最快也只有1μs的響應(yīng)時(shí)間以及快速的響應(yīng)速度，良好的過載能力，使其相對(duì)于普通電流互感器有更好的工作性能，更有優(yōu)勢(shì)。1.1霍爾傳感器的工作原理霍爾效應(yīng)是一種電磁效應(yīng)，將半導(dǎo)體放置在一個(gè)外加磁場(chǎng)里，當(dāng)有與這個(gè)磁場(chǎng)垂直的電流通過半導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)電荷載子會(huì)受到磁場(chǎng)產(chǎn)生的洛倫茲力的影響發(fā)生偏離，產(chǎn)生既垂直于半導(dǎo)體電流也垂直于這個(gè)外加磁場(chǎng)的附加電場(chǎng)，在所放導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差，即被稱為霍爾電壓，霍爾效應(yīng)定義了一種不同于傳統(tǒng)電磁感應(yīng)的磁場(chǎng)和感應(yīng)電勢(shì)之間的關(guān)系。圖2霍爾效應(yīng)原理霍爾電流傳感器根據(jù)霍爾效應(yīng)設(shè)計(jì)的測(cè)量結(jié)構(gòu)，有電流通過的導(dǎo)體會(huì)在其周圍產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，然后設(shè)置一個(gè)霍爾器件放置在產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，通過測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)輸出一個(gè)電壓信號(hào)。依照安培環(huán)路定理，導(dǎo)體電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與這個(gè)電流的大小成正比，即：（1）根據(jù)霍爾效應(yīng)的原理，霍爾器件輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和霍爾器件所測(cè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度成正比，即：（2）其中I表示被測(cè)電流，IS表示流過霍爾元件的電流。由此得出被測(cè)電流、感應(yīng)磁場(chǎng)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)三者之間的關(guān)系為：（3）在電路板上連接上霍爾元件，然后設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)功能的各項(xiàng)輔助電路，通過霍爾傳感器測(cè)量輸出的霍爾電動(dòng)勢(shì)的大小，反映通過導(dǎo)體的所要測(cè)量的電流大小。根據(jù)傳感器測(cè)量時(shí)所用原理的不同，霍爾電流傳感器可以分類成開環(huán)式和閉環(huán)式的霍爾傳感器這兩種。開環(huán)的霍爾電流傳感器主要設(shè)置有聚集磁場(chǎng)的磁芯、檢測(cè)磁場(chǎng)的霍爾器件和將輸出信號(hào)放大以便檢測(cè)的運(yùn)算放大電路。首先，磁芯上會(huì)設(shè)計(jì)有一個(gè)氣隙用來放置霍爾器件，將傳感器磁芯套在被測(cè)導(dǎo)線上，被測(cè)導(dǎo)線流過電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁芯會(huì)將產(chǎn)生的這個(gè)磁場(chǎng)給聚集起來，然后被氣隙處的霍爾器件檢測(cè)并通過處理放大后輸出電壓信號(hào)，被測(cè)導(dǎo)線有電流通過時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與通過電流大小成正比，輸出的電壓信號(hào)與氣隙處收集到的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，如圖3所示。圖3開環(huán)式霍爾電流傳感器工作原理與開環(huán)傳感器相比，閉環(huán)傳感器在運(yùn)放后設(shè)計(jì)了一個(gè)反饋線路，在開環(huán)傳感器的前提下，提高了電流檢測(cè)性能。霍爾元件輸出的電壓信號(hào)由運(yùn)算放大電路放大后以驅(qū)動(dòng)反饋線圈，使反饋線圈中有電流通過，在磁芯的氣隙處同樣產(chǎn)生一個(gè)由反饋線圈產(chǎn)生的相同強(qiáng)度但是與被測(cè)導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，從而抵消原來的磁場(chǎng)，因此，磁芯氣隙處相互抵消后的磁場(chǎng)基本為零，達(dá)到了磁平衡，如圖4所示。圖4閉環(huán)霍爾電流傳感器的基本原理圖通過測(cè)量電阻兩端的電壓，得出反饋線圈中的電流，然后根據(jù)其與被測(cè)電流的關(guān)系計(jì)算出被測(cè)電流，如公式（4）所示：（4）NP是被測(cè)直導(dǎo)線的匝數(shù)，一般為1；IP是被測(cè)導(dǎo)線電流；NS是繞在磁芯線圈的匝數(shù)；IS是反饋線圈中的電流。霍爾傳感器基本的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量的精度高，響應(yīng)速度快響應(yīng)時(shí)間短，過載能力強(qiáng)，溫漂低，體積小等，如果需要應(yīng)用于汽車，雖然閉環(huán)式檢測(cè)精度和線性度相對(duì)更好一些，但是其對(duì)比開環(huán)來說設(shè)計(jì)更加復(fù)雜從而使價(jià)格體積等會(huì)更高，檢測(cè)可靠度會(huì)相對(duì)較低，還容易受到溫度的影響，所以會(huì)傾向于采用開環(huán)式[9]。1.2SOC估算SOC表示電池在經(jīng)過一段時(shí)間的使用以后剩余的電量和電池正常容量的比值，通常都用百分比的形式表示。（5）電池剩余電量是沒辦法直接進(jìn)行測(cè)量的，它會(huì)有一些對(duì)應(yīng)的估算方法，通過對(duì)電池放電電流電壓等的檢測(cè)，結(jié)合電池本身的一些固有參數(shù)計(jì)算出來，估算通常使用安時(shí)法與截止電壓法相結(jié)合的方法。安時(shí)計(jì)量法（或稱電流積分法），是現(xiàn)如今電池管理系統(tǒng)中使用頻率較高的估算方法其中之一，這個(gè)方法的根本依據(jù)是通過累積的電池充電或者放電的過程中充進(jìn)去或者放出來的電量來估算這個(gè)電池的剩余電量。計(jì)算公式為： （6）其中，SOC表示當(dāng)前狀態(tài)下電池的電量；SOC0表示充放電開始前電池的電量；CN表示電池的額定容量；I表示電池充電或放電的電流；表示充放電效率，并且不為常數(shù)[10]。雖然安時(shí)法計(jì)算簡(jiǎn)單方便，但是在實(shí)際生活中應(yīng)用時(shí)還會(huì)存在一些問題：如果在電流檢測(cè)時(shí)檢測(cè)的不準(zhǔn)確，就會(huì)造成計(jì)算SOC時(shí)誤差較大，然后通過積分計(jì)算時(shí)長(zhǎng)期積累使原本的誤差越積越大，計(jì)算時(shí)還需要考慮到電池的充放電效率，而且如果是高溫或者在電流的波動(dòng)比較劇烈時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)誤差也會(huì)比較大，所以在電流檢測(cè)環(huán)節(jié)，測(cè)量精度要有一定的要求。因此，在計(jì)算方法中，要盡量避免電流的波動(dòng)較大不能準(zhǔn)確采集而造成較大的誤差，所以要求當(dāng)前時(shí)刻的電流檢測(cè)要精準(zhǔn)。動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車重要的驅(qū)動(dòng)來源，對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能、安全性能和經(jīng)濟(jì)性都會(huì)有很大的影響。目前市場(chǎng)中大多數(shù)的電動(dòng)車都是以鋰電池作為主要的驅(qū)動(dòng)來源，主要原因是鋰電池能量密度高且充放電效率好，而且它的工作電壓較大，沒有記憶效應(yīng)，沒有污染，性能還較為穩(wěn)定。鋰電池由于是大批量生產(chǎn)，想要精準(zhǔn)的掌握品質(zhì)是非常困難的，而且出廠時(shí)，每一個(gè)電池芯的電量都不可能完全相同，再隨著使用過程中運(yùn)行環(huán)境影響，使用以后電池老化問題，會(huì)隨著時(shí)間在電池之間形成越來越明顯的差異，電池效率和使用壽命會(huì)慢慢降低，如果在使用時(shí)經(jīng)常有過充或過放的情況，甚至?xí)鸹馂?zāi)燃燒等影響安全的問題[11-12]。因此，通常都會(huì)有一個(gè)電池管理系統(tǒng)（BMS）來監(jiān)測(cè)電池組，在使用過程中保護(hù)電池。BMS，是新能源汽車電池組非常重要的一個(gè)部分，屬于它的一項(xiàng)核心技術(shù)。圖5電池管理系統(tǒng)主要功能電池管理系統(tǒng)有很多作用，比如電池電流電壓溫度等參數(shù)的采集監(jiān)控、電池電量使用程度的估算、絕緣電阻值檢測(cè)、控制進(jìn)行安全保護(hù)等等，通過與整車控制器（VCU）、充電機(jī)通信，可以控制動(dòng)力電池合理的充放電，而想要實(shí)現(xiàn)這些功能，主要會(huì)用到的技術(shù)有系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)，嵌入式軟硬件的開發(fā)測(cè)試，軟硬件集成測(cè)試，功能安全等等[13-14]。對(duì)于動(dòng)力電池來說，在使用中需要注意的很嚴(yán)重的問題就是過充電和過放電，如果經(jīng)常性的發(fā)生過充和過放，電池?fù)p壞會(huì)越來越嚴(yán)重，容量也會(huì)慢慢減少，電池的可使用壽命越來越短，比較嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斜ǖ任＜鞍踩F(xiàn)象，尤其對(duì)于鋰離子電池，通常都是因?yàn)檫@個(gè)原因引起的爆炸[15]。2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)處理器采用STC89C52單片機(jī)，采集電流信號(hào)的霍爾傳感器使用ACS712，采集到電流信號(hào)以后，將輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后通過單片機(jī)進(jìn)行處理，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。圖6系統(tǒng)硬件框圖STC公司的STC89C52單片機(jī)功耗低且性能高，擁有8kB（字節(jié)）的ROM（程序存儲(chǔ)空間）和512B（字節(jié)）的RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間），依然使用典型的8051系列內(nèi)核，但是在通過很多改進(jìn)后使它比傳統(tǒng)51系列單片機(jī)又多了一些功能。當(dāng)CPU不運(yùn)行單片機(jī)空閑的時(shí)候，RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷等依然可以繼續(xù)進(jìn)行工作，如果不小心斷電，有掉電保護(hù)，RAM的內(nèi)容會(huì)被保存不用擔(dān)心會(huì)丟失，然后會(huì)將振蕩器凍結(jié)，在下一個(gè)中斷或者硬件復(fù)位之前，單片機(jī)的所有工作都不會(huì)再次開始。STC89C52RC的電路主要由復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和電源電路組成，其原理圖如圖7所示。圖7單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖ACS712傳感器可專用于檢測(cè)電流，它擁有非常穩(wěn)定的輸出偏置電壓和接近于零的磁滯，輸出可以達(dá)到66-185mV/A的靈敏度，封裝使用的體積小厚度低的SOIC8，客戶可以輕松實(shí)施，其制作工藝高度集成，電流檢測(cè)技術(shù)也非常專業(yè)，對(duì)于各種需要檢測(cè)的電流，都能夠提供比較精確而且性價(jià)比高的解決方法，電路如圖8所示：圖8傳感器接口電路原理圖2.1A/D轉(zhuǎn)換電路和分壓電路A/D轉(zhuǎn)換電路的功能是提供穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)，數(shù)據(jù)傳輸采用的是I2C協(xié)議，本篇文章選擇PCF8591芯片，它的地址引腳有3個(gè)，在對(duì)設(shè)計(jì)的硬件地址進(jìn)行編程時(shí)都可以使用，傳輸?shù)刂贰⒖刂坪蛿?shù)據(jù)信號(hào)使用I2C總線，傳輸方式為雙線雙向的串行方式，不需要加任何額外器件可以允許接入8個(gè)轉(zhuǎn)換模塊，電路圖如圖9所示。圖9A/D轉(zhuǎn)換電路為了使采集信息更加準(zhǔn)確，需要控制模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采集的信息在可采集范圍內(nèi)，所以在采集之前設(shè)計(jì)了一個(gè)分壓電路，將采集的電壓值降低到可測(cè)范圍內(nèi)防止測(cè)量出現(xiàn)錯(cuò)誤，如圖10所示。圖10分壓電路2.2LCD1602液晶顯示電路設(shè)計(jì)LCD顯示器可以是字段顯示也可以是字符顯示，字段顯示只需要給對(duì)應(yīng)的管腳輸入相應(yīng)的信號(hào)就可以將字段顯示出來，字符顯示則需要根據(jù)具體的需求顯示對(duì)應(yīng)的字符。本設(shè)計(jì)需要字符顯示，選用LCD1602作為輸出信息的顯示器件。相對(duì)于比較傳統(tǒng)的顯示器件液晶顯示體積小、功耗低，可以顯示更加豐富的內(nèi)容，而且本身已經(jīng)存在驅(qū)動(dòng)電路，不需要再外加電路，現(xiàn)如今已經(jīng)成為關(guān)于單片機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì)中使用頻率最高的顯示器件，電路如圖11所示：圖11LCD1602液晶顯示電路原理圖2.3電源電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用+5V電源，由紅色的LED作為顯示是否有電的指示燈，設(shè)計(jì)一個(gè)1K的電阻控制電流大小保護(hù)LED燈，自鎖開關(guān)SW閉合時(shí)，LED燈亮，系統(tǒng)電源接通，如圖12所示：圖12電源電路原理圖2.4CAN接口電路和存儲(chǔ)模塊CAN接口電路的作用是將測(cè)得的電流數(shù)據(jù)發(fā)送給電動(dòng)汽車相應(yīng)控制器以控制車輛進(jìn)行合適的操作，然后在存儲(chǔ)模塊保存下來。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件部分使用C語言程序編寫，主要由初始化、采集電流數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、通信和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等部分組成。3.1電流數(shù)據(jù)的處理傳感器檢測(cè)到電流后輸出的信號(hào)是電壓信號(hào)，所以所測(cè)電流值需要根據(jù)傳感器的輸出信號(hào)和被測(cè)電流范圍的關(guān)系以及模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片輸入與輸出的關(guān)系來計(jì)算。將PCF8591在程序中的增益設(shè)為1，數(shù)據(jù)的傳輸速率設(shè)為32bps，則：（7）即（8）傳感器檢測(cè)到的電流IP和輸出的電壓VOUT之間的關(guān)系是：（9）3.2數(shù)據(jù)采集流程的設(shè)計(jì)采集到傳感器輸出信號(hào)以后需要先進(jìn)行初始化操作，以防止之前留存的信息影響準(zhǔn)確操作，然后讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量電壓信號(hào)，如果判斷接收到的數(shù)據(jù)信息可以使用，再對(duì)數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的處理，其流程如圖13所示。圖13電流采集設(shè)計(jì)流程圖4測(cè)試結(jié)果通過進(jìn)行靜態(tài)的溫漂測(cè)試和靜態(tài)的充電測(cè)試，驗(yàn)證了本方案采集的電流數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且將測(cè)得的數(shù)據(jù)與分流器檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析對(duì)比。（1）溫度影響測(cè)試：進(jìn)行溫度影響測(cè)試主要是想要了解傳感器檢測(cè)電流值在不同的溫度時(shí)結(jié)果會(huì)有多大差異，其可適應(yīng)的工作溫度范圍有多大，放置一個(gè)分流器和本文采用的傳感器同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，設(shè)置測(cè)試電流值為零，慢慢改變溫度后，對(duì)比分流器和傳感器的檢測(cè)結(jié)果受溫度影響的不同程度。（2）靜態(tài)放電測(cè)試：放電測(cè)試時(shí)將環(huán)境溫度控制在室溫，電流值控制在穩(wěn)定數(shù)值，需要對(duì)比分流器檢測(cè)數(shù)據(jù)，所以要將分流器和本文采用的傳感器保持同步操作，方便對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和對(duì)比，接通放電線路進(jìn)行測(cè)試，然后記錄不同時(shí)刻兩種工具的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試的結(jié)果表示，在實(shí)際應(yīng)用中ACS712檢測(cè)模塊檢測(cè)到的電流值精度不低，并且和分流器結(jié)果對(duì)比差別不大，此設(shè)計(jì)達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。5結(jié)論系統(tǒng)通過傳感器檢測(cè)動(dòng)力電池放電電流，輸出電壓信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)處理后得到被測(cè)電流值，通過靜態(tài)放電和溫度影響測(cè)試，對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，證明此設(shè)計(jì)檢測(cè)電