如何为电动踏板车带来低成本、准确的电量指示计

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作者:奥地利微电子电池测量芯片产品经理   Manfred Brandl


电动踏板车在中国是十分常见的交通工具,在中国由于生产的重点是低成本,因此大多数电动踏板车只提供最基本的功能(参见图1)。比如,电动踏板车没有电量指示计,电压表刻度盘是提供给使用者唯一的电池测量装置,电池电压仅提示非常粗浅的电量状态。铅酸电池在放电周期中的电压常常保持一个基本的恒定电压,直到接近完全放电的时候才急剧下跌。这意味着使用者无法提前得到电池即将用完的警示,而且如果电池只是部分放电,那么也没有任何指示能够说明在完全充电时还需要多少电量(及时间)。

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图1:中国生产的标准电动踏板车。该电动车在研发本文中提及的电量指示计时用于路面测试。

能够准确地了解电池的电量对使用者来说将是非常方便的,可以很容易了解完全充满电的电池可使用的平均路程(公里) 。准确的剩余电量百分比读数,可以让使用者掌握还能继续骑行的距离。


本文介绍了实现四个串联12V铅酸电池的精确电量状态测量的方法,这是电动踏板车和类似车辆普遍采用的蓄能系统,能够保持非常低的物料成本,而低价是电动车市场的基本要求。该方法已作为参考设计和演示板对外公布,这个电池传感器解决方案使用了电子产品制造商便于获得的标准组件。


电量指示计的标准架构

电量指示系统(见图2)基于奥地利微电子的传感器接口芯片AS8510,产品结合了低噪声和宽动态范围内的准确性。电流、电压和温度信号在AS8510中被放大并数字化,为简单的8位微控制器(MCU)提供串行数字接口。微控制器使用来自传感器接口的输入信号计算电量值。该数值可以通过各种各样的方式向使用者显示,显示的复杂程度取决于设计师的物料成本预算。

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图2:上图显示了电动踏板车电量指示计主要功能区的参考设计