技術領域

本發明涉一種用于電動汽車的直流電能計量裝置的直流計量方法。

背景技術

隨著以石油為主的能源資源不斷減少與環境保護理念的在全世界范圍內的逐步深入，能耗低、能效高、清潔環保的電動汽車正走進人們的生活。由于目前電動汽車大都使用的是大容量的直流電池，而電動汽車的電池在充放電過程中電壓與電流往往不是恒定不變的，其中存在了很多的交流成分，甚至是高頻諧波成分，所以為直流計量帶來了困難。

發明內容

本發明提供了用于電動汽車的直流電能計量裝置的直流計量方法，能克服在電動汽車車載電池充放電過程中，電壓與電流不穩定的缺陷，準確計量車載電池充電與放電時的電能量，同時測量電池充電與放電時每一秒的電壓有效值、電流有效值與平均功率值。

1、一種用于電動汽車直流電能計量裝置的直流計量方法，其特征在于對取自直流用電回路的模擬電壓信號u(t)與模擬電流信號i(t)?分別按照相同的固定采樣頻率F_S用A/D轉換器進行模數轉換，A/D轉換的參考電壓范圍為-U_REF—+U_REF，得到離散的數字電壓信號u(n)與數字電流信號i(n)，將所述數字電壓信號以秒為單位進行運算，得到直流電壓有效值；將數字電壓信號與數字電流信號同樣以秒為單位進行相關的運算，得到直流平均功率值；再用該秒內的平均功率值除以該秒內的電壓有效值得到該秒內的直流電流有效值；將每一秒測量出來的平均功率值進行累加運算得到直流電能量，其中-U_REF?為A/D轉換器的負參考電壓，+U_REF?為A/D轉換器的正參考電壓，n=0,1,2,3,4,……。

本發明由于采用的參考電壓范圍為-U_REF—+U_REF?，所以當流經電流分流器的電流方向發生變化時，仍然可以測量反向功率與反向電能量。由于本發明采用的是以秒為單位對A/D轉換器轉換的數字信號u(n)與i(n)進行點積運算，n=0,1,2,3,4,……，計算該秒內的平均功率值，所以當電流與電壓幅值發生變化時，仍可以正確測量該秒內的平均功率。因此本發明能對電動汽車的直流電能計量裝置各種直流參數進行準確計量。

附圖說明

圖1是本發明的原理方框圖;

圖2是圖1中的數字運算流程圖。

具體實施方式

從圖1和圖2可以看出本發明用于電動汽車的直流電能計量裝置的直流計量方法：包括以下步驟：???????

（1）對從用電回路中取得的用于計量直流電能的一對模擬電壓信號u(t)與模擬電流信號i(t)（其中u(t)取自電阻分壓網絡，單位為伏特（V），i(t)取自電流分流器的分壓信號，單位為安培（A），t表示時間）,分別按照相同的固定采樣頻率用N位的A/D轉換器進行模數轉換，A/D轉換的參考電壓范圍為-U_REF—+U_REF，得到離散的數字電壓信號u(n)與數字電流信號i(n)，其中-U_REF?為A/D轉換器的負參考電壓，+U_REF?為A/D轉換器的正參考電壓，n=0,1,2,3,4,……。其中采樣頻率選取固定值F_S，單位為赫茲（Hz）。

（2）將第一步中得到的數字電壓信號u(n)以秒為單位進行計算，累加第k秒內數字電壓信號u(n)的平方和，得到U(k)：

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式中

用U(k)除以一秒鐘內的采樣點數F_S，之后進行開方運算，由于模擬前端電路、前端數據轉換與數據運算過程帶來了固定的增益，所以最后再乘以增益系數U_GAIN，得到這一秒內的電壓有效值U₀(k)：

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（3）將第一步中得到的數字電壓信號u(n)與數字電流信號i(n)以秒為單位進行乘積與累加的運算，得到第k秒內的累加和P(k)：

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然后用P(k)除以一秒內的采樣點數F_S，同理需要乘以增益系數P_GAIN,以修正由于模擬前端電路、前端數據轉換與數據運算過程帶來了固定的增益，這樣就得到這一秒內的平均功率值P₀(k)，其單位為瓦特（W）：?

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