CN106526286B - 电流检测电路、方法及电池系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种电流检测电路、方法及电池系统，其中，电流检测电路，包括：电流检测模块、电流源、第一开关器件及控制模块；电流检测模块的一端与电流源的一端连接，电流检测模块的另一端与第一开关器件的一端连接；第一开关器件的另一端与电流源的另一端连接；控制模块的第一输入端和第二输入端分别与电流检测模块的两端连接，控制模块的第一输出端与第一开关器件的控制端连接，用于控制第一开关器件闭合时，根据电流检测模块两端的电压及电流源的电流值，确定电流检测模块的电压与电流间的关系。由此，实现了对电流检测模块实际属性值的测量，从而保证了对电路中实际电流大小准确测量，从而保证了电子系统工作的可靠性。

Description

电流检测电路、方法及电池系统

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种电流检测电路、方法及电池系统。

背景技术

在电子系统设计时，为了采集系统中的电流参数，通常需要在电路中设计电流检测电路。如在电池管理系统中，为了计算电池的容量，必须要实时采集电流参数。

目前，常用的电流检测的方法有很多，如电阻采样，霍尔传感器，库仑计等等。其中以电阻采样法电路简单，线性度比较好，而应用最广泛。电阻采样法是以欧姆定律为原理进行电流检测的方法，通过在电路中串联阻值很小的采样电阻，并监测采样电阻两端的电压值，然后根据I＝U/R，即可计算出流过该电路的电流。

这种电流检测方法，仅在采样电阻值为标称值时，才能准确的确定流过电路的电流值。但是由于采样电阻的阻值都很小，而采样电阻在焊接到电路板上时，由于焊盘的触点电阻等问题，很容易导致测得采样电阻的阻值发生偏差，从而导致检测的电流值不准确，进而影响电子系统工作的可靠性。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种电流检测电路，实现了对电流检测模块实际属性值的测量，从而保证了对电路中实际电流大小准确测量，从而保证了电子系统工作的可靠性。

本申请的第二个目的在于提出一种电流检测方法。

本申请的第三个目的在于提出一种电池系统。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种电流检测电路，包括：包括：电流检测模块、电流源、第一开关器件及控制模块；所述电流检测模块的一端与所述电流源的一端连接，所述电流检测模块的另一端与所述第一开关器件的一端连接；所述第一开关器件的另一端与所述电流源的另一端连接；所述控制模块的第一输入端和第二输入端分别与所述电流检测模块的两端连接，所述控制模块的第一输出端与所述第一开关器件的控制端连接，用于控制所述第一开关器件闭合时，根据所述电流检测模块两端的电压及所述电流源的电流值，确定所述电流检测模块的电压与电流间的关系。

本申请实施例的电流检测电路，包括：电流检测模块、电流源、第一开关器件及控制模块；所述电流检测模块的一端与所述电流源的一端连接，所述电流检测模块的另一端与所述第一开关器件的一端连接；所述第一开关器件的另一端与所述电流源的另一端连接；所述控制模块的第一输入端和第二输入端分别与所述电流检测模块的两端连接，所述控制模块的第一输出端与所述第一开关器件的控制端连接，用于控制所述第一开关器件闭合时，根据所述电流检测模块两端的电压及所述电流源的电流值，确定所述电流检测模块的电压与电流间的关系。由此，实现了对电流检测模块实际属性值的测量，从而保证了对电路中实际电流大小准确测量，从而保证了电子系统工作的可靠性。

为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种电流检测方法，包括：获取电流检测模块两端当前的电压值；依据所述电流检测模块满足的电压与电流的关系式及预先确定的属性值，根据所述当前的电压值确定所述电流检测模块所在电路中当前的电流值。

本申请实施例的电流检测方法，首先获取电流检测模块两端当前的电压值；然后依据所述电流检测模块满足的电压与电流的关系式及预先确定的属性值，根据所述当前的电压值确定所述电流检测模块所在电路中当前的电流值。由此，实现了利用实际确定的电流检测模块属性值，来确定电路中电流值，从而保证了对电路中实际电流进行准确的测量，提高了电子系统的可靠性。

为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种电池系统，包括如上述第一方面所述的电流检测电路和电池组，其中电流检测电路中的电流检测模块与所述电池组的输出电路串联连接。

本实施例提供的电池系统，在电池组输出回路中，串接的电流检测模块，可以通过测试确定电流检测模块的实际属性值，从而可以根据电流检测模块的实际属性值，对电池输出的电流进行准确的检测，提高了对电池控制管理的准确性和可靠性。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一个实施例的电流检测电路结构示意图；

图2是本申请一个实施例的电流检测方法的流程图；

图3是本申请另一个实施例的电流检测方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的一种电池系统电路示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种电池系统电路示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请主要针对现有技术中，利用电流检测模块检测电路中电流值时，由于电流检测模块在电路板中的实际属性值与标定值不同，如实际电阻值比标定电阻值大，或实际电感值比标定电感值大等，而使得检测的电流值不准确的问题，提出一种通过电流检测电路及方法，通过利用电流源等辅助器件，测试电流检测模块的实际属性值，进而即可根据实际测得的属性值，确定电路中实际电流大小，从而提高了电流检测的准确性和可靠性。

下面参考附图描述本申请实施例的电流检测电路、方法及电池系统。

图1是本申请一个实施例的电流检测电路结构示意图。

如图1所示，该电流检测电路包括：电流检测模块1、电流源2、第一开关器件3及控制模块4。

其中，所述电流检测模块1的一端与所述电流源2的一端连接，所述电流检测模块1的另一端与所述第一开关器件3的一端连接；

所述第一开关器件3的另一端与所述电流源2的另一端连接；

所述控制模块4的第一输入端和第二输入端分别与所述电流检测模块1的两端连接，所述控制模块4的第一输出端与所述第一开关器件3的控制端连接，用于控制所述第一开关器件3闭合时，根据所述电流检测模块1两端的电压及所述电流源2的电流值，确定所述电流检测模块1的电压与电流间的关系。

具体的，如图1所示，当第一开关器件3闭合时，第一开关器件3、电流检测模块1和电流源2形成闭合回路，电流源2中的电流I流过电流检测模块1，在电流检测模块1两端会产生一定的电压值U，控制模块4即可根据U和I的大小，确定电流检测模块1的实际电阻值或者电感值，进而在该电流检测模块1接入到工作回路时，即可根据测得的该电流检测模块1两端的电压及其电感值或者电阻值，确定工作回路中的电流值。

举例来说，若电流检测模块1为电阻，那么控制模块4在控制第一开关器件3闭合后，即可利用欧姆定律，根据电流源的电流值和测得的电流检测模块1两端的电压，就可以确定电流检测模块1的电阻值R。

可以理解的是，为了使得测得的电流检测模块1的电阻值或电感值，尽量准确，图1中的电流源2可以为可调电流源。从而在实际工作时，控制模块4的第二输出端可与所述可调电流源的控制端连接，用于调整所述可调电流源输出的电流值。

具体实现时，控制模块4可以调节电流源2分别输出不同的电流，并且分别测得电流检测模块1两端的电压值，进而再根据计算得到的多个电阻值或电感值的平均值，确定电流检测模块1的实际电阻值或电感值。

可以理解的是，当控制模块4控制第一开关器件3闭合，以对电流检测模块1的电阻值或者电感值进行测试时，需要保证流过电流检测模块1的电流值，仅为电流源2输出的电流，即如图1所示，该电流检测电路中，还包括：用于连接所述电流检测模块1与待检测电路6的第二开关器件5。

其中，所述控制模块4的第三输出端与所述第二开关器件5的控制端连接，所述控制模块4用于控制所述第二开关器件5与所述第一开关器件3工作在不同状态。

具体的，第一开关器件3和第二开关器件5工作在不同工作状态，是指同一时刻第一开关器件3和第二开关器件5的导通状态不同，即第一开关器件3处于闭合状态时，第二开关器件5处于断开状态；或者，第一开关器件3处于断开状态时，第二开关器件5处于闭合状态。

具体实现时，控制模块4在确定需要测试电流检测模块1的实际属性值时，控制第一开关器件3闭合，同时断开第二开关器件5，然后即可检测电流检测模块1两端的电压值，并根据电流源输出的电流，计算得到电流检测模块1的实际属性值，然后再控制第一开关器件3断开，第二开关器件5闭合，之后，即可根据实时测得的电流检测模块1两端的电压值及计算到的电流检测模块1的实际属性值，计算得到电流检测模块所在电路中实时流过的电流值。

在本实施例一种可能的实现形式中，控制模块4中可以包括：用于接收电流校准指令的第三输入端；或者，

用于在电流检测模块的使用时长达到预设的值时，触发关闭所述第一开关器件的记时单元。

具体的，控制模块4可以仅在第三输入收到电流校准指令时，再对电流检测模块1当前的属性值进行测试；或者，也可以在电流检测模块1每使用一段时间后，即记时单元记时达到一定值后，即触发对其属性值进行测试，并将记时单元清零，重新开始记时。或者，控制模块4还可以在电路每次上电工作时，都测试一遍电流检测模块1当前的属性值，本实施例对此不做限定。

本申请实施例的电流检测电路，包括：电流检测模块、电流源、第一开关器件及控制模块；所述电流检测模块的一端与所述电流源的一端连接，所述电流检测模块的另一端与所述第一开关器件的一端连接；所述第一开关器件的另一端与所述电流源的另一端连接；所述控制模块的第一输入端和第二输入端分别与所述电流检测模块的两端连接，所述控制模块的第一输出端与所述第一开关器件的控制端连接，用于控制所述第一开关器件闭合时，根据所述电流检测模块两端的电压及所述电流源的电流值，确定所述电流检测模块的电压与电流间的关系。由此，实现了对电流检测模块实际属性值的测量，从而保证了对电路中实际电流大小准确测量，从而保证了电子系统工作的可靠性。

下面结合图2本申请提供的电流检测电路进行进一步地说明，图2是本申请一个实施例的电流检测方法的流程图。

参见图1和图2，该电流检测方法包括：

步骤201，获取电流检测模块两端当前的电压值。

步骤202，依据所述电流检测模块满足的电压与电流的关系式及预先确定的属性值，根据所述当前的电压值确定所述电流检测模块所在电路中当前的电流值。

具体地，本实施例提供的电流检测方法的执行主体，为本实施例提供的电流检测电路中的控制模块。其中，该控制模块，可以由任何控制芯片组成，比如由数字信号处理器(digital signal processing，简称DSP)、现场可编程门阵列Field-Programmable GateArray，简称FPGA)、或者微控制单元(Micro Controller Unit，简称MCU)等等。

其中，电流检测模块1满足的电压与电流的关系式，是指由电流检测模块1的属性，决定的其两端的电压与流过其的电流之间的关系。例如，若电流检测模块为电阻，则其满足欧姆定律,即对应的电压与电流的关系式为R＝U/I。

预先确定的属性值，是指控制模块4采用图1所示的电路，利用电流源2和第一开关器件3测试得到的电流检测模块1的电阻值或者电感值。

在本实施例一种可能的实现形式中，若电流检测模块1的电压和电流之间为正比关系，那么在上述步骤201之前，还可以包括：

控制所述第一开关器件闭合；

获取所述电流检测模块两端的第一电压值；

根据所述第一电压值和所述电流源输出的第一电流值，确定所述电流检测模块的属性值。

举例来说，若电流检测模块1满足的电压与电流的关系式为R＝U/I,电流源输出的电流值为1安培(A),当第一开关器件3闭合时，电流检测模块1两端的第一电压值为0.1V，那么即可确定电流检测模块1的属性值为0.1欧(Ω),从而在控制模块4获取到电流检测模块1两端当前的电压值为0.5伏特(V)，那么即可根据上式及电流检测模块1的属性值，确定电路中当前流过的电流为5安培(A)。

可以理解的是，若电流检测模块1的电压与电流的之间为正比关系，即U＝k×I，那么控制模块1在确定电流检测模块1的属性值时，仅通过一次测试即可确定，或者，也可以通过多次测试，确定多个电流检测模块1的属性值，然后再根据多个属性值的平均值，确定电流检测模块1的属性值。

而当电流检测模块1的电压与电流的之间为非正比关系，比如为线性关系，如：

U＝k×I+b

那么控制模块1就需要通过至少2次测试，确定k和b的取值，进而再根据上述关系式及获得的实际电压值，计算得到电路中的电流大小。为此，电流检测电路中的电流源就需要为可调电流源，相应的该方法还可以包括：

控制所述可调电流源的输出电流为第二电流值；

获取所述电流检测模块两端的第二电压值；

根据所述第一电压值、第一电流值、第二电压值及第二电流值，确定所述电流检测模块的属性值。

可以理解的是，控制模块4可以根据电流检测模块1的电压和电流之间的关系式中包括的参数个数，通过调整电流源输出不同的电流值，以通过多组电压值和电流值来计算各个参数的具体取值。

本申请实施例的电流检测方法，首先获取电流检测模块两端当前的电压值；然后依据所述电流检测模块满足的电压与电流的关系式及预先确定的属性值，根据所述当前的电压值确定所述电流检测模块所在电路中当前的电流值。由此，实现了利用实际确定的电流检测模块属性值，来确定电路中电流值，从而保证了对电路中实际电流进行准确的测量，提高了电子系统的可靠性。

图3是本申请另一个实施例的电流检测方法的流程图。

如图3所述，该电流检测方法包括：

步骤301，接收电流校准指令。

其中，该电流校准指令，可以是用户触发的，也可以是电子系统中的其他控制电路触发的等，本实施例对此不作限定。

或者控制模块1也可以在确定电流检测模块的使用时长达到预设的值时，就触发对电流检测模块1的属性值进行一次检测。

步骤302，控制所述第二开关器件断开。

具体的，由于所述电流检测模块1通过第二开关器件5与外电路连接，为了保证流过电流检测模块1的电流值精确可控，从而即可断开第二开关器件5，以将电流检测模块1从工作电路中断开，保证流过电流检测模块1的电流仅为电流源2输出的电流。

步骤303，控制第一开关器件闭合。

步骤304，获取所述电流检测模块两端的第一电压值。

步骤305，根据所述第一电压值和所述电流源输出的第一电流值，确定所述电流检测模块的属性值。

步骤306，控制所述第一开关器件断开，所述第二开关器件闭合。

步骤307，获取电流检测模块两端当前的电压值。

步骤308，依据所述电流检测模块满足的电压与电流的关系式及预先确定的属性值，根据所述当前的电压值确定所述电流检测模块所在电路中当前的电流值。

本申请实施例的电流检测方法，在收到电流校准指令后，首先控制第一开关器件闭合，并控制第二开关器件断开，然后根据测得的电流检测模块两端的电压值及电流源的电流值，确定电流检测模块的属性值，之后再控制第二开关器件闭合，第一开关器件断开，然后在获取到电流检测模块两端当前的电压值后，依据所述电流检测模块满足的电压与电流的关系式及确定的属性值，确定电流检测模块所在电路中当前的电流值。由此，实现了在电流检测模块接入电路后，根据测试确定电流检测模块的实际属性值，并利用电流检测模块的实际属性值，来确定电路中电流值，从而保证了对电路中实际电流进行准确的测量，提高了电子系统的可靠性。

基于上述提供的电流检测电路，本申请实施例再提供一种电池系统，包括如上述实施例提供的电流检测电路和电池组。

在具体使用时，为了对电池组进行管理，需要计算电池组的容量，即需要实时采集电池组输出的电流值，从而可将电流检测电路中的电流检测模块1与电池组的输出电路串联连接。

下面结合图4和图5，分别对本实施例提供的电池系统进行详细说明。

图4为本申请实施例提供的一种电池系统电路示意图；图5为本申请实施例提供的另一种电池系统电路示意图。

如图4所示，电池组7可以串接在第一开关器件3、电流源2和电流检测模块1组成的回路中，从而当第一开关器件3闭合时，由电池组7和电流源2同时为电流检测模块1提供能量，可以理解的是，此时流过电流检测模块1的电流仍为电流源2输出的电流。

或者，电流检测模块1可以如图5所示接入电池系统中，从而当第一开关器件3闭合时，仅由电流源2为电流检测模块1提供能量，电池组7此时处于空载状态。

本实施例提供的电池系统，在电池组输出回路中，串接的电流检测模块，可以通过测试确定电流检测模块的实际属性值，从而可以根据电流检测模块的实际属性值，对电池输出的电流进行准确的检测，提高了对电池控制管理的准确性和可靠性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种电流检测电路，其特征在于，包括：电流检测模块、电流源、第一开关器件及控制模块；

所述电流检测模块的一端与所述电流源的一端连接，所述电流检测模块的另一端与所述第一开关器件的一端连接；

所述第一开关器件的另一端与所述电流源的另一端连接；

所述控制模块的第一输入端和第二输入端分别与所述电流检测模块的两端连接，所述控制模块的第一输出端与所述第一开关器件的控制端连接，用于控制所述第一开关器件闭合时，根据所述电流检测模块两端的电压及所述电流源的电流值，确定所述电流检测模块的电压与电流间的关系；

还包括用于连接所述电流检测模块与待检测电路的第二开关器件；

所述控制模块的第三输出端与所述第二开关器件的控制端连接，所述控制模块用于控制所述第二开关器件与所述第一开关器件工作在不同状态。

2.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述电流源为可调电流源；

所述控制模块的第二输出端与所述可调电流源的控制端连接，用于调整所述可调电流源输出的电流值。

3.如权利要求1-2任一所述的电流检测电路，其特征在于，所述控制模块，包括：

用于接收电流校准指令的第三输入端；或者，

用于在电流检测模块的使用时长达到预设的值时，触发关闭所述第一开关器件的记时单元。

4.一种电流检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取电流检测模块两端当前的电压值；

依据所述电流检测模块满足的电压与电流的关系式及预先确定的属性值，根据所述当前的电压值确定所述电流检测模块所在电路中当前的电流值；

所述电流检测模块与第一开关器件、电流源依次串联连接；所述获取电流检测模块两端当前的电压值之前，还包括：

控制所述第一开关器件闭合；

获取所述电流检测模块两端的第一电压值；

根据所述第一电压值和所述电流源输出的第一电流值，确定所述电流检测模块的属性值；

所述电流检测模块通过第二开关器件与外电路连接；

所述控制所述第一开关器件闭合之前，还包括：

控制所述第二开关器件断开；

所述确定所述电流检测模块的属性值之后，还包括：

控制所述第一开关器件断开，所述第二开关器件闭合。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电流源为可调电流源，所述获取所述电流检测模块两端的第一电压值之后，还包括：

控制所述可调电流源的输出电流为第二电流值；

获取所述电流检测模块两端的第二电压值；

根据所述第一电压值、第一电流值、第二电压值及第二电流值，确定所述电流检测模块的属性值。

6.如权利要求4或5任一所述的方法，其特征在于，所述控制所述第一开关器件闭合之前，还包括：

接收电流校准指令；或者，

确定所述电流检测模块的使用时长达到预设的值。

7.一种电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-3任一所述的电流检测电路和电池组；

所述电流检测电路中的电流检测模块与所述电池组的输出电路串联连接。