CN112067888A - 电池及其电流采集装置、校准方法、管理系统和电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池电流采集装置、电池电流校准方法、电池、电池管理系统和电子装置，该电池电流采集装置包括分流器、开关模块和控制模块；开关模块设置在所述分流器与所述控制模块之间；所述分流器，用于获取电池中电芯模组的电流信号；所述控制模块，用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块断开，并获取所述控制模块两端的电压值，将所述电压值作为校准电压值；所述控制模块，还用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块接通，并获取所述分流器两端的电压信号，根据所述校准电压值校准所述分流器两端的电压信号的值。本申请的装置和方法以及电池管理系统和电子装置，可以减小电流采集误差，提高电流采集精度，降低成本。

Description

电池及其电流采集装置、校准方法、管理系统和电子装置

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种电池电流采集装置，以及包括该电池电流采集装置的电池管理系统，以及电池和电池电流校准方法及电子装置。

背景技术

现有的电池电流采集电路只能对电流进行采集，无法动态实时对电流采集电路的误差进行校准，因而，在全工作范围内电池电流采集电路中器件导入的误差会在整个电流采集误差中进行积累，无法彻底根除，影响最终采集电池电流的精度。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电池电流采集装置，该电池电流采集装置，可以校准本身误差，提高电流采样精度。

本申请第一方面实施例的电池电流采集装置，包括：分流器、开关模块和控制模块。所述开关模块连接在所述分流器与所述控制模块之间。所述分流器用于获取电池中电芯模组的电流信号。所述控制模块，用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块断开，并获取所述控制模块两端的电压值，将所述电压值作为校准电压值。所述控制模块还用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块接通，并获取所述分流器两端的电压值，根据所述校准电压值校准所述分流器两端的电压值，并将校准后的分流器两端的电压值转换为电流值。

本申请实施例的电池电流采集装置，通过在分流器和控制模块之间设置开关模块，在校准时，开关模块将分流器与控制模块断开，获得该状态下控制模块两端的电压值，此时，控制模块无输入，控制模块两端的电压值为控制模块中器件的零点漂移误差即校准电压值，以及在数据采集时，控制开关模块将分流器与控制模块接通，获得分流器两端的电压值，并根据校准电压值对分流器两端电压值进行校准，即去除器件本身固有误差也就是零点漂移误差，从而可以减小由于器件本身固有的零漂特性对数据采集精度的影响，提高数据采集精度。

在一些实施例中，所述电池电流采集装置还包括温度检测模块。所述温度检测模块用于检测所述分流器的工作温度。所述控制模块还用于根据所述分流器的工作温度获得所述分流器的实际阻值，并根据校准后的分流器两端的电压值和所述分流器的实际阻值确定所述电流值。通过温度补偿，即对器件由于不同工作温度导致的器件本身误差进行校正，对分流器工作温度变化引起的阻值误差进行补偿校准，尤其在全温度工作范围内，温度越高则校准效果越明显，可以提高电流采集精度，提高高低温段器件的稳定性，以及可以进一步降低对分流器本身精度选型要求，降低成本。

在一些实施例中，所述控制模块在确定所述电流值时，用于计算校准后的分流器两端的电压值与所述分流器的实际阻值的商值，所述商值为所述电流值。

在一些实施例中，所述控制模块还用于控制所述开关模块交替地将所述分流器与所述控制模块断开和接通，以实时校准所述分流器两端的电压值。交替执行校准模式和数据采集模式，从而，可以实现实时校正的目的，避免全工作范围内器件误差的积累，提高电流采集精度。

所述开关模块的第一端与所述分流器的第一端连接，所述开关模块的第二端与所述分流器的第二端连接，所述开关模块的第三端与所述控制模块的第一输入端连接，所述开关模块的第四端与所述控制模块的第二输入端连接；所述开关模块的第一端与所述开关模块的第三端可选择地通断，所述开关模块的第二端与所述开关模块的第四端可选择地通断。其中，所述开关模块的第一端与所述开关模块的第三端接通，所述开关模块的第二端与所述开关模块的第四端接通，以使得所述分流器与所述控制模块接通。或者，所述开关模块的第二端与所述开关模块的第三端断开，所述开关模块的第二端与所述开关模块的第四端断开，以将所述分流器与所述控制模块断开。

在一些实施例中，所述控制模块包括控制单元和信号处理单元。控制单元用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块断开或接通。信号处理单元用于对所述控制模块的电路回路中的电压信号进行处理，以获得所述校准电压值和所述分流器两端的电压信号。所述控制单元还用于根据所述校准电压值校准所述分流器两端的电压值。

在一些实施例中，所述控制单元在校准所述分流器两端的电压值时，用于将所述分流器两端的电压值与所述校准电压值进行减法运算，以获得校准后的分流器两端的电压值。

在一些实施例中，所述信号处理单元包括第一滤波单元、第二滤波单元、第三滤波单元和加法放大单元。所述第一滤波单元的第一输入端为所述控制模块的第一输入端，所述第一滤波单元的第一输入端与所述开关模块的第三端连接，所述第一滤波单元的第二输入端为所述控制模块的第二输入端连接，所述第一滤波单元的第二输入端与所述开关模块的第四端连接，用于滤除输入电压信号的高频共模噪声信号。所述第二滤波单元与所述第一滤波单元的输出端连接，用于对滤除高频共模噪声信号后的电压信号进行隔离、滤波处理。第三滤波单元与所述第二滤波单元连接，用于对隔离、滤波处理后的电压信号进行滤波处理，以滤除所述电压信号的高频杂散噪声信号。加法放大单元与所述第三滤波单元连接，用于对滤除高频杂散噪声信号的所述电压信号进行放大、转换以获得所述电压采样值校准电压值。

在一些实施例中，所述温度检测模块包括第一电阻、热敏电阻和第二电阻。所述第一电阻的第一端与预设电源连接。所述热敏电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述热敏电阻的第二端接地，所述热敏电阻的第一端与所述第一电阻的第二端之间具有第一节点。所述第二电阻的第一端与所述第一节点连接，所述第二电阻的第二端与所述控制模块连接。

在一些实施例中，所述温度检测模块还包括第一电容、第二电容和第三电容。所述第一电容的第一端与所述热敏电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述热敏电阻的第二端连接。所述第二电容的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端分别与所述第二电阻的第二端、所述控制模块连接。所述第三电容的第一端与所述热敏电阻的第二端连接，所述第三电容的第二端分别与所述第二电阻的第二端、所述控制模块连接。

本申请第二方面实施例的电池管理系统包括所述的电池电流采集装置，所述电池电流采集装置用于采集并校准电池的电流值。

根据本申请实施例的电池管理系统，通过采用上面实施例的电池电流采集装置，可以减小器件本身固有零漂特性造成的误差，即利于消除器件固有误差对电流采集精度的影响，提高对电池电流监控精度。

本申请第三方面实施例的电池包括电芯模组和电池管理器。所述电池还包括分流器，所述分流器用于获取电池中电芯模组的电流信号。所述电池管理器包括开关模块和控制模块。所述开关模块连接在所述分流器与所述控制模块之间。控制模块用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块断开，并获取所述控制模块的电路回路中的电压值，将所述电压值作为校准电压值。控制模块还用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块连通，并获取所述分流器两端的电压值，根据所述校准电压值校准所述分流器两端的电压值，并将校准后的分流器两端的电压值转换为电流值。

根据本申请实施例的电池，通过在在电池管理器中设置开关模块，在校准模式时，控制模块控制开关模块将分流器与控制模块断开，以获得误差电压值，在数据采集模式时，可以根据误差电压值对分流器两端电压信号进行补偿校准，减小器件本身固有零漂特性造成的误差，即利于消除器件固有误差对电流采集精度的影响，进而通过该装置校准，可以降低对选型器件的影响，降低成本。

本申请第四方面实施例提出一种电子装置，该电子装置包括电池单电源和上面实施例的电池管理系统，电池管理系统用于对所述电池单元的电流值进行监控，或者，所述电子装置包括上面实施例的电池。

根据本申请实施例的电子装置，采用上面实施例的电池管理系统或上面实施例的电池，可以提高对电池电流监控的精确性，保证电池寿命，利于基于电池参数进行整车控制例如充放电控制，提高稳定性。

本申请第五方面实施例的电池电流校准方法，用于电池电流采集装置，所述电池电流采集装置包括分流器、开关模块和控制模块，所述开关模块设置在所述分流器和所述控制模块之间。所述电池电流校准方法包括：控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块断开，并获取所述控制模块两端的电压值，将所述电压值作为校准电压值；控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块接通，并获取所述分流器两端的电压值；根据所述校准电压值校准所述分流器两端的电压值，并将校准后的分流器两端的电压值转换为电流值。

根据本申请实施例的电池电流校准方法，通过控制开关模块将分流器与控制模块断开，获得该状态下控制模块两端的电压值，此时，控制模块无输入，控制模块两端的电压值为控制模块中器件的零点漂移误差即校准电压值，以及在数据采集时，控制开关模块将分流器与控制模块接通，获得分流器两端的电压值，并根据校准电压值对分流器两端电压值进行校准，即去除控制模块中零件固有误差也就是零点漂移误差，从而可以减小由于器件本身固有的零漂特性对数据采集精度的影响，提高数据采集精度，以及通过本申请实施例装置的校准，可以降低对分流器本身精度选型要求，降低成本。

在一些实施例中，所述电池电流校准方法还包括：获取所述分流器的工作温度；根据所述分流器的工作温度获得所述分流器的实际阻值；根据校准后的分流器两端的电压值和所述分流器的实际电阻值确定所述电流值。通过获取分流器的工作温度，根据工作温度对分流器的实际阻值进行调整，即实现对电流采集值的温度补偿，可以减小分流器因温度变化造成的器件自身误差，尤其在全温度工作范围内，温度越高则校准效果越明显，可以提高电流采集精度，提高高低温段器件的稳定性。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请的一个实施例的电池电流采集装置的框图；

图2是根据本申请的另一个实施例的电池电流采集装置的框图；

图3是根据本申请的一个实施例的电池电流采集装置部分电路的示意图；

图4是根据本申请的一个实施例的电池电流采集装置的框图；

图5是根据本申请的一个实施例的电池电流采集装置部分电路的示意图；

图6是根据本申请的一个实施例的温度检测模块的示意图；

图7是根据本申请的一个实施例的电池管理系统的框图；

图8是根据本申请的一个实施例的电池的框图；

图9是根据本申请的一个实施例的电子装置的框图；

图10是根据本申请的另一个实施例的电子装置的框图；

图11是根据本申请的一个实施例的电池电流校准方法的流程图。

主要元件符号说明

电池电流采集装置1；

分流器10、开关模块20、温度检测模块40和控制模块30；

控制单元31、信号处理单元32、继电器50；

第一滤波单元21、第二滤波单元22、第三滤波单元23和加法放大单元24；

滤波电路221、放大电路241、加法电路242；

电池管理系统100；电池单元300；

电池200；电芯模组201、电池管理器202；

电子装置2000。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本申请的实施例。

本申请实施例的电池电流采集装置，可以采集电路中器件固有误差对电池电流采集精度的影响，又可以对分流器工作温度变化引起的阻值误差进行补偿校准，尤其在全温度工作范围内，温度越高则相较于目前的电流采集电路采集的电流值更加准确。

下面参考图1-图6描述根据本申请实施例的电池电流采集装置。

图1是根据本申请的一个实施例的电池电流采集装置的框图，如图1所述，本申请实施例的电池电流采集装置1包括分流器10、开关模块20和控制模块30。

其中，开关模块20连接于分流器10与控制模块30之间，开关模块20可以断开分流器10与控制模块30的连接，也可以接通分流器10与控制模块30的连接。

电池包括电芯模组，分流器10用于获取电池中电芯模组的电流信号，例如采集电动车辆电池中电芯模组的电流信号。在实施例中，分流器10可以但不限于采用低温漂电阻，低温漂电阻的温度稳定性强，在温度变化时，阻值大小只有很小的改变，例如最低可以低至0.2PPM/℃，可以降低分流器10本身因温度变化而造成的误差。

控制模块30用于控制开关模块20将分流器10与控制模块30断开，并获取控制模块30两端的电压值，将该电压值作为校准电压值，其中，在实施例中，控制模块30在控制开关模块20将分流器10与控制模块30断开后，开关模块20和控制模块30的电路继续处于导通状态，开关模块20可以通过继电器或双掷开关等器件实现；控制模块30还用于控制开关模块20将分流器10与控制模块30接通，并获取分流器10两端的电压值，根据校准电压值校准分流器10两端的电压值，并将校准后的分流器两端的电压值转换为电流值。

在实施例中，控制模块30可以为单片机或者微控制单元(MCU，MicrocontrollerUnit)或者其它数据处理单元。

控制模块30可以直接采集分流器10两端的电压值，也可以接收其它电压采集模块采集的分流器10两端的电压值，并对获得的分流器10的电压值进行滤波、噪音信号去除以及放大转换等处理，获得模拟电压信号，并将模拟电压值转换为数字信号，以及将校准电压值转换为数字信号，根据校准电压值对分流器10两端的电压值进行校准，从而可以实现对电池电流采集回路中的器件由于本身误差及固有零漂等导入到采集通道进行实时校准，提高采集精度。

具体来说，在处于校准模式时，控制模块30控制开关模块20将分流器10与控制模块30断开，此时，整个电池电流采集装置1的电路回路处于零电压输入状态，采集控制模块30两端的电压值即校准电压值，此校准电压值为当前状态下整个电池电流采集装置1的固有误差，计算出固定的电流值，在进行正常采集电流时，控制模块30控制开关模块20将分流器10与控制模块30断开，获得分流器10两端的电压值，并根据校准电压值对获得的分流器10两端的电压值进行补偿，其中，校准电压值相当于该电池电流采集装置1的零点，通过对分流器10两端的电压值进行调零补偿，例如，将分流器两端的电压值与校准电压值进行减法运算，以获得校准后的分流器两端的电压值，即对分流器10两端的电压值进行调零处理，由此，可以避免电池电流采集装置1中器件固有零漂特性对数据采集精度的影响，从而提高采集精度。

本申请实施例的电池电流采集装置1，通过开关模块20将分流器10与控制模块30断开，此时控制模块30处于零电压输入状态，获得该状态下控制模块30两端的电压值，也就是控制模块30中器件的零点漂移误差即校准电压值，以及在数据采集时，控制开关模块20将分流器10与控制模块30接通，获得分流器10两端的电压信号，并根据校准电压值对分流器10两端电压信号的值进行校准，即去除零点漂移误差，从而可以减小由于器件本身固有的零漂特性对数据采集精度的影响，提高数据采集精度，以及通过本申请实施例装置的校准，可以降低对分流器10本身精度选型要求，降低成本。

进一步地，在一些实施例中，如图2所示，本申请实施例的电池电流采样采集装置1还包括温度检测模块40，温度检测模块40用于检测分流器10的工作温度，并将温度信息发送给控制模块30。

控制模块30还用于根据分流器10的工作温度获得分流器10的实际阻值，并根据校准后的分流器两端的电压值和分流器10的实际阻值确定电流值。

具体地，分流器10的电阻值受到温度的影响会发生变化，进而影响数据采集的精确性。在实施例中，控制模块30中可以预存供应商提供的分流器10的温度阻值特性表格，接收到分流器10的工作温度，通过查表可以获得在该温度下分流器10的实际阻值，可以根据实际阻值获得当前温度下分流器10两端的实际电压值，以及，根据校准电压值对分流器10两端的实际电压值校准，获得最终更加准确的分流器10两端的电压值，并将校准后分流器两端的电压值转换为电流值。在实施例中，可以根据欧姆定律来将校准后分流器两端的电压值转换为电流值，即计算校准后的分流器两端的电压值与分流器的实际阻值的商值，该商值即为电流值。

根据本申请实施例的电流采集装置1，通过温度检测模块30采集分流器10的工作温度，控制模块30根据工作温度获得分流器10的实际阻值，进而根据校准电压值和实际电阻获得分流器10两端电压值，即对器件由于不同工作温度导致的器件本身误差进行校正，对分流器10工作温度变化引起的阻值误差进行补偿校准，尤其在全温度工作范围内，温度越高则校准效果越明显，可以提高电流采集精度，提高高低温段器件的稳定性，以及可以进一步降低对分流器10本身精度选型要求，降低成本。

在一些示例中，如图3所示为根据本申请的一个实施例的电池电流采集装置的部分电路的示意图，其中，开关模块20可以包括继电器50，继电器50分别与分流器10和控制模块30连接。

在校准模式时，控制模块30使能继电器50切断分流器10与控制模块30的接通，此时电池电流采集装置1相当于处于零电压输入状态即无源状态，控制模块30获取电路回路中的电压值，此时该电压信号为当前状态下整个电池电流采集装置1的固有误差例如器件本身固有零漂造成的电压检测误差，可以将该输出电压作为误差电压值。

在数据采集时，即电池电流采集装置1正常采集电池中电芯模组的电流时，继电器50接通分流器10和控制模块30，分流器10两端的电压信号传输给控制模块30。进而，控制模块30对电压信号进行处理以获得分流器10两端的电压值，并将电压值发送给控制模块30，控制模块30根据校准后的电压值和分流器10的实际阻值计算实际电流值。例如，将分流器10两端电压与校准电压值进行加减运算等，从而可以减小器件固有参数误差造成的电流采集误差。以及，进一步地，控制模块30获取温度检测模块40采集的分流器10的工作温度，并根据该工作温度查表获得分流器10的实际电阻值，根据实际电阻值和校准后的电压值获得分流器10的实际电流值，从而可以对器件由于不同工作温度导致的器件本身误差进行校正，进一步提高数据采集精度。

在实施例中，开关模块20分别与分流器10、控制模块30连接，通过开关模块20的通断可以实现分流器10与控制模块30的接通或断开。其中，开关模块20的第一端与分流器10的第一端连接，开关模块20的第二端与分流器10的第二端连接，开关模块20的第三端与控制模块30的第一输入端连接，开关模块20的第四端与控制模块30的第二输入端连接；开关模块20的第一端与开关模块20的第三端可选择地通断，开关模块20的第二端与开关模块20的第四端可选择地通断；其中，开关模块20的第一端与开关模块20的第三端接通，开关模块20的第二端与开关模块20的第四端接通，以使得分流器10与控制模块30接通；或者，开关模块20的第二端与开关模块20的第三端断开，开关模块20的第二端与开关模块20的第四端断开，以使得分流器10与控制模块30断开。

如图3所示，继电器50的端口2和端口9连接分流器10的两端以采集分流器10的电压信号，在采集模式时，端口8分别连接端口9和信号处理模块20，端口3分别连接端口2和控制模块30，以将采集的分流器10两端的电压信号传输给控制模块0。继电器50的端口1接地，继电器50的控制端口10与控制模块30连接，用于在校准模式时接收控制模块30的使能信号例如RLY_CONTROL信号，以停止传输分流器10的电压信号给控制模块30。

如图4所示是根据本申请的一个实施例的电池电流采集装置的框图，控制模块30包括控制单元31和信号处理单元32，控制单元31用于控制开关模块20将分流器10与控制模块30断开或接通，例如控制单元31可以是MCU；信号处理单元32用于对控制模块30的电路回路中的电压信号进行处理，以获得校准电压值和分流器10两端的电压值；控制单元31还用于根据校准电压值校准分流器10两端的电压值。

如图5所示为根据本申请的一个实施例的电池电流采集装置部分电路的示意图，如图3和5所示，信号处理单元32可以包括第一滤波单元21、第二滤波单元22、第三滤波单元23和加法放大单元24。

其中，第一滤波单元21用于滤除控制模块30的电路回路中电压信号的高频共模噪声信号，第一滤波单元21的第一输入端为控制模块30的第一输入端，第一滤波单元21的第一输入端与开关模块30的第三端连接，第一滤波单元21的第二输入端为控制模块30的第二输入端，第一滤波单元21的第二输入端与开关模块20的第四端连接；第二滤波单元22与第一滤波单元21的输出端连接，用于对滤除高频共模噪声信号后的电压信号进行隔离、滤波处理；第三滤波单元23与第二滤波单元22连接，用于对隔离、滤波处理后的电压信号进行滤波处理，以滤除电压信号的高频杂散噪声信号；加法放大单元24与第三滤波单元23连接，用于对滤除高频杂散噪声信号的电压信号进行放大、转换以获得校准电压值,从而可以降低信号干扰，提高采样信号的准确性。

具体来说，当处于校准模式时，控制单元31例如MCU控制图3中的继电器例如RELAY使能，电池电流采集装置1成为无源低阻抗网络，此状态下整个电池电流采集装置1处于零电压输入状态，MCU的AD采集端口采集图5所示的加法放大单元24的输出电压，采集的电压值为当前状态下整个电池电流采集装置1的固有误差，进而计算出固定的电流值，以在进行正常采集电流时对其进行补偿，同时根据温度采集查表获得的分流器10的实际阻值，并进行最终电流的计算及补偿，从而达到减少误差的目的。

在采集模式时，在分流器10上产生±几十μV到±三四百mV的电压信号，通过第一滤波单元21进行高频共模噪声的抑制，第二滤波单元22中的信号处理单元U1对抑制后的交流电压信号进行高压隔离，保证整个系统电压安全，隔离后的电压信号经过第二滤波单元22中的滤波电路221滤波后输入至第三滤波单元23，第三滤波单元23进一步对高频杂散噪声进行抑制，再经过加法放大单元24中放大电路241的放大器U2及加法电路242，将最终的正负交流电压信号处理为正交流电压信号，并将该正交流电压信号发送至控制单元31例如MCU的AD采集端口MCU_AD，同时温度检测模块40实时对分流器10的当前工作温度进行采集，通过采集的温度值查表获得供应商提供的分流器10的实际阻值，控制单元31获取校准后的电压值和实际阻值计算最终的实际分流器10两端的电流值。

其中，继电器50的隔离电压强度、信号处理单元U1的隔离电压强度，需要保证隔离强度满足具体项目的需求，保证整个电池电流采集装置1的电路系统的高压安全。

由于分流器10产生的电压信号范围在±几十μV到±三四百mV之间，器件零漂误差的波动对小电流段的采集精度可产生0.5％误差甚至更大，高成本选型器件可以降低器件误差参数，但是，器件固有误差是无法消除的。而本申请实施例的电池电流采集装置1，通过设置开关模块20例如继电器，在校准模式时，控制模块30使能继电器停止传输电压信号给控制模块30，即使得电池电流采集装置1进入无源状态，以获得校准电压值，根据校准电压值对实际电压值进行调零，进而在正常采集电流时，对实际电流采样值进行补偿和校正，可以减少高采集精度对信号处理运放及隔离放大器等器件性能的严重依赖，能降低选型器件的要求，以及可以减小器件固有误差对电流采集精度的影响。

进一步地，图6为根据本申请的一个实施例的电流检测模块的电路图，如图6所示，温度检测模块40包括第一电阻R1、热敏电阻RT和第二电阻R2。其中，第一电阻R1的第一端与预设电源例如+5V连接；热敏电阻RT的第一端与第一电阻R1的第二端连接，热敏电阻RT的第二端接地，热敏电阻RT的第一端与第一电阻R1的第二端之间具有第一节点O1；第二电阻R2的第一端与第一节点O1连接，第二电阻R2的第二端与控制模块30连接。在温度变化时，热敏电阻RT的阻值发生变化，进而控制模块30采集的电信号发生变化，控制模块30根据接收到的电信号通过查表可以确定当前环境温度即分流器10的工作温度。

如图6所示，温度检测模块40还包括第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，其中，第一电容C1的第一端与热敏电阻RT的第一端连接，第一电容C1的第二端与热敏电阻RT的第二端连接；第二电容C2的第一端与第一电阻R1的第一端连接，第二电容C2的第二端分别与第二电阻R2的第二端、控制模块30连接；第三电容C3的第一端与热敏电阻RT的第二端连接，第三电容C3的第二端分别与第三电阻R3的第二端、控制模块30连接。通过电容可以进行滤波，减小信号干扰，提高温度检测的准确性。

在一些实施例中，控制模块30还用于交替执行采集模式和校准模式。具体地，交替地控制开关模块20将分流器10与控制模块30断开和接通，以实时校准分流器10两端的电压值。例如，在校准模式时，控制模块40控制开关模块20将分流器10与控制模块30断开例如使能继电器断开，并获得校准电压值；在数据采集模式时，控制模块30控制开关模块20将分流器10与控制模块30接通，获得分流器10两端的电压值，根据校准电压值获得的分流器10两端的电压值进行校正，或者，根据分流器10的实际电阻和校准后的电压值来获得分流器10的电流值。交替执行上面的校准模式和数据采集模式，从而，可以实现实时校正的目的，避免全工作范围内器件误差的积累，提高电流采集精度。

例如，控制模块40可以每隔预设时间执行一次校准模式，即每隔预设时间获取一次误差电压值以对实际电流采样值进行校正，该预设时间可以根据具体情况进行设置。通过交替执行采集模式和校准模式，可以达到动态、实时校准的目的，减小器件自身参数偏差以及分流器10因工作温度造成的电流采集误差，提高电流采集的精度。

概括来说，本申请实施例的电池电流采集装置1，设置开关模块20，在校准模式时，控制模块30控制开关模块20将分流器10与控制模块30断开，以获得校准电压值，在数据采集模式时，可以根据校准电压值对分流器10两端电压信号进行补偿校准，减小器件本身固有零漂特性造成的误差，即利于消除器件固有误差对电流采集精度的影响，进而通过该装置1校准，可以降低对选型器件的影响，降低成本；以及，通过设置温度检测模块40，控制模块30根据工作温度确定分流器10的实际阻值，进而根据校准电压值和实际阻值来计算分流器10的实际电流值，可以减小分流器10因温度变化造成的误差，实现温度自动补偿，提高电流采集精确；以及，控制模块30交替执行采集模式和校准模式，达到动态、实时地进行误差校准的目的，可以避免器件误差的累积，达到高采集精度且低成本的效果。

基于上面实施例的电池电流采集装置，下面参照附图描述根据本申请第二方面实施例的电池管理系统。

图7是根据本申请的一个实施例的电池管理系统的框图，如图7所示，本申请实施例的电池管理系统100包括上面实施例的电池电流采集装置1，该电池电流采集装置1用于采集并校准电池的电流值，其中，电池电流采集装置1的结构和工作过程可以参照上面实施例的说明。

根据本申请实施例的电池管理系统100，通过采用上面实施例的电池电流采集装置1，可以减小器件本身固有零漂特性造成的误差，即利于消除器件固有误差对电流采集精度的影响，提高对电池电流监控精度。

图8是根据本申请第三方面实施例的电池的框图，如图8所示，本申请实施例的电池200包括电芯模组201和电池管理器202。

其中，电池200还包括分流器10，分流器10用于获取电池200中电芯模组201的电流信号；电池管理器202包括开关模块20和控制模块30；开关模块20连接在分流器10与控制模块30之间。

控制模块30用于控制开关模块20将分流器10与控制模块30断开，并获取控制模块30的电路回路中的电压值，并将电压值作为校准电压值；控制模块30还用于控制开关模块20将分流器10与控制模块30连通，并获取分流器10两端的电压值，并根据校准电压值校准分流器10两端的电压值，例如，由于校准电压值相当于回路中应该零电压值时存在的零点误差电压，将分流器10两端的电压值减去该校准电压值，即对实际电压值进行调零，实现校准的目的。

根据本申请实施例的电池200，通过在在电池管理器202中设置开关模块20，在校准模式时，控制模块30控制开关模块20将分流器10与控制模块30断开，以获得校准电压值，在数据采集模式时，可以根据误差电压值对分流器10两端的电压值进行补偿校准，减小器件本身固有零漂特性造成的误差，即利于消除器件固有误差对电流采集精度的影响，进而通过该装置1校准，可以降低对选型器件的影响，降低成本。

下面参照附图描述根据本申请第四方面实施例的电子装置，本发明实施例的电子装置可以包括电动车辆。

图9是根据本申请的一个实施例的电子装置的框图，如图9所示，本申请实施例的电子装置2000包括电池单元300和上面实施例的电池管理系统100，电池管理系统100用于对电池单元300的电流值进行监控。

或者，如图10所示，本申请实施例的电子装置2000包括上面实施例的电池200。

根据本申请实施例的电子装置2000，采用上面实施例的电池管理系统100或上面实施例的电池200，可以提高对电池电流监控的精确性，保证电池寿命，利于基于电池参数进行整车控制例如充放电控制，提高稳定性。

基于上面实施例的电池电流采集装置，下面参照附图描述根据本申请第五方面实施例的电池电流校准方法，其中，该方法可以用于该电池电流采集装置，电池电流采集装置包括分流器、开关模块和控制模块，开关模块设置在分流器和控制模块之间。

图11是根据本申请的一个实施例的电池电流校准方法的流程图，如图11所示，本申请实施例的电池电流校准方法至少包括步骤S1-S4，具体如下。

S1,控制开关模块将分流器与控制模块断开，并获取控制模块两端的电压值，将电压值作为校准电压值，即执行校准模式。此时，整个电池电流采集装置处于零电压输入状态，采集控制模块两端的电压值即校准电压值，此校准电压值为当前状态下整个电池电流采集装置的电路回路固有误差。

其中，在实施例中，在控制开关模块将分流器与控制模块断开后，开关模块和控制模块的电路继续处于导通状态，开关模块可以通过继电器、或掷开关等器件实现。

S2,控制开关模块将所述分流器与控制模块接通，并获取分流器两端的电压值，即进行数据采集。

S3，根据校准电压值校准分流器两端的电压值，即执行校准步骤，去除回路中器件固有误差对数据采集的影响。

在实施例中，将分流器两端的电压值与校准电压值进行减法运算，即对分流器两端电压值去除零点误差电压值，以获得校准后的分流器两端的电压值。

S4，将校准后的分流器两端的电压值转换为电流值。

根据本申请实施例的电池电流校准方法，通过控制开关模块将分流器与控制模块断开，获得该状态下控制模块中器件的零点漂移误差即校准电压值，以及在数据采集时，控制开关模块将分流器与控制模块接通，获得分流器两端的电压值，并根据校准电压值对分流器两端得电压值进行校准，即去除零点漂移误差，从而可以减小由于器件本身固有的零漂特性对数据采集精度的影响，提高数据采集精度，以及通过本申请实施例装置的校准，可以降低对分流器本身精度选型要求，降低成本。

进一步地，分流器的电阻值受到温度的影响会发生变化，进而影响数据采集的精确性。在一些实施例中，本申请实施例的方法还可以包括：获取所述分流器的工作温度；根据分流器的工作温度获得分流器的实际阻值；根据校准后分流器两端得电压值和分流器的实际电阻值确定实际电流值。

具体地，通过温度采集模块采集分流器的工作温度，并将温度信息传输给控制模块。控制模块可以根据接收到的分流器的工作温度通过查表的方式或者分流器工作温度与阻值满足的关系函数获得此温度下分流器的实际阻值。以及，根据实际电阻值和校准后分流器两端得电压值获得分流器的实际电流值，从而可以对器件由于不同工作温度导致的器件本身误差进行校正，进一步提高数据采集精度。

在实施例中，可以根据欧姆定律获得分路器的实际电流值，即计算校准后的分流器两端的电压值与分流器的实际电阻值的商值，该商值即为分流器两端的电流值。

根据本申请实施例的电流校准方法，通过获取分流器的工作温度，根据工作温度对分流器的实际阻值进行调整，即实现对电流采集值的温度补偿，可以减小分流器因温度变化造成的器件自身误差，尤其在全温度工作范围内，温度越高则校准效果越明显，可以提高电流采集精度，提高高低温段器件的稳定性。

进一步地，在一些实施例中，在校准模式时，使能电流采集装置进入无源状态，以获得误差电压值，具体地，例如控制模块使能继电器暂停将分流器两端的电压信号传输给信号处理模块，此时电流采集装置相当于处于零输出电压的状态即无源状态，控制模块采集信号处理模块的输出电压，此时信号处理模块的输出电压为当前状态下电流采集装置的固有误差，即误差电压值；以及，在采集模式时，根据误差电压值对实际电流采样值即分流器的两端电压值进行校正，例如可以进行加减运算等以去除器件固有零漂特性造成偏差，从而可以减小器件固有参数误差造成的电流采集误差。

在实施例中，可以交替执行校准模式和采集模式。即交替地控制开关模块将分流器与控制模块断开和接通，以实时校准分流器两端的电压值。例如，控制模块可以每隔预设时间执行一次校准模式，即每隔预设时间获取一次校准电压值以对实际电流值进行校正，该预设时间可以根据具体情况进行设置。通过交替执行采集模式和校准模式，可以达到动态、实时校准的目的，减小器件自身参数偏差以及分流器因工作温度造成的电流采集误差，提高电流采集的精度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种电池电流采集装置，其特征在于，包括：

分流器、开关模块和控制模块；

所述开关模块连接于所述分流器与所述控制模块之间；

所述分流器，用于获取电池中电芯模组的电流信号；

所述控制模块，用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块断开，并获取所述控制模块两端的电压值，将所述电压值作为校准电压值；

所述控制模块，还用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块接通，并获取所述分流器两端的电压值，根据所述校准电压值校准所述分流器两端的电压值，并将校准后的分流器两端的电压值转换为电流值。

2.根据权利要求1所述的电池电流采集装置，其特征在于，

所述电池电流采集装置还包括温度检测模块，所述温度检测模块用于检测所述分流器的工作温度；

所述控制模块，还用于根据所述分流器的工作温度获得所述分流器的实际阻值，并根据校准后的分流器两端的电压值和所述分流器的实际阻值确定所述电流值。

3.根据权利要求1所述的电池电流采集装置，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述开关模块交替地将所述分流器与所述控制模块断开和接通，以实时校准所述分流器两端的电压值。

4.根据权利要求1或3所述的电池电流采集装置，其特征在于，

所述开关模块的第一端与所述分流器的第一端连接，所述开关模块的第二端与所述分流器的第二端连接，所述开关模块的第三端与所述控制模块的第一输入端连接，所述开关模块的第四端与所述控制模块的第二输入端连接；

所述开关模块的第一端与所述开关模块的第三端可选择地通断，所述开关模块的第二端与所述开关模块的第四端可选择地通断；

其中，所述开关模块的第一端与所述开关模块的第三端连通，所述开关模块的第二端与所述开关模块的第四端连通，以使得所述分流器与所述控制模块接通；

或者，所述开关模块的第二端与所述开关模块的第三端断开，所述开关模块的第二端与所述开关模块的第四端断开，以使得所述分流器与所述控制模块断开。

5.根据权利要求4所述的电池电流采集装置，其特征在于，所述控制模块包括：

控制单元，用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块断开或接通；

信号处理单元，用于对所述控制模块的电路回路中的电压信号进行处理，以获得所述校准电压值和所述分流器两端的电压值；

所述控制单元，还用于根据所述校准电压值校准所述分流器两端的电压值。

6.根据权利要求1或5所述的电池电流采集装置，其特征在于，所述控制单元在校准所述分流器两端的电压值时，用于将所述分流器两端的电压值与所述校准电压值进行减法运算，以获得校准后的分流器两端的电压值。

7.根据权利要求5所述的电池电流采集装置，其特征在于，所述信号处理单元包括：

第一滤波单元，所述第一滤波单元的第一输入端为所述控制模块的第一输入端，所述第一滤波单元的第一输入端与所述开关模块的第三端连接，所述第一滤波单元的第二输入端为所述控制模块的第二输入端，所述第一滤波单元的第二输入端与所述开关模块的第四端连接，用于滤除输入电压信号的高频共模噪声信号；

第二滤波单元，与所述第一滤波单元的输出端连接，用于对滤除高频共模噪声信号后的电压信号进行隔离、滤波处理；

第三滤波单元，与所述第二滤波单元连接，用于对隔离、滤波处理后的电压信号进行滤波处理，以滤除所述电压信号的高频杂散噪声信号；

加法放大单元，与所述第三滤波单元连接，用于对滤除高频杂散噪声信号的所述电压信号进行放大、转换以获得所述校准电压值。

8.根据权利要求2所述的电池电流采集装置，其特征在于，所述温度检测模块包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与预设电源连接；

热敏电阻，所述热敏电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述热敏电阻的第二端接地，所述热敏电阻的第一端与所述第一电阻的第二端之间具有第一节点；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一节点连接，所述第二电阻的第二端与所述控制模块连接。

9.根据权利要求8所述的电池电流采集装置，其特征在于，所述温度检测模块还包括：

第一电容，所述第一电容的第一端与所述热敏电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述热敏电阻的第二端连接；

第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端分别与所述第二电阻的第二端、所述控制模块连接；

第三电容，所述第三电容的第一端与所述热敏电阻的第二端连接，所述第三电容的第二端分别与所述第二电阻的第二端、所述控制模块连接。

10.一种电池管理系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池电流采集装置，所述电池电流采集装置用于采集并校准电池的电流值。

11.一种电池，包括电芯模组和电池管理器，其特征在于，

所述电池还包括分流器，所述分流器用于获取电池中电芯模组的电流信号；

所述电池管理器包括开关模块和控制模块，所述开关模块连接在所述分流器与所述控制模块之间；

所述控制模块，用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块断开，并获取所述控制模块的电路回路中的电压值，将所述电压值作为校准电压值；

所述控制模块，还用于控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块连通，并获取所述分流器两端的电压值，根据所述校准电压值校准所述分流器两端的电压值。

12.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括电池单元和权利要求10所述的电池管理系统，所述电池管理系统用于对所述电池单元的电流值进行监控，或者，所述电子装置包括权利要求11所述的电池。

13.一种电池电流校准方法，其特征在于，用于电池电流采集装置，所述电池电流采集装置包括分流器、开关模块和控制模块，所述开关模块连接在所述分流器和所述控制模块之间，所述电池电流校准方法包括：

控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块断开，并获取所述控制模块两端的电压值，将所述电压值作为校准电压值；

控制所述开关模块将所述分流器与所述控制模块接通，并获取所述分流器两端的电压值；

根据所述校准电压值校准所述分流器两端的电压值；

将校准后的分流器两端的电压值转换为电流值。

14.根据权利要求13所述的电池电流校准方法，其特征在于，所述将校准后的分流器两端的电压值转换为电流值包括：

获取所述分流器的工作温度；

根据所述分流器的工作温度获得所述分流器的实际阻值；

根据校准后的分流器两端的电压值和所述分流器的实际电阻值确定所述电流值。

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