CN213544769U - 动力电池电流采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种动力电池电流采集装置，属于动力电池领域。所述装置包括：第一电流传感器和第二电流传感器；所述第一电流传感器与动力电池的负极端连接，所述第二电流传感器与所述动力电池的正极端连接，所述第一电流传感器和所述第二电流传感器均用于采集所述动力电池的电流数据；所述第一电流传感器通过第一数据传输通道将采集的电流数据传输到电池管理系统，所述第二电流传感器通过第二数据传输通道将采集的电流数据传输到所述电池管理系统。本实用新型采用两路独立的电流传感器对动力电池进行电流采集，提高电流采集电路的安全性和冗余度，防止由于电流采集电路失效而出现安全隐患，提升动力电池在实际使用过程中的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池领域，具体地涉及一种动力电池电流采集装置。
背景技术
电动汽车在使用过程中需要对动力电池输出/输入电流进行实时准确的检测。电流值是动力电池SOX数据估算中重要的输入系数，错误的电流测量值将会导致电量状态、功率状态等多个电池指标产生估算偏差，影响整车的实际运行里程。对动力电池的电流值进行实时准确的检测，以保证整车可以正常运行，防止电流过大导致电池出现过温甚至热失控的故障危害。
现有技术通常采用电流传感器采集动力电池的电流数据，电流传感器通过CAN通信与电池管理系统进行数据交互。现有的电流采集装置采用单一的电流传感器进行电流数据采集，冗余度低；在发生内部电路故障或外部因素干扰时，容易导致动力电池的电流检测功能完全丢失且无法恢复，安全性不高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种动力电池电流采集装置，以克服上述的缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种动力电池电流采集装置，包括第一电流传感器和第二电流传感器；所述第一电流传感器与动力电池的负极端连接，所述第二电流传感器与所述动力电池的正极端连接，所述第一电流传感器和所述第二电流传感器均用于采集所述动力电池的电流数据；所述第一电流传感器通过第一数据传输通道将采集的电流数据传输到电池管理系统，所述第二电流传感器通过第二数据传输通道将采集的电流数据传输到所述电池管理系统。
进一步地，还包括第一电源驱动芯片和第二电源驱动芯片；
所述第一电源驱动芯片与所述第一电流传感器连接，用于为所述第一电流传感器单独供电；所述第二电源驱动芯片与所述第二电流传感器连接，用于为所述第二电流传感器单独供电。
进一步地，所述第一电流传感器和所述第二电流传感器均为霍尔电流传感器。
进一步地，所述第一电流传感器的精度高于所述第二电流传感器的精度。
进一步地，所述第一电流传感器的类型与所述第二电流传感器的类型不同；所述第一电流传感器为磁饱和式的电流传感器，所述第二电流传感器为磁通门式的电流传感器，或者所述第一电流传感器为磁通门式的电流传感器，所述第二电流传感器为磁饱和式的电流传感器。
进一步地，在所述动力电池正常放电时，所述第一电流传感器采集的电流数据被传输至所述电池管理系统进行电流状态检测和SOX数据估算；在所述动力电池瞬间释放较大电流时，所述第二电流传感器采集的电流数据被传输至所述电池管理系统进行电流状态检测和SOX数据估算。
进一步地，在所述动力电池正常放电时，所述第一电流传感器采集的电流数据和所述第二电流传感器采集的电流数据均被传输至所述电池管理系统进行相互校验，以判断所述第一电流传感器或所述第二电流传感器是否发生故障。
进一步地，所述第一数据传输通道传输的数据类型与所述第二数据传输通道传输的数据类型不同；所述第一数据传输通道传输的数据类型为数字量数据，所述第二数据传输通道传输的数据类型为模拟量数据，或者所述第一数据传输通道传输的数据类型为模拟量数据，所述第二数据传输通道传输的数据类型为数字量数据。
进一步地，所述第一电源驱动芯片和所述第二电源驱动芯片分别与所述电池管理系统连接，所述电池管理系统利用所述第一电源驱动芯片和所述第二电源驱动芯片的自诊断故障功能判断所述第一电流传感器和所述第二电流传感器的供电电路故障的类型。
本实用新型采用两路独立的电流传感器对动力电池进行电流采集，当动力电池的电流峰值超出其中一路电流传感器时或其中一路电流传感器失效时，另一路电流传感器作为备份仍可以采集到可靠的电流数据，提高电流采集电路的安全性和冗余度，防止由于电流采集电路失效而出现安全隐患，提升动力电池在实际使用过程中的安全性。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
图1是本实用新型实施例提供的动力电池电流采集装置的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
本文中的术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本文所述的“连接”用于表述两个部件之间的电功率连接或信号连接；“连接”可以是两个元件的直接连接，也可以是通过中间媒介(例如导线)相连，还可以是通过第三个元件实现的间接连接。
图1是本实用新型实施例提供的动力电池电流采集装置的框图。如图1所示，本实施例提供一种动力电池电流采集装置，包括第一电流传感器、第二电流传感器、第一电源驱动芯片和第二电源驱动芯片。所述第一电流传感器与动力电池的负极端连接，所述第二电流传感器与所述动力电池的正极端连接，所述第一电流传感器和所述第二电流传感器均用于采集所述动力电池的电流数据。所述第一电流传感器通过第一数据传输通道将采集的电流数据传输到电池管理系统，所述第二电流传感器通过第二数据传输通道将采集的电流数据传输到电池管理系统。所述第一电源驱动芯片与所述第一电流传感器连接，用于为所述第一电流传感器单独供电；所述第二电源驱动芯片与所述第二电流传感器连接，用于为所述第二电流传感器单独供电。本实用新型实施例采用两路独立的电流传感器对动力电池进行电流采集，当动力电池的电流峰值超出其中一路电流传感器时或其中一路电流传感器失效时，另一路电流传感器作为备份仍可以采集到可靠的电流数据，提高电流采集电路的功能安全等级和冗余度，防止由于电流采集电路失效而出现安全隐患，提升动力电池在实际使用过程中的安全性。
本实施例中，第一电流传感器和第二电流传感器均采用霍尔电流传感器，第一霍尔电流传感器的精度高于第二霍尔电流传感器的精度。第一霍尔电流传感器连接动力电池的负极端，采用精度高、量程小的高精度霍尔电流传感器；第二霍尔电流传感器连接动力电池的正极端，采用低精度、大量程的霍尔电流传感器。整车处于正常运行工况时，动力电池正常放电，第一电流传感器采集的电流数据通过第一数据传输通道传输至电池管理系统，此时电池管理系统根据第一电流传感器采集的电流数据进行电流状态检测和SOX数据估算；整车处于急加速/急减速运行工况时，动力电池的电流会出现瞬态峰值，即动力电池瞬间释放较大电流，最大电流值可能会超出第一霍尔电流传感器的量程，此时大量程的第二霍尔电流传感器仍然可以采集到可靠的电流数据，第二电流传感器采集的电流数据通过第二数据传输通道传输至电池管理系统，电池管理系统根据第二电流传感器采集的电流数据进行电流状态检测和SOX数据估算。其中，SOX数据包括SOC(State of charge，荷电状态)、SOE(State of energy，电池剩余电量)、SOH(State of health,电池健康度)。
所述第一电流传感器的类型与所述第二电流传感器的类型不同，例如第一电流传感器采用磁饱和式的霍尔电流传感器，第二电流传感器采用磁通门式的霍尔电流传感器；或者第一电流传感器采用磁通门式的霍尔电流传感器，第二电流传感器采用磁饱和式的霍尔电流传感器。第一霍尔电流传感器与电池管理系统之间以及第二霍尔电流传感器与电池管理系统之间采用的数据传输方式不同，即第一数据传输通道传输的数据类型与第二数据传输通道传输的数据类型不同，例如第一数据传输通道传输的数据类型为数字量数据，第二数据传输通道传输的数据类型为模拟量数据；或者第一数据传输通道传输的数据类型为模拟量数据，第二数据传输通道传输的数据类型为数字量数据。第一电流传感器和第二电流传感器采用不同工作原理的霍尔电流传感器，并采用不同的数据传输方式将采集的电流数据传输至电池管理系统，避免第一电流传感器和第二电流传感器不会因同一外部干扰因素(EMI干扰、生产批次问题等)而导致同时失效，提高冗余等级。
本实施例中，第一电流传感器和第二电流传感器具有自诊断故障功能。在动力电池正常放电时，第一电流传感器采集的电流数据和第二电流传感器采集的电流数据均被传输至电池管理系统，电池管理系统的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)将第一电流传感器采集的电流数据与第二电流传感器采集的电流数据进行相互校验(例如判断两者采集的电流数据之间的偏差值是否超过预设阈值)，根据校验结果判断第一电流传感器和第二电流传感器是否发生故障，并根据第一电流传感器和第二电流传感器的自诊断故障列表确定数据采集故障或数据通信故障的类型，实现电流采集电路的故障诊断保护机制，避免由于通信故障导致电流传感器失效或由于数据采集故障导致电流传感器报出无效值，提高电流采集装置的安全性。第一电源驱动芯片和第二电源驱动芯片具有自诊断故障功能(例如Infineon(英飞凌)专用电源芯片、NXP(恩智浦)专用电源芯片)，第一电源驱动芯片和第二电源驱动芯片分别与电池管理系统连接，电池管理系统的MCU(例如NXP57XX系列MCU芯片)利用第一电源驱动芯片和第二电源驱动芯片的自诊断故障功能判断第一电流传感器和第二电流传感器的供电电路故障的类型，实现供电电路的故障诊断保护机制，避免由于供电故障导致电流传感器失效或报出无效值，提高电流采集装置的安全等级。
以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。
Claims (6)
1.一种动力电池电流采集装置，其特征在于，包括第一电流传感器和第二电流传感器；
所述第一电流传感器与动力电池的负极端连接，所述第二电流传感器与所述动力电池的正极端连接，所述第一电流传感器和所述第二电流传感器均用于采集所述动力电池的电流数据；
所述第一电流传感器通过第一数据传输通道将采集的电流数据传输到电池管理系统，所述第二电流传感器通过第二数据传输通道将采集的电流数据传输到所述电池管理系统。
2.根据权利要求1所述的动力电池电流采集装置，其特征在于，还包括第一电源驱动芯片和第二电源驱动芯片；
所述第一电源驱动芯片与所述第一电流传感器连接，用于为所述第一电流传感器单独供电；所述第二电源驱动芯片与所述第二电流传感器连接，用于为所述第二电流传感器单独供电。
3.根据权利要求2所述的动力电池电流采集装置，其特征在于，所述第一电流传感器和所述第二电流传感器均为霍尔电流传感器。
4.根据权利要求3所述的动力电池电流采集装置，其特征在于，所述第一电流传感器的精度高于所述第二电流传感器的精度。
5.根据权利要求1所述的动力电池电流采集装置，其特征在于，所述第一数据传输通道传输的数据类型与所述第二数据传输通道传输的数据类型不同；
所述第一数据传输通道传输的数据类型为数字量数据，所述第二数据传输通道传输的数据类型为模拟量数据，或者所述第一数据传输通道传输的数据类型为模拟量数据，所述第二数据传输通道传输的数据类型为数字量数据。
6.根据权利要求2所述的动力电池电流采集装置，其特征在于，所述第一电源驱动芯片和所述第二电源驱动芯片分别与所述电池管理系统连接，所述电池管理系统利用所述第一电源驱动芯片和所述第二电源驱动芯片的自诊断故障功能判断所述第一电流传感器和所述第二电流传感器的供电电路故障的类型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021850750.5U CN213544769U (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 动力电池电流采集装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202021850750.5U CN213544769U (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 动力电池电流采集装置 |
Publications (1)
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| CN213544769U true CN213544769U (zh) | 2021-06-25 |
Family
ID=76489872
Family Applications (1)
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| CN202021850750.5U Active CN213544769U (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 动力电池电流采集装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN213544769U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023106592A1 (ko) * | 2021-12-06 | 2023-06-15 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 상태 모니터링 장치 및 방법, 그리고 배터리 보호 장치 |
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2020
- 2020-08-28 CN CN202021850750.5U patent/CN213544769U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2023106592A1 (ko) * | 2021-12-06 | 2023-06-15 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 상태 모니터링 장치 및 방법, 그리고 배터리 보호 장치 |
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