CN220040564U - 分流器、用电设备及其储能设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种分流器、用电设备及其储能设备。其中，分流器包括电流感测件、存储模块、采样模块和主控模块。采样模块与电流感测件电连接，主控模块具有用于接入外部终端的通信端，主控模块分别与采样模块和存储模块电连接。本实用新型提高了分流器检测的精确性和稳定性。

Description

分流器、用电设备及其储能设备

技术领域

本实用新型涉及分流器技术领域，特别涉及一种分流器、用电设备及其储能设备。

背景技术

分流器往往串联设置于待测回路中以用于检测待测回路上流过的电流，并将检测结果输出至外部终端，以使外部终端根据检测结果和分流器内的电流感测件的阻值确定当前待测回路上流过的电流值。

但是，本申请的发明人发现了以下问题：在实际分流器生产的时候，每一分流器内的电流感测件的都会存在不同的工艺差异，这就导致每一电流感测件的特性存在着差异，比如不同的电流感测件，其实际阻值会有一定的偏差。但是外部终端在计算当前流过待测回路的时候，往往采用的是电流感测件的理论阻值，这就会最终导致计算得到的电流值和实际电流值产生偏差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种分流器，旨提高在新能源汽车中采用分流器检测电流的精确性。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种分流器，所述分流器包括：

电流感测件；

存储模块，用于存储预设标定参数；

采样模块，所述采样模块与所述电流感测件电连接，并用于采集所述电流感测件上的电压后输出相应的电压采集信号；

主控模块，所述主控模块具有用于接入外部终端的通信端，所述主控模块分别与所述采样模块和所述存储模块电连接，并用于根据所述预设标定参数和所述电压采集信号，经所述通信端输出相应的电流采集信号至外部终端。

可选的，所述采样模块包括：

模数转换模块，所述模数转换模块与所述电流感测件电连接，所述模数转换模块用于检测所述电流感测件上至少一端的电压，并将采集到的至少一个电压信号经过模数转换后输出至所述主控模块；

其中，所述电压采集信号包括至少一个所述电压信号。

可选的，所述采样模块还包括：

分压电路，所述分压电路串联在所述模数转换模块和所述电流感测件之间的通路上，并用于将所述电流感测件上至少一端的电压按照预设分压比进行分压后输出至所述模数转换模块的输入端。

可选的，所述采样模块还包括：

差放模块，所述差放模块分别与所述电流感测件的两端电连接，并用于将采集到的所述电流感测件两端的电压进行作差放大后输出所述电压采集信号；

模数转换模块，所述模数转换模块的输入端与所述差放模块电连接，所述模数转换模块的输出端和所述主控模块电连接，所述模数转换模块用于将所述电压采集信号进行模数转换后输出至所述主控模块。

可选的，所述模数转换模块与所述主控模块集成在同一集成芯片内。

可选的，所述存储模块与所述主控模块集成在同一集成芯片内。

可选的，所述分流器还包括：

温度检测模块，所述温度检测模块与所述主控模块电连接；所述温度检测模块用于检测所述电流感测件的温度，并输出相应的温度检测信号；

所述主控模块，用于根据所述温度检测信号、所述预设标定参数和所述电压采集信号，经所述通信端输出相应的电流采集信号至外部终端。

可选的，所述分流器还包括：

至少一个采样输出端；其中，所述采样输出端与所述电流感测件电连接，并用于接入外部终端，以及用于采集电流感测件上的电压并输出。

本实用新型还提出了一种用电设备，包括如上述任一项所述的分流器。

本实用新型还提出了一种储能设备，包括如上述任一项所述的分流器。

本实用新型提出了一种分流器，分流器包括电流感测件、存储模块、采样模块和主控模块。其中，存储模块用于存储预设标定参数，采样模块用于采集电流感测件上的电压后输出相应的电压采集信号，主控模块用于根据电流感测件的预设标定参数和电压采集信号，经通信端输出相应的电流采集信号至外部终端。如此，在实际应用中，分流器的生产厂商只需要在每一分流器中的电流感测件下产线时，对其进行标定，以获取其对应的预设标定参数并存储在存储模块内。那么在分流器设置在待测回路内时，主控模块便能够读取存储模块内所存储的预设标定参数，并根据预设标定参数和电压采集信号，计算得到最终流过电流感测件上的电流并输出，从而有效地提高了分流器检测电流的精确性。同时，由于分流器内部就能够直接根据上述过程完成对待测回路内的电流的检测和计算，因此与其电连接的外部终端也不需要根据接入的分流器内的电流感测件特性的不同设置不同的程序，从而提高了用户使用分流器检测电流的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型分流器一实施例的电路模块示意图；

图2为本实用新型分流器另一实施例的电路模块示意图；

图3为本实用新型分流器又一实施例的电路模块示意图；

图4为本实用新型分流器还一实施例的电路模块示意图；

图5为本实用新型分流器再一实施例的电路模块示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	电流感测件	20	采样模块
30	主控模块	40	存储模块
				50	温度检测模块	21	模数转换模块
22	分压电路	23	差放模块

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

分流器往往串联设置于待测回路中以用于检测待测回路上流过的电流，并将检测结果输出至外部终端，以使外部终端根据检测结果和分流器内的电流感测件的阻值确定当前待测回路上流过的电流值。

但是，本申请的发明人发现了以下问题：在实际分流器生产的时候，每一分流器内的电流感测件的都会存在不同的工艺差异，这就导致每一电流感测件的特性存在着差异，比如不同的电流感测件，其实际阻值会有一定的偏差。但是外部终端在计算当前流过待测回路的时候，往往采用的是电流感测件的理论阻值，这就会最终导致计算得到的电流值和实际电流值产生偏差。

为此，参考图1，在本实用新型一实施例中，分流器包括：

电流感测件10；

存储模块40，用于存储预设标定参数；

采样模块20，采样模块20与电流感测件10电连接，并用于采集电流感测件10上的电压后输出相应的电压采集信号；

主控模块30，主控模块30具有用于接入外部终端的通信端，主控模块30分别与采样模块20和存储模块40电连接，并用于根据预设标定参数和电压采集信号，经通信端输出相应的电流采集信号至外部终端。

在本实施例中，可选的，电流感测件10可以采用至少一个电流感测电阻来实现，例如合金电阻，电流感测电阻可以直接通过焊接的方式串联在待测回路中；可选的，电流感测件10还可以采用至少一个电流感测电阻以及与电流感测电阻连接的导电件来实现，例如在一个合金电阻的两侧设置有用于导电和/或与待测回路中的对应连接端固定的铜排，采样模块20用于采集合金电阻上的电压并输出。

在本实施例中，可选的，采样模块20、存储模块40和主控模块30等电路模块可以直接设置在分流器的表面，例如电流感测电阻的封装壳体上。可选的，采样模块20、存储模块40和主控模块30等电路模块还可以设置在分流器的内部，例如在分流器的内部设置有电路板，并在电路板上设置上述电路模块，采样模块20可以通过电连接线或者是通过电路板与电流感测件10建立电连接。可以理解的是，在本实施中，封装壳体上可以对应主控模块30的通信端对应设置有开口，以供外部终端接入主控模块30的通信端。

在本实施例中，存储模块40可以采用闪存芯片、EEPROM芯片等存储芯片来实现。在每一分流器中的电流感测件10刚下产线时，厂商都会对其进行标定，以确定其对应的预设标定参数，包括电流感测件10的实际阻值、阻值-温度变化曲线等等，并将每一电流感测件10的上述预设标定参数存储在其对应的分流器的存储模块40内。可以理解的，为了保证分流器使用的可靠性和安全性，存储模块40还可以采用加密芯片来实现，由分流器的生产厂商提供给新能源汽车的生产厂商对应的解密算法，从而保证加密芯片内的预设标定参数不会被恶意改写。

在本实施例中，可选的，在一实施例中，参考图2，采样模块20包括：

模数转换模块21，模数转换模块21与电流感测件10电连接，模数转换模块21用于检测电流感测件10上至少一端的电压，并将采集到的至少一个电压信号经过模数转换后输出至主控模块30；

其中，电压采集信号包括至少一个电压信号。

在本实施例中，模数转换模块21可以采用ADC(Analog-to-Digital Converter模数转换器)转换芯片来实现。可以理解的是，在实际应用中，电流感测件10的一端可能直接与待测回路的电源正极端或电源负极端电连接，所以此时可以通过模数转换模块21采集电流感测件10另一端的电压，便能够使外部终端最终确认实际的电压。同理，若电流感测件10的两端均与其他待测回路中的元器件连接，亦或者为了提高检测精度，以排除电流感测件10的一端和电源正极端或电源负极端之间的连接阻抗的影响，可以通过模数转换模块21采集电流感测件10的两端的电压，并将采集到的电压信号转换为数字信号后输出至主控模块30。

可以理解的是，模数转换模块21的数量可以为多个，例如对于电流感测件10的一端来说，可以设置有多个模数转换模块21同时采集该端的电压，并输出多个为数字信号的电压信号，以使后端的主控模块30能够根据多个模数转换模块21传来的多个电压信号和预设计算方法，例如加权计算、平均计算等，更加精确地计算出电流感测件10上的电压，从而提高电流检测的精度。

需要理解的是，在部分地待测电路中，其电压等级可能比较高，例如分流器用于检测车载动力电池组的输出/输入的电流，而车载动力电池组的电压为400V。此时，模数转换模块21的输入端可能无法承受那么高的电压。

为此，在一实施例中，采样模块20还包括：

分压电路22，分压电路22串联在模数转换模块21和电流感测件10之间的通路上，并用于将电流感测件10上至少一端的电压按照预设分压比进行分压后输出至模数转换模块21的输入端。

在本实施例中，分压电路22可以采用两个串联的第一电阻和第二电阻来实现，第一电阻的第一端用于与电流感测件10的一端电连接，第二电阻的第二端接地，第一电阻和第二电阻的连接端与模数转换模块21的输入端电连接。预设分压比为第一电阻和第二电阻的阻值比，例如第一电阻为200Ω，第二电阻为100Ω，那么预设分压比为1/3，即电流感测件10的一端的电压会除以三后再输出至模数转换模块21的输入端。具体地，以图3中模数转换模块21检测电流感测件10两端的电压为例进行说明，分压电路22包括第一分压电路22和第二分压电路22，第一分压电路22的输入端与电流感测件10的第一端电连接，第一分压电路22的输出端和模数转换模块21的第一输入端电连接，第二分压电路22的输入端与电流感测件10的第二端电连接，第二分压电路22的输出端和模数转换模块21的第二输入端电连接。可以理解的是，预设分压比也可以存储在存储模块40内，主控模块30在接收到模数转换模块21输出的信号后，可以根据预设分压比，确认当前电流感测件10两端的电压，进而确定电流感测件10上的电压。

可选的，在另一实施例中，参考图4，采样模块20还包括：

差放模块23，差放模块23分别与电流感测件10的两端电连接，并用于将采集到的电流感测件10两端的电压进行作差放大后输出电压采集信号；

模数转换模块21，模数转换模块21的输入端与差放模块23电连接，模数转换模块21的输出端和主控模块30电连接，模数转换模块21用于将电压采集信号进行模数转换后输出至主控模块30。

在本实施例中，模数转换模块21可以采用上述实施例中的器件来实现，差放模块23可以采用差分放大器来实现，差分放大器可以直接将采集到的电流感测件10两端的电压进行作差放大后输出电压采集信号至模数转换模块21，以使模数转换模块21将电压采集信号进行模数转换后输出。电压采集信号的电压为电流感测件10上的电压按照预设放大倍数进行放大后的电压。放大倍数可以由研发人员对差分放大器的选型来决定，例如研发人员需要放大倍数为10倍的，那么就会选用放大倍数为10倍的差分放大器来实现。可以理解的是，预设放大倍数也可以提前存储在存储模块40内。如此，主控模块30在接收到经过模数转换的电压采集信号后，可以根据存储模块40内的预设放大倍数，直接确认当前电流感测件10上的电压。

可以理解的是，在实际应用中，模数转换模块21可以与主控模块30集成在同一集成芯片内，从而有效地减小分流器内的电路布线面积，提高分流器的集成度。

在本实施例中，主控模块30可以采用主控制器来实现，例如MCU、DSP(DigitalSignal Process，数字信号处理芯片)、FPGA(Field Programmable Gate Array，可编程逻辑门阵列芯片)、PLC、SOC(System On Chip，系统级芯片)等。主控制器内部可以集成有接口模块，接口模块的通信端即为主控模块30用于接入外部终端的通信端，接口模块可以为串口信号收发模块，例如I2C接口模块，SPI接口模块，也可以为总线信号收发模块，例如CAN通信模块、LIN通信模块等。主控模块30的通信端根据其内接口模块的类型进行设置，例如若其内的接口模块为CAN模块，那么通信端就包括CAN模块上的CAN-H和CAN-L两个端。

主控模块30会读取存储模块40内的存储的预设标定参数，并根据预设标定参数确定当前电流感测件10的实际阻值，在根据电压采集信号确定了电流感测件10上的电压后，便会将电流感测件10的电压除以实际阻值，以得到流过电流感测件10上的电流值，即得到待测回路上的电流值。然后会输出表征了该电流值的电流采集信号经通信端输出至外部终端，例如汽车中的整车控制器，电池模块内的BMS(Battery Management System电池管理系统)控制器。如此，在实际应用中，在分流器设置在待测回路内时，主控模块30便能够读取存储模块40内所存储的预设标定参数，并根据预设标定参数和电压采集信号，计算得到最终流过电流感测件10上的电流并输出，从而有效地提高了分流器检测电流的精确性。同时，由于分流器内部就能够直接根据上述过程完成对待测回路内的电流的检测和计算，因此与其电连接的外部终端也不需要根据接入的分流器内的电流感测件10特性的不同设置不同的程序，从而提高了用户使用分流器检测电流的便利性。

此外，可以理解的是存储模块40也可以与主控模块30集成在同一集成芯片内，从而有效地减小分流器内的电路布线面积，提高分流器的集成度。

此外，可以理解的是，分流器还包括：至少一个采样输出端；其中，采样输出端与电流感测件10电连接，并用于接入外部终端，以及用于采集电流感测件10上的电压并输出。

其中，采样输出端可以采用焊盘、探头、接口等形式来实现，采样输出端直接与电流感测件10的一端连接，从而直接将电流感测件10一端的电压信号输出至外部终端，具体地，采样输出端可以通过硬线与外部终端建立电连接通路，以将电流感测件10一端的电压信号经硬线直接输出至外部终端。如此，在外部终端发现主控模块30故障或者是异常时，还能够根据采样输出端输出的电压信号，确定当前电流感测件10上的实际电压，进而计算得到待测回路上的流过的电流值。通过上述设置，有效地提高了本实用新型分流器的冗余能力，进而更进一步保证了在新能源汽车中采用分流器检测电流的可靠性。

本实用新型提出了一种分流器，分流器包括电流感测件10、存储模块40、采样模块20和主控模块30。其中，存储模块40用于存储预设标定参数，采样模块20用于采集电流感测件10上的电压后输出相应的电压采集信号，主控模块30用于根据电流感测件10的预设标定参数和电压采集信号，经通信端输出相应的电流采集信号至外部终端。如此，在实际应用中，分流器的生产厂商只需要在每一分流器中的电流感测件10下产线时，对其进行标定，以获取其对应的预设标定参数并存储在存储模块40内。那么在分流器设置在待测回路内时，主控模块30便能够读取存储模块40内所存储的预设标定参数，并根据预设标定参数和电压采集信号，计算得到最终流过电流感测件10上的电流并输出，从而有效地提高了分流器检测电流的精确性。同时，由于分流器内部就能够直接根据上述过程完成对待测回路内的电流的检测和计算，因此与其电连接的外部终端也不需要根据接入的分流器内的电流感测件10特性的不同设置不同的程序，从而提高了用户使用分流器检测电流的便利性。

需要理解的是，由于分流器直接串联在待测回路中，若待测回路上流过的电流较高，那么电流感测件10自身的温度也会逐渐升高，此时电流感测件10的阻值也会有变化，若主控模块30不清楚当前的电流感测件10中的阻值因为其温度变化而变化了，那么会最终计算得到错误的电流结果。

为此，参考图5，在本实用新型一实施例中，分流器还包括：

温度检测模块50，所述温度检测模块50与所述主控模块30电连接；所述温度检测模块50用于检测所述电流感测件10的温度，并输出相应的温度检测信号；

所述主控模块30，用于根据所述温度检测信号、所述预设标定参数和所述电压采集信号，经所述通信端输出相应的电流采集信号至外部终端。

在本实施例中，可选的，温度检测模块50可以采用数字温度传感器来实现。数字温度传感器在检测当前电流感测件10上的温度后，会以数字信号形式输出相应的温度检测信号至主控模块30，以使主控模块30根据温度检测信号确定当前电流感测件10的温度值。可选的，温度检测模块50还可以采用热敏器和一固定阻值的电阻组成的分压电路22来实现，例如NTC电阻和一固定阻值的电阻串联组成的分压电路22来实现。电阻与一提供供电电压的电源端电连接，NTC电阻和固定阻值的电阻将供电电压进行分压后输出至主控模块30，即输出温度检测信号至主控模块30，主控模块30的模数转换端口在接收到温度检测信号后，会根据温度检测信号的电压值、供电电压值以及固定阻值，计算得到NTC电阻的阻值，进而再根据预存的NTC电阻的阻值-温度映射表，确定当前电流感测件10的温度。

可以理解的是，温度检测模块50的数量可以为多个，并且分别设置在不同的位置上，例如分流器内的电流感测件10包括电流感测电阻和设置电流感测电阻两端的铜排，温度检测模块50可以设置在电流感测电阻上，以及靠近电流感测电阻两端的铜排上，以使主控模块30可以根据多个温度检测信号和预设的计算策略，例如按比例加权、平均算法等最终计算得到实际的电流感测电阻的温度，从而提高了最终电流计算的精确性。

在主控模块30确定了当前电流感测件10的温度以后，还可以从存储模块40内读取到的预设标定参数中获取当前电流感测件10的温度-阻值变化曲线，以获取电流感测件10在当前温度下的实际阻值，再根据电压采集信号，结合上述实施例过程，计算得到当前电流感测件10上流过的电流值，再将该电流值以数字信号形式经通信端输出相应的电流采集信号至外部终端。如此，在实际应用中，能够根据电流感测件10的温度，实时确认电流感测件10的实际阻值，从而有效地提高了分流器检测电流的精确度。

本实用新型还提出了一种用电设备，包括如上述任一项的分流器。

在本实施例中，用电设备可以为新能源汽车、家用电器等。

值得注意的是，由于本实用新型用电设备基于上述的分流器，因此，本实用新型用电设备的实施例包括上述分流器全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

本实用新型还提出了一种储能设备，包括如上述任一项的分流器。

在本实施例中，储能设备可以为电池模块、户外电源模块等。

值得注意的是，由于本实用新型储能设备基于上述的分流器，因此，本实用新型储能设备的实施例包括上述分流器全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述内容仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种分流器，其特征在于，所述分流器包括：

电流感测件；

存储模块，用于存储预设标定参数；

采样模块，所述采样模块与所述电流感测件电连接，并用于采集所述电流感测件上的电压后输出相应的电压采集信号；

主控模块，所述主控模块具有用于接入外部终端的通信端，所述主控模块分别与所述采样模块和所述存储模块电连接，并用于根据所述预设标定参数和所述电压采集信号，经所述通信端输出相应的电流采集信号至外部终端。

2.如权利要求1所述的分流器，其特征在于，所述采样模块包括：

模数转换模块，所述模数转换模块与所述电流感测件电连接，所述模数转换模块用于检测所述电流感测件上至少一端的电压，并将采集到的至少一个电压信号经过模数转换后输出至所述主控模块；

其中，所述电压采集信号包括至少一个所述电压信号。

3.如权利要求2所述的分流器，其特征在于，所述采样模块还包括：

分压电路，所述分压电路串联在所述模数转换模块和所述电流感测件之间的通路上，并用于将所述电流感测件上至少一端的电压按照预设分压比进行分压后输出至所述模数转换模块的输入端。

4.如权利要求1所述的分流器，其特征在于，所述采样模块还包括：

差放模块，所述差放模块分别与所述电流感测件的两端电连接，并用于将采集到的所述电流感测件两端的电压进行作差放大后输出所述电压采集信号；

模数转换模块，所述模数转换模块的输入端与所述差放模块电连接，所述模数转换模块的输出端和所述主控模块电连接，所述模数转换模块用于将所述电压采集信号进行模数转换后输出至所述主控模块。

5.如权利要求2-4任一项所述的分流器，其特征在于，所述模数转换模块与所述主控模块集成在同一集成芯片内。

6.如权利要求1-4任一项所述的分流器，其特征在于，所述存储模块与所述主控模块集成在统一集成芯片内。

7.如权利要求1-4任一项所述分流器，其特征在于，所述分流器还包括：

温度检测模块，所述温度检测模块与所述主控模块电连接；所述温度检测模块用于检测所述电流感测件的温度，并输出相应的温度检测信号；

所述主控模块，用于根据所述温度检测信号、所述预设标定参数和所述电压采集信号，经所述通信端输出相应的电流采集信号至外部终端。

8.如权利要求1-4任一项所述的分流器，其特征在于，所述分流器还包括：

至少一个采样输出端；其中，所述采样输出端与所述电流感测件电连接，并用于接入外部终端，以及用于采集电流感测件上的电压并输出。

9.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的分流器。

10.一种储能设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的分流器。