本发明专利技术公开了一种基于分流器的电流测量装置及电流测量方法，电流测量装置包括信号转换模块和与信号转换模块相连的控制器单元；信号转换模块包括分流器电压采集电路和温度传感器；分流器电压采集电路与分流器相连，分流器电压采集电路适于采集通过分流器的采样电流信号，并将采集到的采样电流信号转换为采样电压信号，输出至控制器单元；所述温度传感器适于设置在分流器上，并将温度传感器采集的采样信号输出至控制器单元；控制器单元适于根据反馈的采样电流信号和采样信号生成实际所测分流器的电流值。本发明专利技术不仅具有数字化采集的优势，能够提高其抗干扰能力，而且能针对温度变化而及时地对输出数据进行校正，从而减小了测量误差，提高了测量精度。
【技术实现步骤摘要】
基于分流器的电流测量装置及电流测量方法
本专利技术涉及一种基于分流器的电流测量装置及电流测量方法。
技术介绍
目前，随着新能源汽车的使用越来越广泛，电池储能系统作为其主要动力源，如何更精确地监测电池工作过程中各项指标的变化已经成为新能源技术发展的主要方向；然而电池储能系统中荷电状态参数SOC、最大输出功率SOP和电池寿命SOH等多项关键指标都是以电流测量作为其运算输入量，因此，提高电池储能系统工作电流的测量精度有着十分重要的意义。电池储能系统中通常采用霍尔元件作为电流测量的前端传感器，虽然它具有良好的电气隔离特性以及测量范围宽广的特点，但是，霍尔传感器存在体积大而不利于系统结构轻量化的缺点，并且霍尔传感器有磁饱和特点而导致大电流测量的非线性误差增大。由于霍尔传感器存在一些无法克服的缺点，现在许多电流测量方案中开始考虑采用性价比高、测量精度高的分流器电阻作为电流传感器；基于欧姆定律，分流器电阻将通过它的电流信号转换成电压信号，由于分流器电阻作为一种线性元件，其输出电压信号线性度良好，并且信号带宽很大。现有的基于分流器的电流测量装置，通常是采用线性隔离光耦器件去收集分流器两端的电压信号的应用方案，该方案中采集电路与分流器之间存在冗长的信号线束用于传输，同时，采集电路中隔离线性光耦器件存在输入范围窄、分辨率低的特点，导致现有装置的测量精度很低；并且由于分流器电阻通过电流时会自发产生热量，当环境温度升高或者器件本身散热不充分时，将导致分流器电阻温度急剧升高，从而使得分流器电阻的阻值发生变化，加之现有的基于分流器的电流测量装置没有考虑温度补偿的应用，从而导致测量误差增大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于分流器的电流测量装置，它不仅具有数字化采集的优势，能够提高其抗干扰能力，解决传统方法中采样信号线路冗长而引入电磁干扰，导致测量精度很低的缺点，而且能针对温度变化而及时地对输出数据进行校正，从而减小了测量误差，提高了测量精度。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种基于分流器的电流测量装置，它包括：信号转换模块和与信号转换模块相连的控制器单元；其中，所述信号转换模块包括分流器电压采集电路和温度传感器；所述分流器电压采集电路与分流器相连，所述分流器电压采集电路适于采集通过分流器的采样电流信号，并将采集到的采样电流信号转换为采样电压信号，输出至控制器单元；所述温度传感器适于设置在分流器上，并将温度传感器采集的采样信号输出至控制器单元；所述控制器单元适于根据反馈的采样电流信号和采样信号生成实际所测分流器的电流值。进一步为了使其具有高压隔离优势，解决传统方法中无法使用低压设备监控高压回路状态的缺点，同时也提高了低压设备的绝缘耐压能力，基于分流器的电流测量装置还包括：与控制器单元相连的信号隔离电路，所述信号隔离电路适于将控制器单元生成的电流值信号进行隔离转换后输出。所述分流器电压采集电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、运算放大器；其中，所述第一电阻的一端与所述分流器的输出端相连，所述第一电阻的另一端与运算放大器的反相端相连；所述第二电阻的一端与所述运算放大器的反相端相连，所述第二电阻的另一端与所述运算放大器的输出端相连；所述第三电阻的一端与所述分流器的输入端相连，所述第三电阻的另一端与所述运算放大器的同相端相连；所述第四电阻的一端作为输入参考电压的参考电压输入端，所述第四电阻的另一端与所述运算放大器的同相端相连；所述运算放大器的输出端与所述控制器单元相连。进一步，基于分流器的电流测量装置还包括适于外接外部电源的隔离电源，所述隔离电源与信号转换模块相连，所述隔离电源适于为信号转换模块提供参考电压。进一步，基于分流器的电流测量装置还包括适于外接外部电源的隔离电源，所述隔离电源分别与信号转换模块和控制器单元相连，所述隔离电源适于为信号转换模块和控制器单元提供工作电源。进一步，所述信号隔离电路适于通过串行通信接口与控制器单元相连。进一步，所述温度传感器贴装于分流器电阻表面。本专利技术还提供了一种基于分流器的电流测量方法，方法的步骤中包括：采集分流器工作时通过分流器的采样电流信号和分流器温度对应的采样信号；根据采样电流信号和采样信号生成实际所测分流器的电流值。进一步，方法基于上述基于分流器的电流测量装置实施得到；并且根据采样电流信号和采样信号生成实际所测分流器的电流值信号基于一温度补偿算法实施，温度补偿算法包括：根据温度传感器输出的采样信号的采样值RNTC通过公式(a)计算当前分流器的温度值T；通过公式(b)计算当前分流器的电阻值Rs；通过公式(c)计算实际所测分流器的电流值Ii；其中，Rs＝R0+Cdrift(T-273.15)×R0(b)Cdrift为温漂系数，Vref为第四电阻的一端输入的参考电压，V1为采样电流信号的采样值，参数C1、C2、和C3是Steinhart-Hart公式的常量参数，T为开式温标，lnRNTC为采样值RNTC的自然对数，R0为分流器在外部温度25℃时所对应的标准电阻值，R1为第一电阻的电阻值；R2为第二电阻的电阻值，R3为第三电阻的电阻值，R4为第四电阻的电阻值，并且采用了上述技术方案后，本专利技术适用于电动汽车动力电池系统内部电流测量应用，相对于现有的电流测量装置，本专利技术具有以下优点：1.本专利技术采用高压隔离的架构，解决了传统方法中无法使用低压设备监控高压回路状态的缺点，同时也提高了低压设备的绝缘耐压能力。2.本专利技术实现了电流测量的数字化改进，提高了测量装置的抗干扰能力，解决了传统方法中采样信号线路冗长而引入电磁干扰，导致测量精度很低的缺点。3.本专利技术实现了温度补偿功能，解决了传统方法中测量装置因温度变化而引起测量误差增大的缺点。附图说明图1为本专利技术实施例的基于分流器的电流测量装置的原理框图。具体实施方式为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例的基于分流器的电流测量装置的原理框图。参见图1所示，一种基于分流器的电流测量装置，它包括：信号转换模块1和与信号转换模块1相连的控制器单元2；其中，所述信号转换模块1包括分流器电压采集电路11和温度传感器12；所述分流器电压采集电路11与分流器10相连，所述分流器电压采集电路11适于采集通过分流器10的采样电流信号，并将采集到的采样电流信号转换为采样电压信号，输出至控制器单元2；所述温度传感器12适于设置在分流器10上，并将温度传感器采集的采样信号输出至控制器单元2；所述控制器单元2适于根据反馈的采样电流信号和采样信号生成实际所测分流器的电流值。另外为了使电流测量装置具有高压隔离优势，解决传统方法中无法使用低压设备监控高压回路状态的缺点，同时也提高了低压设备的绝缘耐压能力，进一步地，基于分流器的电流测量装置还包括：与控制器单元2相连的信号隔离电路31，所述信号隔离电路31适于将控制器单元2生成的电流值信号进行隔离转换后输出；具体地，信号隔离电路31的输出端适于连接外部测量系统6，所述信号隔离电路31适于将控制器单元2生成的电流值信号进行隔离转换后输出至外部测量系统6，外部测量系统6为本领域技术人员的惯常手段，本实施例不做赘述。具体地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于分流器的电流测量装置，其特征在于，它包括：信号转换模块(1)和与信号转换模块(1)相连的控制器单元(2)；其中，所述信号转换模块(1)包括分流器电压采集电路(11)和温度传感器(12)；所述分流器电压采集电路(11)与分流器(10)相连，所述分流器电压采集电路(11)适于采集通过分流器(10)的采样电流信号，并将采集到的采样电流信号转换为采样电压信号，输出至控制器单元(2)；所述温度传感器(12)适于设置在分流器(10)上，并将温度传感器采集的采样信号输出至控制器单元(2)；所述控制器单元(2)适于根据反馈的采样电流信号和采样信号生成实际所测分流器的电流值。
【技术特征摘要】
1.一种基于分流器的电流测量装置，其特征在于，它包括：信号转换模块(1)和与信号转换模块(1)相连的控制器单元(2)；其中，所述信号转换模块(1)包括分流器电压采集电路(11)和温度传感器(12)；所述分流器电压采集电路(11)与分流器(10)相连，所述分流器电压采集电路(11)适于采集通过分流器(10)的采样电流信号，并将采集到的采样电流信号转换为采样电压信号，输出至控制器单元(2)；所述温度传感器(12)适于设置在分流器(10)上，并将温度传感器采集的采样信号输出至控制器单元(2)；所述控制器单元(2)适于根据反馈的采样电流信号和采样信号生成实际所测分流器的电流值。2.根据权利要求1所述的基于分流器的电流测量装置，其特征在于，它还包括：与控制器单元(2)相连的信号隔离电路(31)，所述信号隔离电路(31)适于将控制器单元(2)生成的电流值信号进行隔离转换后输出。3.根据权利要求1所述的基于分流器的电流测量装置，其特征在于：所述分流器电压采集电路(11)包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、运算放大器；其中，所述第一电阻的一端与所述分流器的输出端相连，所述第一电阻的另一端与运算放大器的反相端相连；所述第二电阻的一端与所述运算放大器的反相端相连，所述第二电阻的另一端与所述运算放大器的输出端相连；所述第三电阻的一端与所述分流器的输入端相连，所述第三电阻的另一端与所述运算放大器的同相端相连；所述第四电阻的一端作为输入参考电压的参考电压输入端，所述第四电阻的另一端与所述运算放大器的同相端相连；所述运算放大器的输出端与所述控制器单元(2)相连。4.根据权利要求3所述的基于分流器的电流测量装置，其特征在于：它还包括适于外接外部电源(5)的隔离电源(41)，所述隔离电源(41)与信号转换模块(1)相连，所述隔离电源(41)适于为信号转换模块(1)提供参...
【专利技术属性】
技术研发人员：阳威，杨锡旺，
申请(专利权)人：常州索维尔电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。