用于监控可电驱动的前进设备的电流轨中的电流的传感器组件和电池监控控制器制造技术

本发明专利技术提及传感器组件，电池监控控制器，组件和前进设备。该传感器组件用于监控可电驱动的前进设备的流过电流轨的电流。霍尔传感器和分流器借助固定器件彼此固定并且将模拟电压信号或经脉冲宽度调制的信号传导到电池监控控制器上。电池监控控制器包括：分析处理单元，模拟数字转换器，数字输入端，第一输入端和第二输入端，第一输入端设置用于接收模拟的电压信号并将其传导到模拟数字转换器上，第二输入端设置用于接收脉冲宽度调制的信号并将其传导到数字输入端上，分析处理单元设置用于接收模拟数字转换器的输出信号和经脉冲宽度调制的信号并且根据这两种信号求取电流。

A sensor module and a battery monitor controller used to monitor the current in a current rail of an electrically driven forward device

The invention refers to sensor components, battery monitoring controllers, components and forward equipment. The sensor module is used to monitor the current of the current rail passing through the electric drive forward equipment. Holzer sensors and shunts are fixed to each other by means of fixed devices, and the analog voltage signals or pulse width modulated signals are transmitted to the battery monitoring controller. The battery monitoring controller includes: analysis of processing unit, analog to digital converter, digital input, a first input and a second input, the first input end is provided for receiving analog voltage signal and its transmission to the analog to digital converter, the second input end is provided for receiving a pulse width modulated signal and its transmission to the digital input on the analysis processing unit is provided for receiving analog digital converter output signal and the signal pulse width modulation and obtained according to the current of the two signals.

【技术实现步骤摘要】
用于监控可电驱动的前进设备的电流轨中的电流的传感器组件和电池监控控制器
本专利技术涉及一种电池监控控制器，一种传感器结构组，一种包括传感器结构组和电池监控控制器的组件和一种前进设备，借助所述传感器结构组可以简单地且低成本地监控可电驱动的前进设备的电流轨中的电流。
技术介绍
在未来的高伏(HV)电池系统中，高伏电流测量与OBDII相关，即，电流测量值必须以足够的精度进行合理性检验。同样从根据ASILC的分类中给出用于未来电池系统中的功能安全性的ISO26262。在现有技术中已知与OBDII相关的电池系统，该电池系统借助基于分流器的测量方法以及借助基于霍尔效应的测量方法在高伏电流方面进行测量。同样已知的是Isabellenhütte公司的组合式分流器/霍尔传感器，该组合式分流器/霍尔传感器设计有总线接口(LIN)(参见网址https://www.google.de/url？sa＝t&rct＝j&q＝&esrc＝s&source＝web&cd＝1&ved＝0ahUKEwjN4_CEw4HOAhUmOsAKHU69AmYQFggeMAA&url＝http％3A％2F％2Fwww.isabellenhuette.de％2Fuploads％2Fmedia％2FPM_Isabellenh％25C3％25BCtte_ICB-M_DEU.docx&usg＝AFQjCNE01bnLR4zMXNmt8Ulv463qdySuKQ&cad＝rja)。也已知具有两个(相同的)霍尔传感器的系统设计。具有两个分开的传感器的系统在安装方面是费事的，但通过总线接口集成到车辆车载电路中的、一体的结构组意味着在系统集成方面的限制和高的制造成本。此外，使用两个霍尔传感器显示出以下缺点：电流测量的精度不足。EP2942631A1公开具有微处理器的混合式电流传感器组件。霍尔传感器和分流器设置用于冗余的电流测量。微处理器与分流器电连接并且设置用于测量电流轨中的电流，该电流流过被引导通过结构组的导体。DE102011082937A1公开一种电池管理系统，在该电池管理系统中，在控制器的高伏侧以及在控制器的低伏侧在冗余的两个微控制器中对电池单体监控回路(CSC)的数据进行分析处理和相互比较。为此，第一(低伏侧的)微控制器与霍尔传感器连接并且第二(高伏侧的)微控制器与分流器(电阻)连接。迄今已试验过：在基于软件的解决方案的基础上实现对电流测量的合理性检验。然而，所要求的精度不满足根据OBDII许可或者加利福利亚联邦局(CARB)许可的要求或者说不满足按照ASILC实施的要求。CARB要求所有促动器和传感器的明确的诊断。较低的精度也可能限制允许的电有效范围。
技术实现思路
本专利技术的任务是：消除或者减轻在现有技术中出现的缺点。根据本专利技术，前面鉴别出的任务通过用于监控可电驱动的前进设备的电流轨中的电流的传感器结构组来解决。该电流轨例如可以是建立通到牵引机器的电流的电流轨。传感器结构组包括霍尔传感器和分流器，用于测量电流。分流器具有第一输出端，分流器能够通过该第一输出端输出与电流相应的输出参数(例如模拟电压信号)。霍尔传感器具有第二输出端，该第二输出端能够输出与电流相应的例如经脉冲宽度调制的信号。设置有固定器件，用于将霍尔传感器和分流器固定在电流轨上。在这里，尤其限定与电流轨表面的、预先限定的距离。即，如前述那样构型的传感器结构组能够借助测量原理不同的两个电流传感器测量电流并且相互独立地输出电流信号。在所述传感器结构组中，至少没有为了分析处理分流器和霍尔传感器的输出信号而设置分析处理单元。因此，所述传感器结构组可以非常低成本地并且稳健地构型。因此，所述传感器结构组可以布置在前进设备中的以下位置上，这些位置由安装空间决定地不适用于现有技术中已知的组件或者在振动技术上对于已知的传感器结构组而言是有问题的。从属权利要求示出本专利技术的优选的扩展方式。霍尔传感器、分流器和固定器件可以布置在壳体上或者在壳体中，该壳体在其外侧上具有第一输出端、第二输出端和固定器件。第一输出端和第二输出端可以构型为插头触点。尤其可以设置机械元件，用于防止在第一输出端和第二输出端上的不经意的松脱。在此，所述壳体例如起霍尔传感器和电流轨之间的间距保持件的功能。根据本专利技术的第二方面，提出电池监控控制器(在现有技术中也称作电池管理控制器，BMC)，该电池监控控制器包括分析处理单元(例如微控制器)、模拟数字转换器、数字输入端、第一输入端和第二输入端。电池监控控制器设置用于与根据所述的本专利技术第一方面的传感器结构组共同作用：第一输入端设置用于接收模拟电压信号(例如根据所述的本专利技术第一方面的传感器结构组的分流器的模拟电压信号)并且将其传导到模拟数字转换器。第二输入端设置用于对经脉冲宽度调制的信号(例如根据所述的本专利技术第一方面的传感器结构组的霍尔传感器的经脉冲宽度调制的信号)进行接收和分析处理。这样获得的、冗余的电流值代表电流轨中的电流。分析处理单元尤其设置用于根据这两种信号产生唯一的电流值并且为此优选事先成功地对这两种信号进行合理性检验。因此，与在现有技术中已知的电池监控控制器相比，设有至少一个(另外的)第一输入端和(另外的)第二输入端，它们与根据本专利技术的传感器结构组结合使得能够实现根据本专利技术的电流测量。现有技术的电池监控控制器通常具有迄今并未利用的模拟数字转换器，该模拟数字转换器根据本专利技术可以用于确定电流。通过根据本专利技术的传感器结构组使测量参数的接收变得成本明显更低，而通过根据本专利技术的电池监控控制器，测量参数的处理仅引起较少的改变和成本增加(如果有的话)。根据本专利技术的电池监控控制器可以提供模拟数字转换器和数字输入端之间的电流隔离，以便隔离霍尔传感器和分流器相互之间的有时高的电势差。以相应的方式，也可以在一方面模拟数字转换器、数字输入端和另一方面分析处理单元之间设置电势隔离或者电绝缘。假如所述电流传感器中的一个电流传感器在低电势运行，那么所述输入端中的一个输入端关于分析处理单元的电流隔离就已能是足够的。模拟数字转换器和分析处理单元之间的电流隔离例如可以借助光电耦合器和/或借助传输器/变压器进行。根据本专利技术的第三方面也提出根据所述的本专利技术第二方面的根据本专利技术的电池监控控制器和根据所述的本专利技术第一方面的传感器结构组之间的结合，所述电池监控控制器和传感器结构组可以如下面那样联接在一起。传感器结构组的第一输出端可以与电池监控控制器的第一输入端在信息技术上(例如电流地)连接。传感器结构组的第二输出端可以与电池监控器的第二输入端在信息技术上(例如电流地、光学地或类似地)连接。在此，第一输入端和第一输出端或者第二输入端和第二输出端分别例如借助被保险的插接连接结构相互连接。所述插接连接结构可以构型为借助密封件受保护，以免受不希望的异物和/或液体的侵入。根据本专利技术的第四方面，提出一种前进设备，该前进设备例如可电驱动。该前进设备尤其包括高伏(HV)车载电路。所述前进设备包括根据所述的本专利技术第一方面的传感器结构组；并且替代地或附加地包括根据所述的本专利技术第二方面的电池监控控制器；并且替代地或附加地包括根据所述的本专利技术第三方面的组件。以这种方式，前进设备设置用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监控能够电驱动的前进设备的电流轨中的电流(I)的传感器结构组(1)，该传感器结构组包括：‑霍尔传感器(3)，‑分流器(4)，‑第一输出端(5)，‑第二输出端(6)，‑固定器件，其中，‑所述霍尔传感器(3)设置用于借助所述固定器件被固定在所述分流器(4)上并且测量所述电流(I)，其中，‑所述分流器(4)设置用于通过所述第一输出端(5)输出与所述电流(I)相应的模拟电压信号，并且‑所述霍尔传感器设置用于通过所述第二输出端(6)输出与所述电流(I)相应的、经脉冲宽度调制的信号。

【技术特征摘要】
2016.09.20 DE 102016218049.51.一种用于监控能够电驱动的前进设备的电流轨中的电流(I)的传感器结构组(1)，该传感器结构组包括：-霍尔传感器(3)，-分流器(4)，-第一输出端(5)，-第二输出端(6)，-固定器件，其中，-所述霍尔传感器(3)设置用于借助所述固定器件被固定在所述分流器(4)上并且测量所述电流(I)，其中，-所述分流器(4)设置用于通过所述第一输出端(5)输出与所述电流(I)相应的模拟电压信号，并且-所述霍尔传感器设置用于通过所述第二输出端(6)输出与所述电流(I)相应的、经脉冲宽度调制的信号。2.按照权利要求1所述的传感器结构组，还包括：-壳体(3a，3c)，在所述壳体的外侧上布置有：-所述第一输出端(5)，-所述第二输出端(6)和-所述固定器件。3.按照前述权利要求中任一项所述的传感器结构组，所述传感器结构组不包括微控制器。4.一种电池监控控制器(16)，包括：-分析处理单元(9)，-模拟数字转换器(11)，-数字输入端(12)，-第一输入端(13)和-第二输入端(14)，其中，-所述第一输入端(13)设置用于接收模拟电压信号并且将其传导到第一模拟数字转换器(11)上，-所述第二输入端(14)设置用于接收经脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·达吉努斯，J·尤尔，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE