校正電動車輛電池電子器件的電流傳感器的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及提高被構(gòu)造為感測在電動車輛電池和負載或電源之間流動的電流的電流傳感器的精度。
【背景技術(shù)】
[0002]電池電動車輛(BEV)可通過電動機的操作而運動。插電式混合動力電動車輛(PHEV)和混合動力電動車輛(HEV)可通過電動機和/或內(nèi)燃發(fā)動機的操作而運動。在上面任何一種情況下，電動機可接收來自車載電池的電力。這里，當電流從電池(例如)通過逆變器流動到電動機時，電動機是電池的負載。對于BEV和PHEV，電池可通過充電器利用來自公共電網(wǎng)的電力進行充電。這里，當電流從充電器流動到電池時，充電器是電池的電源。
[0003]電池電子器件可包括被配置為測量電流的電流傳感器。安培小時積分精度(Amphour integrat1n accuracy)是電池再充電的主要度量標準并且難以獲得相對好的精度。車載校正以具有精確電流，這允許使用相對更便宜的電流傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種電動車輛電池布置(或系統(tǒng))包括電流傳感器，電流傳感器具有芯和磁場探測器、纏繞所述芯的N匝線圈和控制器。所述控制器被配置為根據(jù)由探測器探測的線圈中的給定電流產(chǎn)生的磁場以及預(yù)期由線圈中的給定電流產(chǎn)生的磁場之間的比較而調(diào)節(jié)指示電流的探測器的輸出。
[0005]所述布置還可包括延伸通過所述芯的中部開口的導(dǎo)體。在這種情況下，探測器的輸出指示導(dǎo)體上的電流。
[0006]所述導(dǎo)體可在電池和開關(guān)之間延伸。在這種情況下，在線圈中存在給定電流時斷開開關(guān)，在導(dǎo)體中存在電流時，所述開關(guān)閉合并且線圈中不存在電流。
[0007]所述線圈可纏繞所述芯的腿。
[0008]N可大于一。在這種情況下，預(yù)期由線圈中的電流產(chǎn)生的磁場與線圈中的電流和N的乘積成比例。此外，在這種情況下，線圈中的電流產(chǎn)生的磁場是在線圈為一匝線圈的情況下電流產(chǎn)生的磁場的N倍，使得預(yù)期由線圈中的電流產(chǎn)生的磁場是在線圈為一匝線圈的情況下預(yù)期由線圈中的電流產(chǎn)生的磁場的N倍。
[0009]一種方法包括設(shè)置具有芯、磁場探測器以及纏繞所述芯的N匝線圈的電流傳感器。所述方法還包括根據(jù)由探測器探測的線圈中的給定電流產(chǎn)生的磁場以及預(yù)期由線圈中的給定電流產(chǎn)生的磁場之間的比較而調(diào)節(jié)指示電流的探測器的輸出。
[0010]或者說，一種方法包括:設(shè)置具有芯、磁場探測器以及纏繞所述芯的N匝線圈的電流傳感器；根據(jù)由探測器探測的線圈中的給定電流產(chǎn)生的磁場以及預(yù)期由線圈中的給定電流產(chǎn)生的磁場之間的比較而調(diào)節(jié)指示電流的探測器的輸出。
[0011]所述方法還可包括:使連接在電池和開關(guān)之間的導(dǎo)體延伸通過芯的中部開口，其中，探測器的輸出指示導(dǎo)體上的電流。
[0012]所述方法還可包括:在線圈中存在給定電流時斷開開關(guān)。
[0013]所述方法還包括:在導(dǎo)體中存在電流時，所述開關(guān)閉合并且線圈中不存在電流。
[0014]一種電動車輛包括:電池；開關(guān)；電流傳感器，具有芯和磁場探測器；導(dǎo)線，在電池和開關(guān)之間延伸并延伸通過所述芯的中部開口 ；N匝線圈，纏繞所述芯；控制器。所述控制器被配置為根據(jù)由探測器探測的線圈中的給定電流導(dǎo)致的磁場以及預(yù)期由線圈中的給定電流導(dǎo)致的磁場之間的比較而調(diào)節(jié)探測器的輸出，探測器的輸出指示導(dǎo)線上的電流。
[0015]或者說，一種電動車輛包括:電池；開關(guān)；電流傳感器，具有芯和磁場探測器；導(dǎo)線，在電池和開關(guān)之間延伸并延伸通過所述芯的中部開口 ；N匝線圈，纏繞所述芯；控制器，被配置為根據(jù)由探測器探測的線圈中的給定電流導(dǎo)致的磁場以及預(yù)期由線圈中的給定電流導(dǎo)致的磁場之間的比較而調(diào)節(jié)探測器的輸出，探測器的輸出指示導(dǎo)線上的電流。
[0016]在線圈中存在給定電流時斷開開關(guān)。
[0017]在導(dǎo)體中存在電流時，所述開關(guān)閉合并且線圈中不存在電流。
[0018]所述線圈纏繞所述芯的腿。
[0019]N大于1，并且預(yù)期由線圈中的電流產(chǎn)生的磁場與線圈中的電流和N的乘積成比例。
[0020]N大于1，線圈中的電流產(chǎn)生的磁場是在線圈為一匝線圈的情況下電流產(chǎn)生的磁場的N倍，使得預(yù)期由線圈中的電流產(chǎn)生的磁場是在線圈為一匝線圈的情況下預(yù)期由線圈中的電流產(chǎn)生的磁場的N倍。
【附圖說明】
[0021 ] 圖1示出了插電式混合動力電動車輛(PHEV)的框圖；
[0022]圖2示出了電動車輛(諸如，PHEV)的電池電子器件的框圖；
[0023]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括電流傳感器布置的電池電子器件的框圖；
[0024]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的包括電流傳感器布置的電池電子器件的框圖。
【具體實施方式】
[0025]在此公開了本發(fā)明的具體實施例；然而，應(yīng)理解的是，公開的實施例僅是發(fā)明可以按照各種和可替代的形式實施的示例。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的細節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能性細節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員不同地實施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0026]現(xiàn)在參照圖1，示出了插電式混合動力電動車輛(PHEV) 10的框圖。PHEV 10包括高壓直流(DC)牽引電池12、電動機14、發(fā)動機16、變速器18和車輪20。電動機14、發(fā)動機16和車輪20與變速器18機械連接，使得電動機14和/或發(fā)動機16可驅(qū)動車輪20并使得車輪20可驅(qū)動電動機14。這樣，電池12可通過逆變器(未示出)向電動機14提供能量或從電動機14接收能量。電池12可通過(交流(AC)/DC)充電器22接收來自公共電網(wǎng)或其他非車載能量源(off-board energy source)(未示出)的能量。
[0027]現(xiàn)在參照圖2，示出了電動車輛(諸如，PHEV) 10的電池電子器件30的框圖。電池電子器件30包括電池12和電流傳感器32。當負載/電源34連接到電池12時，電流傳感器32連接在電池12和負載/電源34之間。這樣，電流傳感器32被配置為測量當負載/電源34為負載(諸如，電動機14)時從電池12流動到負載/電源34的電流。同樣，電流傳感器32被配置為測量當負載/電源34為電源(諸如，充電器22)時從負載/電源34流動到電池12的電流。
[0028]電池電子器件30還包括電池能量控制模塊(BECM) 36。BECM 36被配置為向電流傳感器32提供電力，以使其運轉(zhuǎn)。BECM 36還被配置為讀取由電流傳感器32產(chǎn)生的輸出，所述輸出指示在電池12和負載/電源34之間流動的電流。
[0029]現(xiàn)在參照圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括電流傳感器布置42的電池電子器件40的框圖。電池電子器件40還包括電池12、主接觸器(MC+，MC-)(例如，開關(guān))44a、44b、連接在電池12和MC+接觸器44a之間的導(dǎo)線46a以及連接在電池12和MC-接觸器44b之間的導(dǎo)線46b。當MC+接觸器44a、MC-接觸器44b閉合時電池12連接到負載/電源34。在這種情況下，電流可從電池12/流動到負載/電源34/從負載/電源34流動到電池
12ο
[0030]電流傳感器布置42包括電流傳感器48。電流傳感器48被配置為當電池12和負載/電源34連接時測量電池12和負載/電源34之間的電流。
[0031]電流傳感器48包括鐵氧體芯50和霍爾效應(yīng)IC 52。電流傳感器48設(shè)置在電池12和MC+接觸器44a之間，使得導(dǎo)線46a延伸穿過電流傳感器48的芯50的中部開口。這樣，電流傳感器48的芯50圍繞導(dǎo)線46a延伸。從而，當電池12連接到負載/電源34時，導(dǎo)線46a使電池(或電源)電流傳導(dǎo)通過電流傳感器48的芯50。也就是說，相同的電流流經(jīng)電池12、MC+接觸器44a、MC-接觸器44b和負載/電源34，也流過電流傳感器48的芯50的中部。所述電流在電流傳感器48的芯50中產(chǎn)生磁場(由電流傳感器48的霍爾IC 52測量)。這樣，在這種情況下，電流傳感器48的霍爾IC 52的輸出指示在電池12和負載/電源34之間流動的電流。
[0032]電流傳感器布置42還包括BECM 54。BECM 54向電流傳感器48的霍爾IC 52提供電力并讀取霍爾IC 52的輸出值?；魻朓C 52的輸出值表示施加到霍爾IC 52的與從電池12傳導(dǎo)通過導(dǎo)線46a至MC+接觸器44a的電流線性地成比例的磁場。
[0033]此外，鐵氧體芯50和霍爾IC 52的集合是電流傳感器布置42的電流傳感器48。電流傳感器48的電流是流經(jīng)電流傳感器48的芯50的中部的電流，即，通過閉合MC+接觸器44a和MC-接觸器44b產(chǎn)生的電池12和負載/電源34之間的電流。
[0034]單點校正可在電流傳感器48上執(zhí)行，以去除零點偏移。零點偏移是當通過MC+接觸器44a的電流為零時(即，當MC+接觸器44a斷開時)與霍爾IC 52的電壓輸出相同的電壓。例如，BECM 54可測量當車輛正在起動并且MC+接觸器44a仍斷開使得電流傳感器48的電流(以及MC+電流)為零時電流傳感器48的霍爾IC 52的輸出電壓。此時，電流傳感器48的霍爾IC 52的輸出電壓被稱為“零點偏移”。此后，符號相反但大小相同的校正可應(yīng)用到電流傳感器48，以使電流傳感器48 “歸零”。
[0035]電流傳感器布置42還包括傳感器線圈接口 56 (例如，電源)。如圖3中所示，傳感器線圈接口 56可以是BECM 54的一部分。傳感器線圈接口 56被配置為產(chǎn)生相對精確的輸入電流。就這一點而言，輸入電流的大小相對低，使得對于傳感器線圈接口 56而言相對容易精確地產(chǎn)生輸入電流。例如，輸入電流是1.0安培(amp)的直流。
[0036]電流傳感器布置42還包括N匝線圈58。N匝線圈