电流采集电路及方法、电池管理系统、电池包和用电设备与流程

1.本技术实施例涉及电池管理技术领域，特别涉及一种电流采集电路及方法、电池管理系统、电池包和用电设备。


背景技术：

2.在电池管理系统中，对于电池包中的电流的采样、监控和管理是十分必要的，电流采样按照原理的不同主要分为两类，一类是通过在回路中串联采样电阻的方式对回路中的电流进行直接采集，另一类是利用电磁感应原理，如采用互感器检测测量得到。
3.在实现本技术实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前，在电池包正常工作时设置在其中的电流采集电路能够正常采集电流，但在电池管理系统休眠的情况下，如电池组不为负载供电时，系统在小电流工作状态下，受到采样电阻零漂的影响采样得到的电流值不准确。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种电流采集电路及方法、电池管理系统、电池包和用电设备，能够提高小电流采样的准确性。
5.本技术实施例的目的是通过如下技术方案实现的：
6.为解决上述技术问题，第一方面，本技术实施例中提供了一种电流采集电路，所述电流采集电路包括第一电流采集模块和第二电流采集模块。所述第一电流采集模块被构造成采集所述电流采集电路处于第一工作状态的电流，所述第二电流采集模块被构造成采集所述电流采集电路处于第二工作状态的电流，所述电流采集电路处于第一工作状态的电流大于所述电流采集电路处于第二工作状态的电流。所述第一电流采集模块包括第一开关，所述第二电流采集模块包括第二开关，所述第一开关和所述第二开关响应于控制信号执行开关操作，以使所述电流采集电路分别处于所述第一工作状态或所述第二工作状态。
7.在一些实施例中，所述第一开关响应于所述控制信号导通时，所述第二开关断开，所述电流采集电路处于第一工作状态，所述第二开关响应于所述控制信号导通时，所述第一开关断开，所述电流采集电路处于第二工作状态。
8.在一些实施例中，所述第一采集模块还包括第一电阻和第一电压采集单元，所述第二采集模块还包括第二电阻和第二电压采集单元。所述第一电压采集单元和所述第二电压采集单元用于采集所述第一电阻的电压和所述第二电阻的电压，所述第一开关和所述第二开关通过并联电连接于所述电流采集电路中。
9.在一些实施例中，所述第一电压采集单元和所述第二电压采集单元包括模数转换器。所述第一电压采集单元的模数转换器的精度高于所述第二电压采集单元的模数转换器的精度；和/或，所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值，所述第一电阻的精度高于所述第二电阻的精度。
10.在一些实施例中，所述电流采集电路还包括控制模块。所述第二电压采集单元设
于所述控制模块内，所述第一电压采集模块与所述控制模块电连接；或，所述第一电压采集单元和所述第二电压采集单元均设于所述控制模块内，所述控制模块分别与所述第一电阻和所述第二电阻电连接。所述第一电压采集单元用于采集所述第一电阻的电压，所述第一电压采集单元和所述第二电压采集单元用于采集所述第二电阻的电压。
11.在一些实施例中，所述第一开关包括场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、继电器中的任一种，所述第二开关包括场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、继电器中的任一种。
12.为解决上述技术问题，第二方面，本技术实施例中提供了一种电池管理系统，包括如上述第一方面所述的电流采集电路。
13.为解决上述技术问题，第三方面，本技术实施例提供了一种电池包，包括电池模组和如上述第二方面所述的电池管理系统。所述电池模组与所述电池管理系统电连接，所述电池管理系统用于控制所述电池模组的充电和放电，所述电池模组配置为向所述电池管理系统供电。
14.为解决上述技术问题，第四方面，本技术实施例还提供了一种用电设备，包括负载和如上述第三方面所述的电池包，所述电池包用于为所述负载供电。
15.为解决上述技术问题，第五方面，本技术实施例还提供了一种电流采集方法，应用于如上述第一方面所述的电流采集电路。所述方法包括：响应于所述电流采集电路处于第一工作状态，通过所述第一电流采集模块采集所述电流采集电路的电流；或，响应所述电流采集电路处于第二工作状态，通过所述第二电流采集模块采集所述电流采集电路的电流。
16.在一些实施例中，所述方法还包括：根据所述电流采集电路采集到的电流，确定电池模组的剩余电量。
17.与现有技术相比，本技术的有益效果包括：区别于现有技术，本技术实施例中提供了一种电流采集电路及方法、电池管理系统、电池包和用电设备，该电路包括第一电流采集模块和第二电流采集模块，所述第一电流采集模块配置为采集所述电流采集电路的第一工作状态的电流，所述第二电流采集模块配置为采集所述电流采集电路的第二工作状态的电流，所述第一工作状态的电流大于所述第二工作状态的电流，第一电流采集模块中的第一开关和第二电流采集模块中的第二开关响应于控制信号执行开关操作，以使电流采集电路处于第一工作状态或第二工作状态。本技术实施例提供的电流采集电路能够实现两种电流工作状态下的电流采集，应用在电池包及电池管理系统中时，可以实现电池在不同工作状态下对电流的精准测量。
附图说明
18.一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
19.图1是本技术实施例一提供的一种电流采集电路的结构示意图；
20.图2是本技术实施例一提供的一种电流采集电路的电路结构示意图；
21.图3是本技术实施例一提供的另一种电流采集电路的电路结构示意图；
22.图4是本技术实施例二提供的一种电池管理系统的结构示意图；
23.图5是本技术实施例三提供的一种电池包的结构示意图；
24.图6是本技术实施例四提供的一种用电设备的结构示意图；
25.图7(a)是本技术实施例五提供的一种电流采集方法的流程示意图；
26.图7(b)是本技术实施例五提供的一种电流采集方法的流程示意图；
27.图8是本技术实施例五提供的另一种电流采集方法的流程示意图。
具体实施方式
28.下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本技术的保护范围。
29.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
30.需要说明的是，如果不冲突，本技术实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。
31.本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
32.具体地，下面结合附图，对本技术实施例作进一步阐述。
33.实施例一
34.本技术实施例提供了一种电流采集电路，请参见图1，其示出了本技术实施例提供的一种电流采集电路的结构示意图，所述电流采集电路100包括第一电流采集模块110和第二电流采集模块120。
35.所述第一电流采集模块110被构造成采集所述电流采集电路100处于第一工作状态的电流，所述第二电流采集模块120被构造成采集所述电流采集电路100处于第二工作状态的电流，所述电流采集电路100处于第一工作状态的电流大于所述电流采集电路100处于第二工作状态的电流，所述第一电流采集模块110包括第一开关s1，所述第二电流采集模块120包括第二开关s2，所述第一开关s1和所述第二开关s2响应于控制信号执行开关操作，以使所述电流采集电路100分别处于所述第一工作状态或所述第二工作状态。
36.具体地，本技术实施例提供的电流采集电路100可应用于电池包中的电流采集电路。所述的第一工作状态包括电池包为负载供电时的工作状态，所述的第二工作状态包括电池包不为负载供电休眠时的工作状态。处于所述第二工作状态时，所述电池包中的部分器件仍处于工作状态，由电池包自供电，此时需要的电流相较于第一工作状态较小，为一小电流的工作状态。
37.其中，所述第一开关s1包括场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、继电器中的任一
chip microcomputer)或者单片机，具体地，可根据实际需要进行选择。
44.在一些实施例中，请继续参见图2，所述电流采集电路100还包括控制模块130；所述第二电压采集单元u2设于所述控制模块130内，所述第一电压采集模块u1与所述控制模块130电连接；或，请参见图3，其示出了本技术实施例提供的另一种电流采集电路的电路结构，所述第一电压采集单元u1和所述第二电压采集单元u2均设于所述控制模块130内，所述控制模块130分别与所述第一电阻r1和所述第二电阻r2电连接其中，所述第一电压采集单元u1用于采集所述第一电阻r1的电压，所述第一电压采集单元u1和所述第二电压采集单元u2用于采集所述第二电阻r2的电压。
45.其中，所述控制模块130用于控制所述第一开关s1和所述第二开关s2的通断。且有，所述第一电压采集单元u1与所述第二电压采集单元u2电连接时，可通过通信总线实现电连接，例如，如图2所示的，可以通过两线式串行总线(inter－integrated circuit，i2c)总线进行连接，在其他的一些实施例中，也可以是通过其他的通信总线连接，或者，通过插口等其他的电连接方式实现连接，具体地，可根据实际需要进行设置。
46.实施例二
47.本技术实施例提供了一种电池管理系统，请参见图4，其示出了本技术实施例提供的一种电池管理系统的结构，所述电池管理系统200包括如上述实施例一所述的电流采集电路100。
48.所述电池管理系统200配置为能够根据电池或电池组或电池模块的工作状态对所述电流采样电路100进行控制，实现在电池的不同工作状态下通过所述电流采集电路100来实现对电池的电流采集。
49.进一步地，所述电池管理系统200还可以配置为能够对电池或电池组或电池模块进行其他数据的采集和监控管理，例如，对绝缘电阻、电压数据、电量数据等，具体地，可根据实际需要进行设置。
50.实施例三
51.本技术实施例提供了一种电池包，请参见图5，其示出了本技术实施例提供的一种电池包的结构，所述电池包300包括电池模组310和如上述实施例二所述的电池管理系统200，其中，所述电池模组310与所述电池管理系统200电连接，所述电池管理系统200用于控制所述电池模组310的充电和放电，所述电池模组310配置为向所述电池管理系统200供电。
52.所述电池模组310包括正极和负极，所述电池模组310包括至少一个电池，所述电池模组310可以是锂电池、铅酸电池等，具体可根据实际需要进行选择。所述电池模组310配置为为负载410供电，所述电池管理系统200连接在所述电池组310和所述负载410之间，配置为能够对所述电池模组310在各种工作状态下的电流进行采样。
53.实施例四
54.本技术实施例提供了一种用电设备，请参见图6，其示出了本技术实施例提供的一种用电设备的结构，所述用电设备400包括负载410和如上述实施例三所述的电池包300，其中所述电池包300用于为所述负载410供电。
55.所述用电设备400为采用电池包300作为电源的设备，其负载410通过电池包300获取电能从而驱动工作。
56.实施例五
57.本技术实施例提供了一种电流采集方法，该方法能够应用于如上述实施例一所述的电流采集电路中，请参见图7(a)和图7(b)，其示出了本技术实施例提供的电流采集方法的流程，所述方法包括但不限于以下步骤：
58.步骤s1：响应所述电流采集电路处于第一工作状态，通过所述第一电流采集模块采集所述电流采集电路的电流；
59.在本技术实施例中，所述电流采样电路能够根据不同的工作状态切换不同的电流采集方式，在所述电流采集电路为第一工作状态时，通过所述电流采集电路中的第一电流采样模块来采集所述电流采集电路的电流。具体地，所述第一工作状态可以是负载正常工作的电流工作状态。
60.步骤s2：响应所述电流采集电路处于第二工作状态，通过所述第二电流采集模块采集所述电流采集电路的电流。
61.在所述电流采集电路为第二工作状态时，通过所述电流采集电路中的第二电流采样模块来采集所述电流采集电路的电流。具体地，所述第二工作状态为不连接负载、休眠状态下的电流工作状态。
62.在一些实施例中，请参见图8，其示出了本技术实施例提供的另一种电流采集方法的流程，所述方法还包括：
63.步骤s3：根据所述电流采集电路采集到的电流，确定电池模组的剩余电量。
64.在本技术实施例中，所述电流采集模块所采集到的电流数据用于实现对电池模组的监控和管理，例如，可以实现对电池模组的电量的管理，具体地，可根据电流随着时间的变化情况，通过安时积分法确定系统中电池模组的荷电状态。
65.本技术实施例中提供了一种电流采集电路及方法、电池管理系统、电池包和用电设备，该电路包括第一电流采集模块和第二电流采集模块，第一电流采集模块包括第一电阻单元和第一电压采集单元，所述第一电流采集模块配置为采集所述电流采集电路的第一工作状态的电流，所述第二电流采集模块配置为采集所述电流采集电路的第二工作状态的电流，所述第一工作状态的电流大于所述第二工作状态的电流，第一电流采集模块中的第一开关和第二电流采集模块中的第二开关响应于控制信号执行开关操作，以使电流采集电路处于第一工作状态或第二工作状态。本技术实施例提供的电流采集电路能够实现两种电流工作状态下的电流采集，应用在电池包及电池管理系统中时，可以实现电池在不同工作状态下对电流的精准测量。
66.需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
67.通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory,rom)或随机存储记忆体(random access memory,ram)等。
68.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。