电流检测装置与车辆的制作方法

本申请涉及电学领域，具体而言，涉及一种电流检测装置与车辆。

背景技术：

低压配电盒是新能源汽车的重要组成部分，用于给整车的低压用电部件分配电能，为保证配电的安全可靠，需要检测低压配电盒的电流值大小，以利于及时保护，可以使用电流互感器、介入式霍尔传感器、电阻等来测量电流值大小。

采用电流互感器测量电流的情况中，电流互感器需要穿线安装且体积较大，不方便生产；使用介入式霍尔传感器测量电流的情况中，介入式霍尔传感器需要串入电路才能测量电流，影响可靠性且无法测量100a级的大电流；可以使用串联电阻来间接测量电流，但这会产生较大功耗，影响电路可靠性。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种电流检测装置与车辆，以解决现有技术中难以采用小体积的以及无需串入电路的检测装置来检测低压配电盒的电流的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种电流检测装置，包括霍尔传感器、微处理器以及电源单元。霍尔传感器，位于待测结构通电流产生的磁场区域的内部，且所述霍尔传感器不与所述待测结构电连接；微处理器，与所述霍尔传感器电连接，用于根据所述霍尔传感器的输出判断所述待测结构的电流是否大于过流保护阈值，且在大于所述过流保护阈值的情况下，发出报警信号；电源单元，与所述霍尔传感器和所述微处理器分别电连接，所述电源单元用于对所述霍尔传感器和所述微处理器供电。

进一步地，所述霍尔传感器位于所述磁场区域的中心区域，所述中心区域为包括所述磁场区域的中心且面积等于所述霍尔传感器所占的面积的区域。

进一步地，所述霍尔传感器的中心在磁场区域的投影与所述磁场区域的中心重合。

进一步地，所述电流检测装置还包括滤波单元，所述滤波单元的一端连接在预定支路上，所述预定支路用于电连接所述霍尔传感器的输出端与所述微处理器的输入端，所述滤波单元的另一端接地。

进一步地，所述滤波单元包括至少一个电容。

进一步地，所述微处理器包括模数转换端口，所述霍尔传感器的输出端与所述模数转换端口电连接。

进一步地，所述电源单元包括供电电池与dc-dc转换器，dc-dc转换器一端与所述供电电池电连接，另一端与所述霍尔传感器和所述微处理器分别电连接。

进一步地，所述电流检测装置还包括can收发器，与所述微处理器的输出端电连接，用于接收所述微处理器的判断结果以及所述待测结构的电流信息，并发送至其他的设备中。

根据本申请的另一方面，提供了一种车辆，包括低压配电盒和电流检测装置，所述电流检测装置用于检测所述低压配电盒的电流，所述电流检测装置为以上所述的任一种电流检测装置。

进一步地，所述车辆还包括整车控制器和整车仪表，所述电流检测装置包括can收发器，所述can收发器与所述电流检测装置的微处理器的输出端电连接，用于接收所述微处理器的判断结果以及所述待测结构的电流信息，并发送至所述整车控制器或所述整车仪表。

应用本申请的技术方案，利用霍尔效应使所述霍尔传感器将磁场强度信号转化为电压信号输出，所述微处理器接收到所述电压信号，将其转化为对应的电流值，并与待测结构的过流保护阈值进行对比判断，在大于所述过流保护阈值的情况下，所述微处理器发出报警信号。所述电源单元与所述霍尔传感器和所述微处理器分别电连接，对所述霍尔传感器和所述微处理器进行供电。通过所述的电流检测装置对低压配电盒进行检测，无需将检测装置接入低压配电盒的配电电路，不影响配电电路的正常工作，就可以实现对低压配电盒的电流的非接触式检测。而且，所述电流检测装置体积小，不需要穿线安装，安装便利，且消耗的功率极低，同时能满足100a以上的大电流的测量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的电流检测装置的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、霍尔传感器；20、微处理器；30、电源单元；40、滤波单元；50、can收发器；32、dc-dc转换器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中，低压配电盒的电流检测装置的体积较大且需串入电路检测，为了解决该技术问题，本申请提出了一种电流检测装置与车辆。

本申请的一种典型的实施例中，提供了一种电流检测装置。图1示出了本申请的实施例的电流检测装置的示意图。上述电流检测装置包括了霍尔传感器10、微处理器20以及电源单元30。霍尔传感器10位于待测结构通电流产生的磁场区域的内部，且上述霍尔传感器不与上述待测结构电连接。微处理器20与上述霍尔传感器电连接，用于根据上述霍尔传感器的输出判断上述待测结构的电流是否大于过流保护阈值，且在大于上述过流保护阈值的情况下，发出报警信号。电源单元30与上述霍尔传感器和上述微处理器分别电连接，上述电源单元用于对上述霍尔传感器和上述微处理器供电。

在上述实施例中，具体的实施方式为：依据安培定律，导体在有电流通过时，会在周围形成磁场，其大小正比于导体的电流而反比于相隔的距离，磁场强度公式如下：

h＝i/2πr

其中h是磁场强度，r是相对载流导体的距离，i是流过的电流值。

根据以上公式，将待测结构安装在本申请的上述电流检测装置的一侧，待测结构通电流，电流流过待测结构产生磁场，利用霍尔效应，即当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，上述霍尔传感器可将磁场强度信号转换为电压信号输出，此电压信号给到上述微处理器，此电压信号对应着特定的磁场强度，磁场强度对应着特定的电流值，将不同的电流值通入待测结构，记录上述霍尔传感器产生的电压信号，找出对应的电流值与电压信号的比例对应关系，当流过任意电流值时，测出上述霍尔传感器的输出电压即可知道电流值大小。上述微处理器根据上述霍尔传感器的输出电压信号判断上述电压信号对应的电流值是否大于了待测结构的过流保护阈值，且在大于上述过流保护阈值的情况下，上述微处理器发出报警信号。上述电源单元与上述霍尔传感器和上述微处理器分别电连接，用于对上述霍尔传感器和上述微处理器进行供电，保证上述霍尔传感器和上述微处理器正常工作。并且，上述的霍尔传感器结构牢固、体积小，重量轻，功耗小，安装方便，且精度高；上述的微处理器体积小、重量轻，因此由上述的霍尔传感器及上述的微处理器组成的上述电流检测装置也具备了体积小、安装便利及功耗低的优点。

上述的电流检测装置中，利用霍尔效应使上述霍尔传感器将磁场强度信号转化为电压信号输出，上述微处理器接收到上述电压信号，将其转化为对应的电流值，并与待测结构的过流保护阈值进行对比判断，在大于上述过流保护阈值的情况下，上述微处理器发出报警信号。上述电源单元与上述霍尔传感器和上述微处理器分别电连接，对上述霍尔传感器和上述微处理器进行供电。通过上述的电流检测装置对低压配电盒进行检测，无需将检测装置接入低压配电盒的配电电路，不影响配电电路的正常工作，就可以实现对低压配电盒的电流的非接触式检测。而且，上述电流检测装置体积小，不需要穿线安装，安装便利，且消耗的功率极低，同时能满足100a以上的大电流的测量。

本申请的一种实施例中，待测结构紧贴上述电流检测装置安装，这样可以使得上述电流检测装置的测试结果更加准确。

本申请的另一种具体实施例中，上述霍尔传感器是型号为mlx91206的芯片，上述微处理器为pic18f25k80。本申请的上述霍尔传感器并不限于上述的芯片，上述的微处理器也并不限于上述的pic18f25k80，二者均可以为其他的可行的设备或者芯片。

本申请的一种实施例中，上述霍尔传感器位于上述磁场区域的中心区域，上述中心区域为包括上述磁场区域的中心且面积等于上述霍尔传感器所占的面积的区域。根据霍尔传感器的工作原理，即霍尔效应可知，当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差。将上述霍尔传感器位于上述磁场区域的中心区域，保证了测试上述待测结构的电流值的准确性。

本申请的另一种实施例中，上述霍尔传感器的中心在磁场区域的投影与上述磁场区域的中心重合。这样进一步保证了测试上述待测结构的电流值的准确性。

本申请的又一种实施例中，上述电流检测装置还包括滤波单元40，如图1中所示，上述滤波单元40的一端连接在预定支路上，上述预定支路用于电连接上述霍尔传感器的输出端与上述微处理器的输入端，上述滤波单元40的另一端接地。上述滤波单元通过预定支路的两端分别连接上述霍尔传感器的输出端与上述微处理器的输入端，上述霍尔传感器利用霍尔效应将磁场强度信号转换为电压信号后输出，电压信号经过上述滤波单元滤波后输出给到上述微处理器，上述滤波单元对上述电压信号中特定频率的频点或者该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的信号，或者消除一个特定频率后的信号。上述滤波单元有效地消除了上述电压信号在产生、传输、转换过程中由于环境和干扰的存在而导致的畸变。

以上申请中的滤波单元可以为低通滤波单元、高通滤波单元、带阻滤波单元或者带通滤波单元中的一种，也可以为机械式滤波单元或者电路式滤波单元中的一种，还可以为模拟滤波单元或者数字滤波单元中的一种，通过上述滤波单元可以有效的筛选出特定的上述电压信号，并有效过滤了上述电压信号在产生、传输、转换过程中由于环境和干扰的存在而导致的畸变。

为了将上述电压信号在产生、传输、转化过程中由于环境和干扰的存在而携带的噪声高效地消除，且保证该检测装置的结构更加简单，本申请的再一种实施例中，上述滤波单元包括至少一个电容。上述霍尔传感器输出的上述电压信号经过上述滤波单元的上述电容滤波后，输给上述微处理器。当然，上述滤波单元并不一定包括电容，可以包括电感、电阻中的一种，上述滤波单元也不一定包括一个电容，还可以电容、电感、电阻中的一种的多个或者几种的组合。一种具体的实施例中，上述滤波单元包括一个滤波电容。

本申请的一种具体的实施例中，上述微处理器包括模数转换端口，上述霍尔传感器的输出端与上述模数转换端口电连接。上述微处理器通过双数模数转换端口将上述霍尔传感器输出的电压信号转换为数字量进行存储，并与上述待测结构的过流保护阈值进行比对，且在数字量大于上述过流保护阈值的情况下，发出报警信号。上述模数转换端口通过将时间、幅值均连续的模拟电压信号转变为时间、幅值均离散的数字电流值信号，进一步方便上述微处理器进行判断与对比，并输出检测结果。

本申请的另一种具体的实施例中，上述电源单元包括供电电池和dc-dc转换器32，如图1所示，图1中并未示出供电电池，只示出了供电电池的正负极接口。上述供电电池为上述电流检测装置供电，上述dc-dc转换器32的一端与上述供电电池电连接，另一端与上述霍尔传感器和上述微处理器分别电连接。上述dc-dc转换器的两端通过与上述供电电池、上述霍尔传感器以及上述微处理器分别相接，来给上述霍尔传感器、上述微处理器提供工作电源。上述dc-dc转换器可以将不同的输入电压转变为上述霍尔传感器与上述微处理器可用的电压，进一步地保证了上述电流检测装置的使用便利。

本申请的一种具体的实施例中，上述电流检测装置还包括can收发器50，如图1所示。上述can收发器与上述微处理器的输出端电连接，用于接收上述微处理器的判断结果以及上述待测结构的电流信息，并发送至其他的设备中。上述can收发器将上述微处理器的电流信息与判断出的故障信息接收并转换成电信号，再将转化后的电信号传输至其他的设备中显示上述电流检测装置的检测结果。通过上述can收发器的接收、转化与传输信号，使得上述电流检测装置的检测结果能显示在上述其他的设备上，使得检测人员能够通过上述其他的设备直接看到上述待测结构的电流状态，非常直观方便。

一种具体的实施例中，上述can收发器为芯片ata6564。当然，本申请的上述can收发器并不限于上述的can收发器，可以为其他的可行的can收发器。

上述can收发器将上述判断结果以及上述电流信息发送给的其他的设备，可以包括控制器、显示器、仪表盘中的一种或者几种，通过上述其他的设备来直观地显示待测结构的电流状态信息，方便检测人员知晓测试结果。

本申请的又一种具体的实施例中，提供了一种车辆，包括低压配电盒和电流检测装置，上述电流检测装置用于检测上述低压配电盒的电流，上述电流检测装置为任一种上述的电流检测装置。

上述的车辆包括上述电流检测装置，通过上述的电流检测装置对低压配电盒进行检测，无需将检测装置接入低压配电盒的配电电路，不影响配电电路的正常工作，即可以实现对低压配电盒的电流的非接触式检测，并且，在检测到电流较大时，会发出警报，保证了车辆的安全行驶。而且，上述电流检测装置体积小，保证了车辆的体积较小，且该检测装置不需要穿线安装，安装便利，且消耗的功率极低，同时能满足100a以上的大电流的测量，进一步保证了车辆的安全。

本申请的另一种实施例中，上述车辆还包括整车控制器和整车仪表，上述电流检测装置包括can收发器，上述can收发器与上述电流检测装置的微处理器的输出端电连接，用于接收上述微处理器的判断结果以及上述待测结构的电流信息，并发送至上述整车控制器或上述整车仪表。检测人员可以非常直观的在上述车辆的整车控制器或者整车仪表上看到上述低压配电盒的电流的检测结果，便于检查人员对上述低压配电盒的测试结果进行确认和处理。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的电流检测装置中，利用霍尔效应使上述霍尔传感器将磁场强度信号转化为电压信号输出，上述微处理器接收到上述电压信号，将其转化为对应的电流值，并与待测结构的过流保护阈值进行对比判断，在大于上述过流保护阈值的情况下，上述微处理器发出报警信号。上述电源单元与上述霍尔传感器和上述微处理器分别电连接，对上述霍尔传感器和上述微处理器进行供电。通过上述的电流检测装置对低压配电盒进行检测，无需将检测装置接入低压配电盒的配电电路，不影响配电电路的正常工作，就可以实现对低压配电盒的电流的非接触式检测。而且，上述电流检测装置体积小，不需要穿线安装，安装便利，且消耗的功率极低，同时能满足100a以上的大电流的测量。

2)、本申请的车辆，包括低压配电盒和电流检测装置，通过上述的电流检测装置对低压配电盒进行检测，无需将检测装置接入低压配电盒的配电电路，不影响配电电路的正常工作，即可以实现对低压配电盒的电流的非接触式检测，并且，在检测到电流较大时，会发出警报，保证了车辆的安全行驶。而且，上述电流检测装置体积小，保证了车辆的体积较小，且该检测装置不需要穿线安装，安装便利，且消耗的功率极低，同时能满足100a以上的大电流的测量，进一步保证了车辆的安全。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。