校正电动车辆电池电子器件的电流传感器的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及提高被构造为感测在电动车辆电池和负载或电源之间流动的电流的电流传感器的精度。
【背景技术】
[0002]电池电动车辆(BEV)可通过电动机的操作而运动。插电式混合动力电动车辆(PHEV)和混合动力电动车辆(HEV)可通过电动机和/或内燃发动机的操作而运动。在上面任何一种情况下，电动机可接收来自车载电池的电力。这里，当电流从电池(例如)通过逆变器流动到电动机时，电动机是电池的负载。对于BEV和PHEV，电池可通过充电器利用来自公共电网的电力进行充电。这里，当电流从充电器流动到电池时，充电器是电池的电源。
[0003]电池电子器件可包括被配置为测量电流的电流传感器。安培小时积分精度(Amphour integrat1n accuracy)是电池再充电的主要度量标准并且难以获得相对好的精度。车载校正以具有精确电流，这允许使用相对更便宜的电流传感器。
【发明内容】
[0004]一种电动车辆电池布置(或系统)包括电流传感器，电流传感器具有芯和磁场探测器、缠绕所述芯的N匝线圈和控制器。所述控制器被配置为根据由探测器探测的线圈中的给定电流产生的磁场以及预期由线圈中的给定电流产生的磁场之间的比较而调节指示电流的探测器的输出。
[0005]所述布置还可包括延伸通过所述芯的中部开口的导体。在这种情况下，探测器的输出指示导体上的电流。
[0006]所述导体可在电池和开关之间延伸。在这种情况下，在线圈中存在给定电流时断开开关，在导体中存在电流时，所述开关闭合并且线圈中不存在电流。
[0007]所述线圈可缠绕所述芯的腿。
[0008]N可大于一。在这种情况下，预期由线圈中的电流产生的磁场与线圈中的电流和N的乘积成比例。此外，在这种情况下，线圈中的电流产生的磁场是在线圈为一匝线圈的情况下电流产生的磁场的N倍，使得预期由线圈中的电流产生的磁场是在线圈为一匝线圈的情况下预期由线圈中的电流产生的磁场的N倍。
[0009]一种方法包括设置具有芯、磁场探测器以及缠绕所述芯的N匝线圈的电流传感器。所述方法还包括根据由探测器探测的线圈中的给定电流产生的磁场以及预期由线圈中的给定电流产生的磁场之间的比较而调节指示电流的探测器的输出。
[0010]或者说，一种方法包括:设置具有芯、磁场探测器以及缠绕所述芯的N匝线圈的电流传感器；根据由探测器探测的线圈中的给定电流产生的磁场以及预期由线圈中的给定电流产生的磁场之间的比较而调节指示电流的探测器的输出。
[0011]所述方法还可包括:使连接在电池和开关之间的导体延伸通过芯的中部开口，其中，探测器的输出指示导体上的电流。
[0012]所述方法还可包括:在线圈中存在给定电流时断开开关。
[0013]所述方法还包括:在导体中存在电流时，所述开关闭合并且线圈中不存在电流。
[0014]一种电动车辆包括:电池；开关；电流传感器，具有芯和磁场探测器；导线，在电池和开关之间延伸并延伸通过所述芯的中部开口 ；N匝线圈，缠绕所述芯；控制器。所述控制器被配置为根据由探测器探测的线圈中的给定电流导致的磁场以及预期由线圈中的给定电流导致的磁场之间的比较而调节探测器的输出，探测器的输出指示导线上的电流。
[0015]或者说，一种电动车辆包括:电池；开关；电流传感器，具有芯和磁场探测器；导线，在电池和开关之间延伸并延伸通过所述芯的中部开口 ；N匝线圈，缠绕所述芯；控制器，被配置为根据由探测器探测的线圈中的给定电流导致的磁场以及预期由线圈中的给定电流导致的磁场之间的比较而调节探测器的输出，探测器的输出指示导线上的电流。
[0016]在线圈中存在给定电流时断开开关。
[0017]在导体中存在电流时，所述开关闭合并且线圈中不存在电流。
[0018]所述线圈缠绕所述芯的腿。
[0019]N大于1，并且预期由线圈中的电流产生的磁场与线圈中的电流和N的乘积成比例。
[0020]N大于1，线圈中的电流产生的磁场是在线圈为一匝线圈的情况下电流产生的磁场的N倍，使得预期由线圈中的电流产生的磁场是在线圈为一匝线圈的情况下预期由线圈中的电流产生的磁场的N倍。
【附图说明】
[0021 ] 图1示出了插电式混合动力电动车辆(PHEV)的框图；
[0022]图2示出了电动车辆(诸如，PHEV)的电池电子器件的框图；
[0023]图3示出了根据本发明的实施例的包括电流传感器布置的电池电子器件的框图；
[0024]图4示出了根据本发明的另一实施例的包括电流传感器布置的电池电子器件的框图。
【具体实施方式】
[0025]在此公开了本发明的具体实施例；然而，应理解的是，公开的实施例仅是发明可以按照各种和可替代的形式实施的示例。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能性细节不应解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员不同地实施本发明的代表性基础。
[0026]现在参照图1，示出了插电式混合动力电动车辆(PHEV) 10的框图。PHEV 10包括高压直流(DC)牵引电池12、电动机14、发动机16、变速器18和车轮20。电动机14、发动机16和车轮20与变速器18机械连接，使得电动机14和/或发动机16可驱动车轮20并使得车轮20可驱动电动机14。这样，电池12可通过逆变器(未示出)向电动机14提供能量或从电动机14接收能量。电池12可通过(交流(AC)/DC)充电器22接收来自公共电网或其他非车载能量源(off-board energy source)(未示出)的能量。
[0027]现在参照图2，示出了电动车辆(诸如，PHEV) 10的电池电子器件30的框图。电池电子器件30包括电池12和电流传感器32。当负载/电源34连接到电池12时，电流传感器32连接在电池12和负载/电源34之间。这样，电流传感器32被配置为测量当负载/电源34为负载(诸如，电动机14)时从电池12流动到负载/电源34的电流。同样，电流传感器32被配置为测量当负载/电源34为电源(诸如，充电器22)时从负载/电源34流动到电池12的电流。
[0028]电池电子器件30还包括电池能量控制模块(BECM) 36。BECM 36被配置为向电流传感器32提供电力，以使其运转。BECM 36还被配置为读取由电流传感器32产生的输出，所述输出指示在电池12和负载/电源34之间流动的电流。
[0029]现在参照图3，示出了根据本发明的实施例的包括电流传感器布置42的电池电子器件40的框图。电池电子器件40还包括电池12、主接触器(MC+，MC-)(例如，开关)44a、44b、连接在电池12和MC+接触器44a之间的导线46a以及连接在电池12和MC-接触器44b之间的导线46b。当MC+接触器44a、MC-接触器44b闭合时电池12连接到负载/电源34。在这种情况下，电流可从电池12/流动到负载/电源34/从负载/电源34流动到电池
12ο
[0030]电流传感器布置42包括电流传感器48。电流传感器48被配置为当电池12和负载/电源34连接时测量电池12和负载/电源34之间的电流。
[0031]电流传感器48包括铁氧体芯50和霍尔效应IC 52。电流传感器48设置在电池12和MC+接触器44a之间，使得导线46a延伸穿过电流传感器48的芯50的中部开口。这样，电流传感器48的芯50围绕导线46a延伸。从而，当电池12连接到负载/电源34时，导线46a使电池(或电源)电流传导通过电流传感器48的芯50。也就是说，相同的电流流经电池12、MC+接触器44a、MC-接触器44b和负载/电源34，也流过电流传感器48的芯50的中部。所述电流在电流传感器48的芯50中产生磁场(由电流传感器48的霍尔IC 52测量)。这样，在这种情况下，电流传感器48的霍尔IC 52的输出指示在电池12和负载/电源34之间流动的电流。
[0032]电流传感器布置42还包括BECM 54。BECM 54向电流传感器48的霍尔IC 52提供电力并读取霍尔IC 52的输出值。霍尔IC 52的输出值表示施加到霍尔IC 52的与从电池12传导通过导线46a至MC+接触器44a的电流线性地成比例的磁场。
[0033]此外，铁氧体芯50和霍尔IC 52的集合是电流传感器布置42的电流传感器48。电流传感器48的电流是流经电流传感器48的芯50的中部的电流，即，通过闭合MC+接触器44a和MC-接触器44b产生的电池12和负载/电源34之间的电流。
[0034]单点校正可在电流传感器48上执行，以去除零点偏移。零点偏移是当通过MC+接触器44a的电流为零时(即，当MC+接触器44a断开时)与霍尔IC 52的电压输出相同的电压。例如，BECM 54可测量当车辆正在起动并且MC+接触器44a仍断开使得电流传感器48的电流(以及MC+电流)为零时电流传感器48的霍尔IC 52的输出电压。此时，电流传感器48的霍尔IC 52的输出电压被称为“零点偏移”。此后，符号相反但大小相同的校正可应用到电流传感器48，以使电流传感器48 “归零”。
[0035]电流传感器布置42还包括传感器线圈接口 56 (例如，电源)。如图3中所示，传感器线圈接口 56可以是BECM 54的一部分。传感器线圈接口 56被配置为产生相对精确的输入电流。就这一点而言，输入电流的大小相对低，使得对于传感器线圈接口 56而言相对容易精确地产生输入电流。例如，输入电流是1.0安培(amp)的直流。
[0036]电流传感器布置42还包括N匝线圈58。N匝线圈