[go: up one dir, main page]

CN107918046A - 电流检测装置和电池管理系统 - Google Patents

电流检测装置和电池管理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107918046A
CN107918046A CN201710993390.0A CN201710993390A CN107918046A CN 107918046 A CN107918046 A CN 107918046A CN 201710993390 A CN201710993390 A CN 201710993390A CN 107918046 A CN107918046 A CN 107918046A
Authority
CN
China
Prior art keywords
negative
positive
unit
mos tube
loop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710993390.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107918046B (zh
Inventor
张伟
但志敏
罗杰超
侯贻真
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningde Shidai Runzhi Software Technology Co ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority to CN201710993390.0A priority Critical patent/CN107918046B/zh
Publication of CN107918046A publication Critical patent/CN107918046A/zh
Priority to EP18201325.0A priority patent/EP3477321B1/en
Priority to US16/165,925 priority patent/US10718797B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN107918046B publication Critical patent/CN107918046B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2506—Arrangements for conditioning or analysing measured signals, e.g. for indicating peak values ; Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
    • G01R19/2509—Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • G01R31/007—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks using microprocessors or computers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电流检测装置和电池管理系统。该电流检测装置包括：待测动力电池组的正极与主正回路的第一端连接，待测动力电池组的负极与主负回路的第一端连接，电流传感器串接在待测动力电池组的负极与主负回路的第一端之间；电流传感器，用于获取待测动力电池组的电压信号，输出电压信号；微控制单元，用于采集电流传感器的信号端输出的电压信号，并对电压信号进行电流换算处理，发送经电流换算处理得到的待测动力电池组的检测电流值，以及接收控制指令，控制指令用于控制主正回路和主负回路的连通与断开。根据本发明实施例提供的电流检测装置，可以将主正回路和主负回路集成在电流检测装置中，电路结构简单且集成度高。

Description

电流检测装置和电池管理系统
技术领域
本发明涉及动力电池领域，尤其涉及电流检测装置和电池管理系统。
背景技术
电动汽车替代燃油汽车已成为汽车业发展的趋势，而车载电池组的安全问题已成为阻碍电动汽车推广的问题之一。
现如今，为了降低车载电池组供能时的风险和满足对电动汽车时的功能需求，需要检测车载电池组的电流，并对动力电池的主正回路和主负回路进行控制。
目前的电池管理系统一般在外部设计专门的主正回路和主负回路，并配合电流传感器或电流检测单元对车载动力电池组的电流进行检测，电路结构复杂且成本较高。
发明内容
本发明实施例提供一种电流检测装置和电池管理系统，可以将主正回路和主负回路集成在电流检测装置中，电路结构简单且集成度高。
根据本发明实施例的一方面，提供一种电流检测装置，包括：
待测动力电池组的正极与主正回路的第一端连接，待测动力电池组的负极与主负回路的第一端连接，电流传感器串接在待测动力电池组的负极与主负回路的第一端之间；
电流传感器，用于获取待测动力电池组的电压信号，输出电压信号；
微控制单元，用于采集电流传感器的信号端输出的电压信号，并对电压信号进行电流换算处理，发送经电流换算处理得到的待测动力电池组的检测电流值，以及接收控制指令，控制指令用于控制主正回路和主负回路的连通与断开。
根据本发明实施例的另一方面，提供一种电池管理系统，包括：
上述实施例中的电流检测装置和与电流检测装置连接的电池管理单元；电池管理单元被配置为：
接收电流检测装置转发的待测动力电池的检测电流值；
当电流检测装置中的正端Mos管单元和负端Mos管单元为导通状态时，根据预设的待测动力电池的最大供电电流值和检测电流值，控制正端Mos管单元和负端Mos管单元的关断与接通。
根据本发明实施例中的电流检测装置和电池管理系统，可以在电流检测装置中集成主正回路和主负回路，通过实时采集待测动力电池组的电流，对电池组主回路的通断进行实时控制，以满足汽车功能需求，缩短整车内线束长度，降低电池组供能时在线束上的损耗，使电路结构简单且成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是示出根据本发明一实施例的电流检测装置的结构示意图；
图2是示出根据本发明另一实施例的电流检测装置的结构示意图；
图3是根据本发明另一实施例的电流检测装置的电路结构示意图；
图4是根据本发明一实施例的电池管理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了更好的理解本发明，下面将结合附图，详细描述根据本发明实施例的电流检测装置和电池管理系统，应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。
图1是示出根据本发明一实施例的电流检测装置的结构示意图。如图1所示，电流检测装置100包括：
包括电流传感器110、微控制单元120、主正回路130和主负回路140，主正回路130包括正端场效应晶体管Mos管单元131，主负回路140包括负端Mos管单元141；其中，待测动力电池组的正极与主正回路130的第一端连接，待测动力电池组的负极与主负回路140的第一端连接，电流传感器110串接在待测动力电池组的负极与主负回路的第一端之间。
电流传感器110，用于获取待测动力电池组的电压信号，输出电压信号。
微控制单元120，用于采集电流传感器110的信号端输出的电压信号，并对电压信号进行电流换算处理，发送经电流换算处理得到的待测动力电池组的检测电流值，以及接收控制指令，控制指令用于控制主正回路和主负回路的连通与断开。
继续参考图1，在一个实施例中，主正回路的第二端可以与外接负载的正端连接，主负回路的第二端可以与外接负载的负端连接。该外接负载例如可以是电动装置，通过动力电池组供电以进行工作以满足用户对汽车功能需求。
在本发明实施例中，不需要在电流检测装置的外部设计专门的主正回路和主负回路，而是可以将主正回路和主负回路集成在电流检测装置中，从而解决了在外部专门设计主正回路和主负回路带来的结构复杂且成本较高的问题，达到缩短整车内线束长度，降低电池组供能时在线束上的损耗，使电路结构简单并降低电路成本的效果。
图2是示出根据本发明另一实施例的电流检测装置的结构示意图，图2与图1相同或等同的组件使用相同的标号。
如图2所示，在一个实施例中，电流检测装置200还可以包括隔离通信模块150，隔离通信模块150可以用于：
对电流传感器、微控制单元、主正回路和主负回路进行电气隔离；接收待测动力电池组的检测电流值，转发待测动力电池组的检测电流值；以及接收控制指令并转发控制指令。
在一个实施例中，电流检测装置200可以通过隔离通信模块150与电池管理单元(Battery Management Unit，BMU)连接。具体地，隔离通信模块150可以接收微控制单元120发送的待测动力电池组的检测电流值，并将接收到的待测动力电池组的检测电流值转发至BMU进行处理，并可以接收BMU发送的控制指令，将接收到的控制指令转发至微控制单元。
继续参考图2，在一个实施例中，电流检测装置200还可以包括：隔离电源模块160，其中，隔离电源模块160用于将输入的电源进行电气隔离处理，并将经电气隔离处理的电源提供的电压转化为电流检测装置200中的各个模块所需要的电压。
在一个实施例中，隔离电源模块160可以通过电源接口与BMU连接，BMU通过电源接口向隔离电源模块160输出低压直流电源DV，电源接口的BMU所在侧可以称为是电流检测系统的低压侧；而电流检测装置的主正回路和主负回路通常与动力系统中的负载连接，电源接口的电流检测装置所在侧可以称为是电流检测系统的高压侧。
为了避免高压侧与低压侧的干扰信号，使系统可以正常工作，需要进行低压侧与高压侧的电气隔离。
在本发明实施例中，由于隔离通信模块150和隔离电源模块160均可以提供对高低压之间的电气隔离，因此，隔离通信模块150和隔离电源模块160形成隔离带，对电流检测系统的低压侧和电流检测系统的高压侧进行高低压之间的隔离。
本发明实施例的电流检测装置包括主正回路和主负回路，以满足汽车功能需求，电路结构简单且集成度高。
在一个实施例中，现有技术中通常使用继电器并结合驱动单元，控制继电器线圈的通断情况，从而控制主正继电器的通断情况。但是，继电器使用寿命短，响应时间长，继电器和电池组较易损坏；并且由于继电器的材料特性，为了防止继电器粘连导致电池组主回路误导通，通常需要在电池组正负端设置保险单元，电路结构非常复杂。
基于上述原因，本发明实施例中的电流检测装置中，可以使用Mos管代替继电器对电池组主回路进行导通和断开的控制。下面结合附图，详细描述根据本发明另一实施例的电流检测装置。
继续参考图2，在一个实施例中，主正回路130包括正端场效应晶体管Mos管单元131，主负回路140包括负端Mos管单元141。
在本发明实施例中，电流检测装置200可以通过控制正端Mos管单元131的关断与接通，控制主正回路130的连通与断开；通过控制负端Mos管单元141的关断与接通，控制主负回路140的连通与断开。
在本发明实施例中，可以通过控制Mos管的关断与接通，达到控制主正回路的连通与断开或主负回路的连通与断开，Mos管的使用寿命长，不易损坏，响应时间短，因此不需要再单独设计保护电路，简化电路结构。
在一个实施例中，电流传感器是分流式电流传感器或霍尔式电流传感器。
作为一个示例，当电流传感器是分流式电流传感器，隔离通信模块150可以采用高可靠性的控制器局域网络(Controller Area Network，简称CAN)通信方式。
作为另一个示例，当电流传感器是霍尔式电流传感器，隔离通信模块150可以利用测量放大电路对磁场敏感元件测量的电流信号进行放大处理，并通过模拟接口以模拟信号的方式输出放大处理后的电流信号。
下面以电流传感器是分流式电流传感器为例，详细介绍根据本发明另一实施例的电流检测装置的电路结构示意图。
图3示出了根据本发明另一实施例的电流检测装置的电路结构示意图。图3与图2相同或等同的组件采用相同的标号。
如图3所示，隔离CAN通信模块150，可以将接收到的待测动力电池组的检测电流值转换为符合CAN规范的电流数据，并将符合CAN规范的电流数据通过CAN总线传输至CAN通信接口，CAN通信接口包括CAN高压线接口CANH和CAN低压线接口CANL，CAN通信接口141可以用于通过CANH和CANL，采用差分信号传输的方式输出CAN总线上的电流数据。
由于CANH端的状态可以是高电平或悬浮状态，CANL端可以是低电平或悬浮状态。因此，通过CANH端和CANL端可以在两条总线上形成差分电压，通过两条具有差分电压的总线传输通过分流器采集到的电流值，可以有效防止短路和防止外接信号的干扰。
在该示例中，分流式电流传感器可以实现全量程且较高精度的电流测量，并通过CAN总线方式与BMU通讯，具有传速快、抗干扰强的特点。
在现有技术中，如果通过继电器控制电池组正端回路的通断情况或负端回路的通断情况时，使用高低边驱动控制继电器，并且为了防止继电器粘连导致电池组主回路误导通，一般在电池组正负端设置保险单元例如保险丝等保护器件。但是，保险单元的熔断时间虽然为毫秒ms级，在这段时间内，若通过大电流，依然会对电池组和负载造成损害。
并且，继电器体积重量较大、成本较高、响应时间较长，由于线圈驱动的缘故，易受外界干扰，除此之外，保险单元的设计使电路结构更加复杂。
针对以上缺陷，本发明实施例的电流检测装置提供一种电路保护策略，将主正回路和主负回路集成在电流检测装置中，并且利用Mos管，通过检测主回路例如主正回路或主负回路的电流，来控制Mos管的通断，这样即可省掉电池组正负端保险单元，降低电路结构的复杂程度。
继续参考图3，在发明实施例中，正端Mos管单元131包括一个或多个正端Mos管；其中，多个正端Mos管被配置为并联连接，每个正端Mos管的漏级分别与主正回路130的第一端连接，每个正端Mos管的源极分别与主正回路130的第二端连接。
主正回路130还包括主正驱动单元132，主正驱动单元132分别与每个正端Mos管的栅极连接，主正驱动单元132用于在控制指令的控制下，通过控制一个或多个正端Mos管的关断与接通，控制主正回路130的连通与断开。
继续参考图3，在发明实施例中，多个负端Mos管被配置为并联连接，每个负端Mos管的源极分别与主负回路140的第一端连接，每个负端Mos管的漏级分别与主负回路140的第二端连接。
主负回路140还包括主负驱动单元142，主负驱动单元142分别与每个负端Mos管的栅极连接，主负驱动单元142用于在控制指令的控制下，通过控制一个或多个负端Mos管的关断与接通，控制主负回路的连通与断开。
为了便于理解，下面通过表1对比Mos管和继电器的特性参数，说明使用Mos管相比继电器对电池回路进行控制时的优势。
表1
由表1可以看出，Mos管的各项特性参数均优于继电器，并且由于Mos管具备微秒级快速安全的导通关断机制，不需要额外在电池组的正负端加入保险单元，简化电路结构。
下面结合附图，描述根据本发明实施例的电池管理系统。图4示出了根据本发明一实施例的电池管理系统的结构示意图。图4与图2中相同的组件使用相同的标号。
如图4所示，本发明实施例的电池管理系统包括上述实施例中的电流检测装置200和与电流检测装置200连接的电池管理单元10。
电池管理单元10还可以包括连接单元，该连接单元例如可以包括电源接口和CAN通信接口；电源接口，用于输出低压直流电源；CAN通信接口，用于连接电流检测装置和电池管理单元，传输待测动力电池的检测电流值、第一控制指令和第二控制指令。
通过上述实施例中的描述可知，电池管理单元10通过电源接口输出低压直流电源至隔离电源模块；电池管理单元10通过CAN通信接口与微控制单元150通信，接收待测动力电池的检测电流值，并可以向微控制单元150发送第一控制指令和第二控制指令。
继续参考图4，电流检测装置200中的主正回路130的第二端与外接负载模块的正极连接，主负回路140的第二端与外接负载模块的负极连接。
在本发明实施例中，在主正回路或主负回路中，通过并联多个Mos管来加强Mos管的过流能力。
在一个实施例中，设电池组的最大供电电流为Imax，正端Mos管单元中Mos管的导通电流为IDS1，负端Mos管单元中Mos管的导通电流为IDS2，假设主正回路中Mos管个数为n1，主负回路中Mos管个数为n2，通过以下方法可以计算得到n1和n2。
对于正端Mos管单元，如果电池组的最大供电电流Imax与正端Mos管单元中Mos管的导通电流IDS1满足其中，a1和b1为相邻整数，则主正回路中Mos管个数n1可以等于b1，在不计成本或为了满足功能安全需求，n1也可取大于b1的整数。
对于负端Mos管单元，如果电池组的最大供电电流Imax与负端Mos管单元中Mos管的导通电流IDS2满足其中，a2和b2为相邻整数，则主负回路中Mos管个数n2可以等于b2，在不计成本或为了满足功能安全需求，n2也可取大于b2的整数。
在一个实施例中，Mos管的导通电流与Mos管的型号或种类有关，用户可以根据电池组的最大供电电流和Mos管的导通电流，并结合本发明实施例的电流检测装置中对Mos管单元过流能力的实际需求，确定主正回路中Mos管单元的Mos管的个数，以及主负回路中Mos管单元的Mos管的个数。
在一个实施例中，电池管理单元10被配置为：当电流检测装置200中的正端Mos管单元131和负端Mos管单元141为导通状态时，根据预设的待测动力电池的最大供电电流值和检测电流值，控制正端Mos管单元131和负端Mos管单元141的关断与接通。
作为一个示例，电池管理单元10被配置为，当控制电流检测装置200中的正端Mos管单元131和负端Mos管单元141均为导通状态时：
如果检测电流值与最大供电电流值的差值大于第一预设差值阈值，控制正端Mos管单元和负端Mos管单元均关断；
如果检测电流值大于0，并且检测电流值小于最大供电电流值，控制正端Mos管单元和负端Mos管单元均导通。
在该示例中，电池管理单元10还被配置为，当电流检测装置200中的正端Mos管单元131和负端Mos管单元141均为导通状态时：
如果检测电流值等于0，确定正端Mos管单元132、负端Mos管单元141或负载模块发生断路故障。
作为另一个示例，电池管理单元10还被配置为，当电流检测装置200中的正端Mos管单元131和负端Mos管单元141为关断状态时：
如果检测电流值等于0，控制正端Mos管单元131和负端Mos管单元141均关断；
如果检测电流值与最大供电电流值的差值大于第二预设差值阈值，或者检测电流值大于0且小于最大供电电流值时，确定正端Mos管单元131或负端Mos管单元141发生短路故障。
在一个实施例中，电池管理单元10还被配置为：
生成第一控制指令，第一控制指令用于控制正端Mos管单元131和负端Mos管单元141均关断；以及生成第二控制指令，第二控制指令用于控制正端Mos管单元131和负端Mos管单元141均导通。
在一个实施例中，电池管理单元10还被配置为：
当确定正端Mos管单元发生断路故障或短路故障或负端Mos管单元发生断路故障或短路故障的情况下，输出告警信号。
为了便于理解，下面通过表2描述本发明实施例中根据主回路电流控制Mos管的导通与关断的情况。
表2
在表2中，I0表示待测动力电池的检测电流值，Imax表示待测动力电池的最大供电电流值，I0＞＞Imax表示I0与Imax的差值大于预设差值阈值。
在该实施例中，Mos管单元功能异常时，及时发出报警信号，可以有效避免由于Mos管单元故障问题而引起的各种风险和损失。
在本发明实施例中，当待测动力电池组和电流检测装置正常工作时，可以将主正回路和主负回路集成于电流检测单元，利用多个Mos管并联并结合电池管理单元中的相关软件配置，即可实时控制电池组主回路通断情况，避免电池组误导通或误关断所引起的一系列安全问题，解决了现有方案电路结构复杂、成本较高、响应时间长等问题。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品或计算机可读存储介质的形式实现。所述计算机程序产品或计算机可读存储介质包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种电流检测装置，其特征在于，所述电流检测装置包括电流传感器、微控制单元、主正回路、主负回路；其中，
待测动力电池组的正极与所述主正回路的第一端连接，所述待测动力电池组的负极与所述主负回路的第一端连接，所述电流传感器串接在所述待测动力电池组的负极与所述主负回路的第一端之间；
所述电流传感器，用于获取所述待测动力电池组的电压信号，输出所述电压信号；
所述微控制单元，用于采集所述电流传感器的信号端输出的电压信号，并对所述电压信号进行电流换算处理，发送经所述电流换算处理得到的所述待测动力电池组的检测电流值，以及接收控制指令，所述控制指令用于控制所述主正回路和主负回路的连通与断开。
2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述电流检测装置还包括隔离通信模块，所述隔离通信模块用于：
对所述电流传感器、所述微控制单元、所述主正回路和所述主负回路进行电气隔离；
接收所述待测动力电池组的检测电流值，转发所述待测动力电池组的检测电流值；以及
接收控制指令并转发所述控制指令。
3.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述电流检测装置还包括隔离电源模块，其中，
所述隔离电源模块用于将输入的电源进行电气隔离处理，并将经所述电气隔离处理的电源提供的电压转化为所述电流检测装置中的各个模块所需要的电压。
4.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，
所述主正回路包括正端场效应晶体管Mos管单元，所述主负回路包括负端Mos管单元。
5.根据权利要求4所述的电流检测装置，其特征在于，所述正端Mos管单元包括一个或多个正端Mos管；其中，
所述多个正端Mos管被配置为并联连接，每个正端Mos管的漏级分别与所述主正回路的第一端连接，所述每个正端Mos管的源极分别与所述主正回路的第二端连接；
所述主正回路还包括主正驱动单元，所述主正驱动单元分别与每个正端Mos管的栅极连接，所述主正驱动单元用于在所述控制指令的控制下，通过控制所述一个或多个正端Mos管的关断与接通，控制所述主正回路的连通与断开。
6.根据权利要求4所述的电流检测装置，其特征在于，所述负端Mos管单元包括一个或多个负端Mos管；其中，
所述多个负端Mos管被配置为并联连接，每个负端Mos管的源极分别与所述主负回路的第一端连接，所述每个负端Mos管的漏级分别与所述主负回路的第二端连接；
所述主负回路还包括主负驱动单元，所述主负驱动单元分别与每个负端Mos管的栅极连接，所述主负驱动单元用于在所述控制指令的控制下，通过控制所述一个或多个负端Mos管的关断与接通，控制所述主负回路的连通与断开。
7.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，
所述电流传感器是分流式电流传感器或霍尔式电流传感器。
8.一种电池管理系统，其特征在于，包括权利要求1-7中任一所述的电流检测装置和与所述电流检测装置连接的电池管理单元；所述电池管理单元被配置为：
接收所述电流检测装置转发的所述待测动力电池的检测电流值；
当所述电流检测装置中的正端Mos管单元和负端Mos管单元为导通状态时，根据预设的待测动力电池的最大供电电流值和所述检测电流值，控制所述正端Mos管单元和所述负端Mos管单元的关断与接通。
9.根据权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理单元被配置为，当控制所述电流检测装置中的所述正端Mos管单元和所述负端Mos管单元均为导通状态时：
如果所述检测电流值与所述最大供电电流值的差值大于第一预设差值阈值，控制所述正端Mos管单元和所述负端Mos管单元均关断；
如果所述检测电流值大于0，并且所述检测电流值小于所述最大供电电流值，控制所述正端Mos管单元和所述负端Mos管单元均导通。
10.根据权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理单元被配置为，当所述电流检测装置中的所述正端Mos管单元和所述负端Mos管单元均为导通状态时：
如果所述检测电流值等于0，确定所述正端Mos管单元、所述负端Mos管单元或所述负载模块发生断路故障。
11.根据权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理单元被配置为，当所述电流检测装置中的所述正端Mos管单元和所述负端Mos管单元为关断状态时：
如果所述检测电流值等于0，控制所述正端Mos管单元和所述负端Mos管单元均关断；
如果所述检测电流值与所述最大供电电流值的差值大于第二预设差值阈值，或者所述检测电流值大于0且小于所述最大供电电流值时，确定所述正端Mos管单元或所述负端Mos管单元发生短路故障。
12.根据权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理单元被配置为：
生成第一控制指令，所述第一控制指令用于控制所述正端Mos管单元和所述负端Mos管单元均关断；
生成第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述正端Mos管单元和所述负端Mos管单元均导通。
13.根据权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理单元被配置为：
当确定所述正端Mos管单元发生断路故障或短路故障或所述负端Mos管单元发生断路故障或短路故障的情况下，输出报警信号。
14.根据权利要求12所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理单元还包括连接单元，所述连接单元包括电源接口和CAN通信接口；
所述电源接口，用于输出低压直流电源；
所述CAN通信接口，用于连接所述电流检测装置和所述电池管理单元，传输所述待测动力电池的检测电流值、所述第一控制指令和所述第二控制指令。
CN201710993390.0A 2017-10-23 2017-10-23 电流检测装置和电池管理系统 Active CN107918046B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710993390.0A CN107918046B (zh) 2017-10-23 2017-10-23 电流检测装置和电池管理系统
EP18201325.0A EP3477321B1 (en) 2017-10-23 2018-10-18 Current detecting apparatus and battery management system
US16/165,925 US10718797B2 (en) 2017-10-23 2018-10-19 Current detecting apparatus and battery management system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710993390.0A CN107918046B (zh) 2017-10-23 2017-10-23 电流检测装置和电池管理系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107918046A true CN107918046A (zh) 2018-04-17
CN107918046B CN107918046B (zh) 2021-01-22

Family

ID=61895814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710993390.0A Active CN107918046B (zh) 2017-10-23 2017-10-23 电流检测装置和电池管理系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10718797B2 (zh)
EP (1) EP3477321B1 (zh)
CN (1) CN107918046B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110182098A (zh) * 2019-04-16 2019-08-30 汉腾汽车有限公司 一种动力电池系统内置电池切断系统及方法
CN113346587A (zh) * 2021-06-09 2021-09-03 上海采日能源科技有限公司 隔离分断的方法、装置及供电系统
CN113721068A (zh) * 2020-05-26 2021-11-30 致茂电子(苏州)有限公司 误差警示模块
CN115377582A (zh) * 2022-08-30 2022-11-22 华为数字能源技术有限公司 电池单体、电池模组、电池包、储能系统及电动汽车
WO2023123081A1 (zh) * 2021-12-29 2023-07-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种储能系统过流调节的方法和储能系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107918046B (zh) * 2017-10-23 2021-01-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 电流检测装置和电池管理系统
CN110896233B (zh) * 2018-09-12 2021-07-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池管理系统
JP7226296B2 (ja) * 2019-12-19 2023-02-21 トヨタ自動車株式会社 車両、車両制御システム
CN111823950B (zh) * 2020-07-28 2024-12-13 湖南英迈智能科技有限公司 电池管理系统及车辆
CN112208331A (zh) * 2020-10-12 2021-01-12 天能帅福得能源股份有限公司 一种用于电动二轮车bms的安全维护开关系统

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070290701A1 (en) * 2006-06-14 2007-12-20 Nguyen Don J Low-power battery pack with hall-effect sensor
CN101141012A (zh) * 2007-01-19 2008-03-12 华南理工大学 一种集散式动力电池组动态均衡管理系统
CN101567575A (zh) * 2008-04-25 2009-10-28 三星Sdi株式会社 用于可再充电电池的电流切断方法及使用该方法的电池组
CN201383674Y (zh) * 2007-06-07 2010-01-13 布莱克和戴克公司 嵌入电池组中的过电流保护机构
EP2187499A1 (en) * 2007-09-14 2010-05-19 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Battery controller of vehicle
CN102044718A (zh) * 2009-10-13 2011-05-04 上海空间电源研究所 电动汽车用动力磷酸铁锂电池组管理系统及其工作方法
CN102064356A (zh) * 2010-12-21 2011-05-18 深圳市佳华利道新技术开发有限公司 一种电池管理系统
CN103618353A (zh) * 2013-11-28 2014-03-05 深圳市劲力思特科技有限公司 一种电池监控电路
CN103840224A (zh) * 2014-03-25 2014-06-04 冯相如 用于电动汽车的可扩展型锂电池管理系统
CN104112876A (zh) * 2013-04-19 2014-10-22 三星Sdi株式会社 电池模块及其控制方法
DE102014202626A1 (de) * 2014-02-13 2015-08-13 Robert Bosch Gmbh Batteriemanagementsystem für eine Batterie mit mehreren Batteriezellen und Verfahren
CN104953555A (zh) * 2015-06-19 2015-09-30 威睿电动汽车技术（苏州）有限公司 电池过压过流保护系统及方法
CN204855638U (zh) * 2015-07-29 2015-12-09 芜湖莫森泰克汽车科技有限公司 一种用于测量电机电流和电压的工装
DE102015002148A1 (de) * 2015-02-18 2016-08-18 Audi Ag Verfahren zum Betreiben von Batteriezellen einer Batterie, Batterie sowie Kraftfahrzeug
CN206099317U (zh) * 2016-08-30 2017-04-12 深圳市金立通信设备有限公司 一种电池保护电路与终端
CN106712174A (zh) * 2016-12-23 2017-05-24 天津力神特种电源科技股份公司 锂离子蓄电池组供电及通信自动切换方法
CN206195336U (zh) * 2016-10-31 2017-05-24 德尔福中央电气（上海）有限公司 一种蓄电池断路保护开关电路

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326307C (zh) * 2001-04-10 2007-07-11 日立工机株式会社 具有电池充电功能的直流电源单元
JP4508145B2 (ja) * 2006-04-10 2010-07-21 株式会社デンソー 組電池の管理装置
JP5390925B2 (ja) * 2009-04-24 2014-01-15 パナソニック株式会社 電池パック
DE102011113002A1 (de) 2011-09-09 2013-03-14 Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg Differenzstromsensor
DE102011088590A1 (de) 2011-12-14 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überprüfung einer elektrischen Strommessung, Schaltung zur Durchführung des Verfahrens, Batterie und Kraftfahrzeug
DE102013215968A1 (de) * 2013-08-13 2015-03-12 Robert Bosch Gmbh Elektromechanischer Adapter
US20160093921A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Apple Inc. Cell voltage sensing for rechargeable battery packs
CN107918046B (zh) * 2017-10-23 2021-01-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 电流检测装置和电池管理系统

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070290701A1 (en) * 2006-06-14 2007-12-20 Nguyen Don J Low-power battery pack with hall-effect sensor
CN101141012A (zh) * 2007-01-19 2008-03-12 华南理工大学 一种集散式动力电池组动态均衡管理系统
CN201383674Y (zh) * 2007-06-07 2010-01-13 布莱克和戴克公司 嵌入电池组中的过电流保护机构
EP2187499A1 (en) * 2007-09-14 2010-05-19 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Battery controller of vehicle
CN101567575A (zh) * 2008-04-25 2009-10-28 三星Sdi株式会社 用于可再充电电池的电流切断方法及使用该方法的电池组
CN102044718A (zh) * 2009-10-13 2011-05-04 上海空间电源研究所 电动汽车用动力磷酸铁锂电池组管理系统及其工作方法
CN102064356A (zh) * 2010-12-21 2011-05-18 深圳市佳华利道新技术开发有限公司 一种电池管理系统
CN104112876A (zh) * 2013-04-19 2014-10-22 三星Sdi株式会社 电池模块及其控制方法
CN103618353A (zh) * 2013-11-28 2014-03-05 深圳市劲力思特科技有限公司 一种电池监控电路
DE102014202626A1 (de) * 2014-02-13 2015-08-13 Robert Bosch Gmbh Batteriemanagementsystem für eine Batterie mit mehreren Batteriezellen und Verfahren
CN103840224A (zh) * 2014-03-25 2014-06-04 冯相如 用于电动汽车的可扩展型锂电池管理系统
DE102015002148A1 (de) * 2015-02-18 2016-08-18 Audi Ag Verfahren zum Betreiben von Batteriezellen einer Batterie, Batterie sowie Kraftfahrzeug
CN104953555A (zh) * 2015-06-19 2015-09-30 威睿电动汽车技术（苏州）有限公司 电池过压过流保护系统及方法
CN204855638U (zh) * 2015-07-29 2015-12-09 芜湖莫森泰克汽车科技有限公司 一种用于测量电机电流和电压的工装
CN206099317U (zh) * 2016-08-30 2017-04-12 深圳市金立通信设备有限公司 一种电池保护电路与终端
CN206195336U (zh) * 2016-10-31 2017-05-24 德尔福中央电气（上海）有限公司 一种蓄电池断路保护开关电路
CN106712174A (zh) * 2016-12-23 2017-05-24 天津力神特种电源科技股份公司 锂离子蓄电池组供电及通信自动切换方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAVID COOK 著: "《机器人制作提高篇》", 31 July 2005, 北京航空航天大学出版社 *
周华英 等主编: "《纯电动汽车结构与原理》", 31 August 2016, 北京理工大学出版社 *
张全柱等 主编: "《电力电子学科类毕业设计指导教程》", 31 December 2015, 中国矿业大学出版社 *
陈慧岩 等主编: "《车载信息技术》", 31 December 2013, 北京理工大学出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110182098A (zh) * 2019-04-16 2019-08-30 汉腾汽车有限公司 一种动力电池系统内置电池切断系统及方法
CN113721068A (zh) * 2020-05-26 2021-11-30 致茂电子(苏州)有限公司 误差警示模块
CN113346587A (zh) * 2021-06-09 2021-09-03 上海采日能源科技有限公司 隔离分断的方法、装置及供电系统
WO2023123081A1 (zh) * 2021-12-29 2023-07-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种储能系统过流调节的方法和储能系统
US12237698B2 (en) 2021-12-29 2025-02-25 Contemporary Amperex Technology (Hong Kong) Limited Method for overcurrent regulation of energy storage system and energy storage system
CN115377582A (zh) * 2022-08-30 2022-11-22 华为数字能源技术有限公司 电池单体、电池模组、电池包、储能系统及电动汽车

Also Published As

Publication number Publication date
CN107918046B (zh) 2021-01-22
EP3477321A1 (en) 2019-05-01
US10718797B2 (en) 2020-07-21
EP3477321B1 (en) 2021-11-03
US20190120880A1 (en) 2019-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107918046B (zh) 电流检测装置和电池管理系统
CN110178261B (zh) 主电池管理单元和包括主电池管理单元的电池组
CN110192303B (zh) 电池管理单元和包括电池管理单元的电池组
US12074465B2 (en) Control device, electric storage device, electric storage system, and computer-readable medium
US9917461B2 (en) Battery unit, overcurrent control method, and computer program for the same
US10673263B2 (en) Control device, control system, electric storage device and computer-readable medium
US20060097700A1 (en) Method and system for cell equalization with charging sources and shunt regulators
US11552483B2 (en) Electric storage system
CN101794917B (zh) 电池状态监视电路及电池装置
JP2012084443A (ja) 電源装置
CN114930673A (zh) 用于机动车辆的控制单元电路、机动车辆以及用于控制单元电路的操作方法
KR20210044028A (ko) 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 충전방법 및 시스템
KR102617142B1 (ko) Ess 내 개별 배터리 랙별 절연 감지 장치 및 방법
US11056724B2 (en) Power storage system
US9673488B2 (en) Battery system having a separately connected determination circuit, battery, and motor vehicle having a battery system
CN220172859U (zh) 一种电源防反接检测电路、电源及车辆
Malara Analysis and modeling of an energy management system in automotive environment
JP6790704B2 (ja) 蓄電装置
JP2018040607A (ja) 検出回路及び蓄電パック
JP2015082867A (ja) 高電圧電源回路の制御装置
JP2001159649A (ja) 電気二重層コンデンサ装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220118

Address after: 352100 science and technology building, No. 2, Xingang Road, Zhangwan Town, Jiaocheng District, Ningde City, Fujian Province

Patentee after: Ningde Shidai Runzhi Software Technology Co.,Ltd.

Address before: 352100 Xingang Road, Zhangwan Town, Jiaocheng District, Ningde, Fujian 1

Patentee before: Contemporary Amperex Technology Co.,Ltd.