一种多分流器电流采样电路、电流测量装置及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池包管理技术领域，尤其是一种多分流器电流采样电路及电流测量装置及电池包。


背景技术：

2.随着新能源行业的发展，电池系统在汽车、储能领域得到了广泛的应用。如何更精确地监测电池工作过程中各项指标的变化已经成为新能源技术发展的主要方向；然而电池储能系统中荷电状态参数soc、最大输出功率sop和电池寿命soh等多项关键指标都是以电流测量作为其运算输入量，因此，提高电池储能系统工作电流的测量精度有着十分重要的意义。
3.电池储能系统中通常采用霍尔元件作为电流测量的前端传感器，虽然它具有良好的电气隔离特性以及测量范围宽广的特点，但是，霍尔传感器存在体积大而不利于系统结构轻量化的缺点，并且霍尔传感器有磁饱和特点而导致大电流测量的非线性误差增大。
4.由于霍尔传感器存在一些无法克服的缺点，现在许多电流测量方案中开始考虑采用性价比高、测量精度高的分流器电阻作为电流传感器；基于欧姆定律，分流器电阻将通过它的电流信号转换成电压信号，由于分流器电阻作为一种线性元件，其输出电压信号线性度良好，并且信号带宽很大。
5.在小电池包应用中，其电流从几十a到几百a不等，常采用板载贴片式分流器作为电流采样电阻。然而在电流较大的场合(＞30a)，单个分流器的功率无法满足使用需求。
6.现有的解决方案中：
7.1：选用插件式大功率分流器，或外置大功率分流器；
8.2：采用多个小型贴片式分流器并联的方式增加分流器的过流能力。
9.对于选用插件式大功率分流器，或外置大功率分流器；缺点是体积大，材料成本高，加工工艺复杂。
10.对于采用多个小型贴片式分流器并联的方式增加分流器的过流能力，缺点是：因分流器在pcb板上走线差异，实际各分流器过电流大小不一致，整体采样时，精度降低。
11.请参见图1，图1是一种现有的多分流器电流采样电路的示意图。如图1所示，在进行电流采样时，为增加分流器过电流能力，采取多个分流器并联后，再整体读取电压值u，计算得到系统电流为：其中r1
‑
r4一般阻值相同。但实际由于各个分流器在pcb板上的走线路径不同，各分流器经过的电流有大有小，导致r1
‑
r4两端的电压也各不相同，这样采样线并联起来对u进行采样时，采样线上会走较大电流，采样线本身的等效电阻又有差异，计算电流时会引入较大的采样误差。


技术实现要素：

12.有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种新的分流器电流采样电路，可以减少
现有的多分流器采样电路中的误差，提高采样精度，确保电池的使用安全。同时本发明还提出了具有上述电流采样电路的电流测量装置以及电池包。
13.根据本实用新型的目的提出的一种多分流器电流采样电路，包括多个并联的分流支路，每个分流支路包括一分流电阻以及至少1个采样补偿电阻，其中所述每个分流支路中的分流电阻分别与其它分流支路中的分流电阻并联并接在一电源支路上，每个分流支路中的采样补偿电阻具有相同的电阻值且大于分流支路中由导线贡献的导线电阻，使得对该每个分流支路进行电压采样时，导线电阻上的电压趋近于零。
14.优选的，所述每个分流支路中，包括2个采样补偿电阻，所述2个采样补偿电阻分布在所述分流电阻的两侧。
15.优选的，所述两个采样补偿电阻的阻值相等。
16.优选的，所述电源支路包括一恒流源，所述恒流源的负极接地，正极接在由多个分流电阻形成的并联电路上。
17.优选的，所述每个分流支路的两端构成所述多分流器电流采样电路的电压采集端。
18.根据本实用新型的目的还提出了一种电流测量装置，包括如上所述的多分流器电流采样电路，连接在所述多分流器电流采样电路的电压采集端上的电压采集单元，连接在所述电压采集单元用以将所述电压采集单元采集的电压信号转换成电流信号的信号处理单元。
19.优选的，还包括控制单元，连接并向所述电压采集单元和所述信号处理单元发送控制信号，以驱动所述电压采集单元和所述信号处理单元工作，以及接受所述信号处理单元反馈的处理结果。
20.根据本发明的目的还提出了一种电池包，所述电池包的输出端上设有上所述的电流测量装置。
21.与现有技术相比，本实用新型由于在每个分流支路上设置具有较大电阻的匹配电阻，使得采样电路中电流变小，从而减小电路中导线电阻产生的影响，减小误差，提高精度。
附图说明
22.图1是一种现有的多分流器电流采样电路的示意图。
23.图2是本实用新型多分流器电流采样电路的示意图。
24.图3是本实用新型的电流测量装置的示意图。
具体实施方式
25.以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述，但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
26.下面，将结合具体实施方式，对本实用新型的技术方案做详细描述。应当理解，本文中使用的术语
″
和/或
″
仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符
″
/
″
，一般表示前后关联对象是一种
″
或
″
的关系。
27.取决于语境，如在此所使用的词语
″
如果
″
可以被解释成为
″
在......时
″
或
″
当......时
″
或
″
响应于确定
″
或
″
响应于检测
″
。类似地，取决于语境，短语
″
如果确定
″
或
″
如果检测(陈述的条件或事件)
″
可以被解释成为
″
当确定时
″
或
″
响应于确定
″
或
″
当检测(陈述的条件或事件)时
″
或
″
响应于检测(陈述的条件或事件)
″
。
28.请参见图2，图2是本实用新型多分流器电流采样电路的示意图。如图所示，该电流采样电路包括多个并联的分流支路11，每个分流支路11包括一分流电阻r1以及至少1个采样补偿电阻r2。在图示的实施方式中，示例出了4个分流支路11，因此总计有4个分流电阻r1，于实际应用中，该分流支路11的数量可以视需求而定，而分流电阻r1的数量既可以与分流支路11匹配，也可以多于分流支路11，比如每条分流支路11可以设置2个或2个以上的分流电阻r1。此外图示的实施方式中，采样补偿电阻r2在每条分流支路11中的数量有2个，分布在分流电阻r1的两侧，实际中，该采样补偿电阻r2可以为1个，也可以为多个。
29.其中，每个分流支路11中的分流电阻r1分别与其它分流支路中的分流电阻并联并接在一电源支路12上，每个分流支路11中的采样补偿电阻r2具有相同的电阻值且大于分流支路中由导线贡献的导线电阻，这样一来，对该每个分流支路11进行电压采样时，由于采样补偿电阻r2远大于导线电阻，一方面限制了分流支路上的电流大小，另一方面，导线电阻上的分压相比分流电阻r1和采样补偿电阻r2而言，几乎趋近于零，排除了每个分流支路11中导线电阻上差异的影响，使得总电流公式仍然适用4个分流电阻r1并联电路中的电流计算公式。
30.优选的，当分流电阻r1两侧都有采样补偿电阻r2时，这2个采样补偿电阻r2的阻值相等，这样可以消弱两侧的导线电阻所带来的误差。
31.请再参见图2，电源支路12包括一恒流源，该恒流源的负极接地，正极接在由多个分流电阻形成的并联电路上。每个分流支路的两端构成所述多分流器电流采样电路的电压采集端，在一种实际应用中，可以在该电压采集端上设置一个电压采集单元，采集该多个分流电阻r1两端的电压，然后再转换成电流值，得到采样结果。
32.请参见图3，图3是本实用新型的电流测量装置的示意图，如图所示，该电流测量装置包括上述的多分流器电流采样电路10，连接在所述多分流器电流采样电路的电压采集端上的电压采集单元20，连接在所述电压采集单元20用以将所述电压采集单元采集20的电压信号转换成电流信号的信号处理单元30，以及控制单元40，连接并向所述电压采集单元20和所述信号处理单元30发送控制信号，以驱动所述电压采集单元20和所述信号处理单元30工作，以及接受所述信号处理单元反馈的处理结果。最终的测量结果，可以通过一显示装置进行显示，或者通过一集成的电池管理单元反馈，以使该电池管理单元生成不同测量结果下的处理策略，比如测量得到的电流过小时，判断是狗电池组件中有损害或电量不足等原因。
33.最后还可以将本实用新型的电流测量装置应用到电池包上，通过设置在电池包的输出端上，用来监控或测量电池包的工作情况。
34.综上所述，本实用新型提出了一种多分流器电流采样电路，通过在每个分流支路上设置具有较大电阻的匹配电阻，使得采样电路中电流变小，从而减小电路中导线电阻产生的影响，减小误差，提高精度。
35.尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是本领域的普通技
术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本实用新型的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。