[发明专利]电池电流测量校准的方法及系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年12月16日提交的美国临时申请第61/576,678号的权益，且要求于2012年11月5日提交的美国申请第13/668,377号的优先权，上述两申请的公开内容通过引入被全部并入本文。

技术领域

本发明涉及监测电池例如用在车辆中的电池的电流输出。

背景技术

现代车辆包括用于执行各种功能的复杂的电网络。具有内燃机的传统车辆包括低压（“LV”）电池（例如，12V-24V），低压电池用于将能量供给各种LV负载，例如ECU、传感器、致动器等。混合动力车辆和电动车辆（即，包括电动牵引电机的车辆）包括高压（“HV”）电池，高压电池用于将能量供给各种HV负载，HV负载包括驱动牵引电机的逆变器。HV电池还可为DC-DC转换器供给能量，以便将能量供给LV负载。可替代地或此外，混合动力车辆和电动车辆还可包括用于为LV负载供给能量的LV电池。

包括LV电池和/或HV电池的这样的车辆网络通常包括用于监测电池的性能和状态的电子模块。这个电子模块通常被称为电池监测器或诸如此类的术语。电池监测器被配置成测量电池电压和电池电流。

电池监测器通常使用用于测量电池电流的电流传感分流器。电流传感分流器是一个电阻器。由于老化和使用，电流传感分流器的电阻可能改变。在这种情况下，借助电池监测器的电池电流的测量可能具有不可接受的误差。因此，有益的是，提供某种机制用于验证电池电流在一定的准确度范围内被测量。

一种可能的解决方案（用于测试器中）是使外部电路输送校准过的参考电流，以验证电池监测器是否在准确地测量电池电流。然而，对于汽车系统，该过程是不方便的，因为外部校准并不总是可用的，而且/或者控制这种外部电路的准确度可能是困难的。

发明内容

本发明的一个目的包括配置成测量电池电流的电池传感器或监测器（“电池监测器”）的测量校准。

本发明的另一目的包括电池监测器，其具有用于测量电池电流的电流传感分流器，其中电池监测器包括用于校准电流传感分流器的受控电流源。

本发明的另一目的包括电池监测器，其具有用于测量电池电流的电流传感分流器，其中使用了直接的电流注入工艺的电池电流测量校准被采用。

本发明的另一目的包括电池监测器，其具有用于测量电池电流的电流传感分流器，其中使用了电容器放电电流注入工艺的电池电流测量校准被采用。

在实现上述及其它目的中的一个或多个时，本发明提供了一种用于监测电池电流的传感器。该传感器包括分流器、电流源和控制器。分流器具有带有实际值的电阻。电流源被配置成提供通过分流器的已知值的电流。控制器被配置成根据由通过分流器的电流引起的分流器两端之间的压降的测量值和分流器的电阻的假定值来产生通过分流器的电流的测量值。控制器还被配置成，当该电流的已知值和测量值不同时，检定分流器的电阻的假定值不同于分流器的电阻的实际值。

另外，在实现上述及其它目的中的一个或多个时，本发明提供了一种用于监测电池电流的方法。该方法包括注入通过分流器的已知值的电流，所述分流器具有带有实际值的电阻。该方法还包括根据由通过分流器的电流引起的分流器两端之间的压降的测量值和分流器的电阻的假定值来生成通过分流器的电流的测量值。该方法还包括检测分流器的电阻的假定值，当该电流的已知值和测量值不同时，分流器的电阻的假定值不同于分流器的电阻的实际值。

附图说明

图1A示出了具有高压（“HV”）电池和用于测量电池电压和电池电流的电池监测器的车辆网络的框图；

图1B示出了具有HV电池和用于测量电池电压和电池电流的电池监测器的另一车辆网络的框图；

图2示出了具有电池和用于测量电池电压和电池电流的电池监测器的另一车辆网络的框图；

图3示出了根据本发明的一种实施方式的电池监测器的框图；

图4A、4B和4C分别示出了根据第一、第二和第三变型的图3所示的电池监测器的框图；

图5示出了关于图3所示的电池监测器的校准过程中参考电流I_REF和测量的参考电流I_REF_MEAS的比较之间的合理性检查的曲线图；

图6A示出了图3所示的电池监测器的受控电流源的参考电流I_REF注入路径的实现的框图；

图6B示出了图3所示的电池监测器的受控电流源的参考电流I_REF注入路径的另一实现的框图；及

图7示出了根据本发明的另一实施方式的电池监测器的框图。