[发明专利]一种汽车级电流传感器及其检测方法

说明书

本发明公开了一种汽车级电流传感器，包括磁调制单元和信号处理单元，所述磁调制单元采用开环磁通门技术，通过激磁振荡器向所述激磁模块输出预设频率的交变激磁电压信号，以激励所述激磁模块产生交变的激磁电流，交变的激磁电流通过所述直流偏磁采集模块输出与待测直流电流产生的直流偏置磁场相对应的直流偏磁信号，然后通过信号解调模块对直流偏磁信号进行信号解调，得到待测直流电流的特征信号，所述信号运算模块对所述特征信号进行运算处理后变成待测直流电流的有效数字信号，所述有效数字信号通过所述CAN通信模块输出到外部设备，与传统的霍尔电流传感器相比，提高了灵敏度和解析度，具有较高的检测精度。

技术领域

本发明涉及电流检测领域，尤其涉及一种汽车级电流传感器及其检测方法。

背景技术

充电状态(SOC)在电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV)中是一个关键的测量功能。在驾驶过程中，电池要么通过驱动汽车来放电，要么通过制动或者充电将能量存储于电池中。在这些瞬态过程中，电池电压不能很好反映SOC状态——充放电过程中输送的电荷量。此时电池的精确监测就需要精准的电流测量技术。此外，要确保电池寿命，EV和HEV电池一般都不会被完全放电或者完全充满。如果汽车制造商需要为能量测量的精度留出余量，他们就必须不断提高安全余量。高精度电流传感器的出现使得汽车设计者们可以完全信任SOC的估值，从而可以减少汽车电池组的尺寸和重量。

目前，电动汽车上主要采用的霍尔电流传感器由于需要将磁芯断开安装霍尔芯片，因而灵敏度和解析度更大大降低，检测精度不高，并且温漂和零漂比较大，难以满足电动汽车电池包高精度电流检测的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车级电流传感器及其检测方法，旨在解决现有的汽车级电流传感器电流检测精度较低的问题。

本发明公开了一种汽车级电流传感器，包括磁调制单元，所述磁调制单元采用开环磁通门技术，包括激磁振荡器、激磁模块以及直流偏磁采集模块；所述激磁振荡器向所述激磁模块输出预设频率的交变激磁电压信号，以激励所述激磁模块产生交变的激磁电流，交变的激磁电流通过所述直流偏磁采集模块输出与待测直流电流产生的直流偏置磁场相对应的直流偏磁信号，还包括信号处理单元，所述信号处理单元包括信号解调模块、信号运算模块以及CAN通信模块，所述信号解调模块的输入端与所述直流偏磁采集模块连接，所述信号解调模块的输出端与所述信号运算模块的输入端连接，所述信号运算模块的输出端与所述CAN通信模块连接；

所述信号解调模块根据采集到的所述直流偏磁信号进行信号解调，得到待测直流电流的特征信号，所述信号运算模块对所述特征信号进行运算处理后变成待测直流电流的有效数字信号，所述有效数字信号通过所述CAN通信模块输出到外部设备。

进一步的，所述激磁模块包括激磁绕组和激磁铁芯，所述激磁绕组缠绕在所述激磁铁芯上，所述激磁绕组的第一端与所述激磁振荡器连接，所述激磁绕组的第二端与所述直流偏磁采集模块的第一端连接，所述直流偏磁采集模块的第二端接地。

进一步的，所述直流偏磁采集模块为直流偏磁检测电阻。

进一步的，所述激磁铁芯为软磁铁芯。

进一步的，所述信号解调模块包括增益调整模块、特征值解调模块以及模数转换模块，所述增益调整模块的输入端与所述直流偏磁采集模块连接，所述增益调整模块的输出端与所述特征值解调模块的输入端连接，所述特征值解调模块的输出端与所述模数转换模块的输入端连接，所述模数转换模块的输出端与所述信号运算模块连接；

所述增益调整模块用于对所述直流偏磁信号进行增益调整，根据直流偏磁采集模块输出的直流偏磁电压信号大小变化选取合适的增益放大倍数；所述特征值解调模块用于对增益调整后的直流偏磁信号进行高精度滤波处理及积分处理，得到待测直流电流的特征信号；所述模数转换模块用于将所述特征信号转换成数字信号。