本实用新型实施例涉及电流检测技术，尤其涉及一种用于电池管理系统的电流检测装置。
背景技术：
电动汽车是一种采用车载电源作为动力源的汽车，目前车载电源主要包括锂电池、磷酸铁锂电池和锰酸锂电池，车载电源的性能直接影响电动汽车的动力性能和续航能力。
为保证行驶安全，需要在行驶过程中检测动力电池的工作状态。目前，检测动力电池状态的方法通常为：测量动力电池回路中的电流信号，将电流信号通过信号线直接传输到控制板中进行处理。由于车辆行驶工况复杂多变，当通信信号受到干扰时，上述检测方法容易出现检测误差，此外当信号线出现故障时，上述检测方法极易失效，难以有效的反映动力电池的工作状态。
技术实现要素：
本实用新型提供一种用于电池管理系统的电流检测装置，在达到在复杂环境中可以有效的进行电流检测的目的。
本实用新型实施例提供了一种用于电池管理系统的电流检测装置，包括电阻器单元、一组运算放大器、信号转换单元以及通信单元，
所述电阻器单元配置一组成对设置的采样端口，一对所述采样端口包括一个高电势采样端口和一个低电势采样端口，所述电阻器单元通过一个高电势采样端口以及一个低电势采样端口与一个运算放大器相连接，
所述运算放大器通过所述信号转换单元与所述通信单元相连接。
进一步的，还包括滤波电路，所述电阻器单元通过所述滤波电路与所述运算放大器相连接。
进一步的，还包括一组温度传感器，
所述电阻器单元还配置有一组导温部，所述电阻器单元通过一个导温部与一个温度传感器固定连接，所述温度传感器与所述通信单元通信连接。
进一步的，所述导温部成对设置，一对导温部中，两个导温部分别设置于所述电阻器单元的两端。
进一步的，通过隔离电源为所述运算放大器、信号转换单元、通信单元以及温度传感器供电。
进一步的，所述通信单元采用隔离通信芯片。
进一步的，还包括控制器，所述控制器包括通信端口和can端口，
所述控制器通过所述通信端口与所述通信单元相连接，所述控制器通过所述can端口与电池管理系统相连接，所述控制器配置为接收所述通信单元发送的检测数据，向所述电池管理系统发送检测信息。
进一步的，还包括热敏电阻，所述热敏电阻与所述控制器相连接，用于检测所述控制器的温度。
进一步的，还包括看门狗单元，所述看门狗单元与所述控制器相连接，用于监控所述控制器的工作状态。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：电阻器单元配置多对采样端口，相应的电流检测装置中配置多个运算放大器，使电流检测装置具备向车载系统同时提供多组电流检测数据的能力，基于多组电流检测数据，有利于车载系统判断电流检测装置是否正常工作。在实际行驶工况中，由于环境干扰、剧烈颠簸等因素的干扰，运算放大器可能出现检测异常的状况，例如，电流检测值是固定不变，由于电流检测装置配置了多个运算放大器，因此，当一路运算放大器支路出现异常时，车载系统仍可以采用其他支路的运算放大器的检测数据进行正常的电流检测，可以避免出现电流检测失效的问题。
附图说明
图1是实施例中的电流检测装置结构框图；
图2是实施例中的电阻器单元结构框图；
图3是实施例中的电阻器单元结构示意图；
图4是实施例中的另一种电流检测装置结构框图；
图5是实施例中的又一种电流检测装置结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是实施例中的电流检测装置结构框图，参考图1，电流检测装置包括电阻器单元1、一组运算放大器2、信号转换单元3以及通信单元4。
电阻器单元1配置一组成对设置的采样端口，一对采样端口包括一个高电势采样端口h和一个低电势采样端口l，电阻器单元1通过一个高电势采样端口h以及一个低电势采样端口l与一个运算放大器2相连接。运算放大器2通过信号转换单元3与通信单元4相连接。
本实施例中，电阻器单元1串联于动力电池的供电回路中，当供电回路中的电流经过电阻器单元1时，电阻器单元1的两端会产生压降，获取电阻器单元1两端的电压后，与已知的电阻器单元1的阻值相除即可得到供电回路中的电流值。
本实施例中，电阻器单元1包括至少两对采样端口，图2是实施例中的电阻器单元结构框图，参考图2，图2所示的电阻器单元1包括的六对采样端口(h-1，l-1)～(h-6，l-6)，以及一个电压端口vs，一个接地端口gnd。电阻器单元1中配置一个小阻值的电阻器，电阻器的一端与电压端口vs相连接，另一端与接地端口gnd相连接，同时，高电势采样端口(h-1～h-6)与位于电压端口vs一侧的电阻器相连接，低电势采样端口(l-1～l-6)与位于接地端口gnd一侧的电阻器相连接。示例性的，电阻器单元1可以设置在供电回路的低压侧，此时，电阻器单元1的电压端口与供电回路中的有源负载相连接，接地端口gnd与供电回路中的地相连接；电阻器单元1也可以设置在供电回路的高压侧，此时电阻器单元1的电压端口vs与供电回路中的电源正极相连接，接地端口gnd与有源负载相连接。
本实施例中，电流检测装置至少包括两个运算放大器，参考图1，示例性的，图1所示的电流检测装置中配置了两个运算放大器(2-1,2-2)，运算放大器2-1与电阻器单元1的h-1、l-1端口相连接，运算放大器2-2与电阻器单元1的h-2、l-2端口相连接。运算放大器2-1和运算放大器2-2分别与信号转换单元3相连接。其中，信号转换单元3为模拟数字转换器(analog-to-digitalconverter，adc)，运算放大器2用于将电阻器单元1两端的电压放大至信号转换单元3可识别的数值范围内。可选的，运算放大器2采用的型号为ina240，信号转换单元3采用的型号为ads1115。
本实施例中，电流检测装置还配置有通信单元4，通信单元4主要用于实现与车载系统，例如bms系统之间的通信。作为一种优选方案，通信单元4采用隔离通信芯片，可选的，隔离通信芯片采用的型号为iso1541q。
本实施例中，电阻器单元配置多对采样端口，相应的电流检测装置中配置多个运算放大器，使电流检测装置具备向车载系统同时提供多组电流检测数据的能力，基于多组电流检测数据，有利于车载系统判断电流检测装置是否正常工作，例如，车载系统可以配置为当通过两个运算放大器检测的回路电流相差为设定值时，判定电流采集装置故障，此时车载系统控制动力电池系统停止充电或放电，以保证车辆的安全性能。在实际行驶工况中，由于环境干扰、剧烈颠簸等因素的干扰，运算放大器可能出现检测异常的状况，例如，电流检测值是固定不变，由于电流检测装置配置了多个运算放大器，因此，当一路运算放大器支路出现异常时，车载系统可以采用其他支路的运算放大器的检测数据进行正常的电流检测。
图3是实施例中的电阻器单元结构示意图，图4是实施例中的另一种电流检测装置结构框图，参考图3和图4，电流检测装置还包括一组温度传感器6。电阻器单元1还配置有一组导温部11，电阻器单元1通过一个导温部11与一个温度传感器6固定连接，温度传感器6与通信单元4通信连接。可选的，温度传感器6采用的型号为tmp75a。
具体的，导温部11成对设置，一对导温部11中，两个导温部11分别设置于电阻器单元1的两端。参考图3，电阻器单元1的两端分别设置一个连接部，且在电阻器单元1的两侧设置采样端口。电阻器单元1置于供电回路中时，通过连接部内配置的螺丝将电阻器1单元接入供电回路中，此时，若电阻器单元1设置在供电回路的低压侧，则一个导温部11靠近有源负载，另一个导温部11靠近地。配置电流检测装置时，将温度传感器6固定在导温部11上，使温度传感器6贴紧导温部11，并采用密封胶进行封闭处理，同时将温度传感器6的信号输出端与通信单元4的i2c端口相连接。
通过将两个温度传感器置于供电回路中的两个电流采集点，利用温度传感器采集供电回路中高电势点和低电势点的温度，使电流检测装置具备检测自身温度的功能，车载系统可以结合温度以及电流两种测量数据判断供电回路中的电流值是否正常，可以提高电流检测的准确性。当供电回路中出现异常大电流时，一对温度传感器检测的温度存在温度差，基于此，车载系统可以配置为当通过两个温度传感器检测的温度差为设定值时，判定供电回路电流异常，此时车载系统控制动力电池系统停止充电或放电。同时，通过配置多个温度传感器，当一路温度传感器支路出现异常时，例如车载系统获取不到温度传感器的设备id，车载系统仍可以接收到其他支路温度传感器的检测数据，避免出现由于单个温度传感器损坏而接收不到电阻器单元温度的问题。
参考图4，电流检测装置还包括滤波电路5，电阻器单元通过滤波电路5与运算放大器2相连接。示例性的，滤波电路5包括若干tvs二极管和滤波电容，每对采样端口的两端分别并联一个tvs二极管和一个滤波电容。
作为一种优选方案，通过隔离电源为运算放大器、信号转换单元、通信单元以及温度传感器供电。可选的，隔离电源采用的型号为cf0505xt。
通过隔离通信芯片和隔离电源，可以使电流检测装置与车载系统实现电气隔离，避免电流检测装置与车载系统两者之间的互扰。
实施例二
图5是实施例中的又一种电流检测装置结构框图，参考图5，在图1所示电流检测装置的基础上，电流检测装置还包括控制器7，控制器7包括通信端口和can端口。
控制器7通过通信端口与通信单元4相连接，控制器7通过can端口与电池管理系统相连接，控制器7配置为接收通信单元4发送的检测数据，向电池管理系统发送检测信息。
示例性的，控制器7可以接收两个运算放大器检测的回路电流，并判断两路电流相差是否为设定值，当电流相差为设定值时控制器判定电流采集装置故障，此时控制器7仅向车载系统发送电流检测装置故障信息，而不发送电流检测信息，车载系统无需通过电流检测值判断电流检测装置是否发生故障，可以减小车载系统的工作负荷。
可选的，图5所示的电流检测装置还可以包括滤波电路和温度传感器，滤波电路和温度传感器的配置方法和工作过程与实施例一记载的内容相同。
配置温度传感器时，控制器7可以接收两个温度传感器采集的温度值，并温度值的相差是否为设定值，当温度值相差为设定值时，控制器判定供电回路中出现大电流，此时控制器7仅向车载系统发送电流异常信息，而不发送温度检测信息，车载系统无需结合温度检测值判断电流是否异常，可以减小车载系统的工作负荷。
作为一种可实施方案，电流检测装置还包括热敏电阻8，热敏电阻8与控制器7相连接，用于检测控制器7的温度。通过热敏电阻8提供的温度值，控制器7可以根据自身的温度修校准时钟信号，提高数据收发的准确性。
作为一种可实施方案，电流检测装置还包括看门狗单元9，看门狗单元9与控制器7相连接，用于监控控制器7的工作状态。通过设置看门狗单元9可以保证控制器7出现异常时，及时恢复到正常的工作状态。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
1.一种用于电池管理系统的电流检测装置，其特征在于，包括电阻器单元、一组运算放大器、信号转换单元以及通信单元，
所述电阻器单元配置一组成对设置的采样端口，一对所述采样端口包括一个高电势采样端口和一个低电势采样端口，所述电阻器单元通过一个高电势采样端口以及一个低电势采样端口与一个运算放大器相连接，
所述运算放大器通过所述信号转换单元与所述通信单元相连接。
2.如权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，还包括滤波电路，所述电阻器单元通过所述滤波电路与所述运算放大器相连接。
3.如权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，还包括一组温度传感器，
所述电阻器单元还配置有一组导温部，所述电阻器单元通过一个导温部与一个温度传感器固定连接，所述温度传感器与所述通信单元通信连接。
4.如权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于，所述导温部成对设置，一对导温部中，两个导温部分别设置于所述电阻器单元的两端。
5.如权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于，通过隔离电源为所述运算放大器、信号转换单元、通信单元以及温度传感器供电。
6.如权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述通信单元采用隔离通信芯片。
7.如权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器包括通信端口和can端口，
所述控制器通过所述通信端口与所述通信单元相连接，所述控制器通过所述can端口与电池管理系统相连接，所述控制器配置为接收所述通信单元发送的检测数据，向所述电池管理系统发送检测信息。
8.如权利要求7所述的电流检测装置，其特征在于，还包括热敏电阻，所述热敏电阻与所述控制器相连接，用于检测所述控制器的温度。
9.如权利要求7所述的电流检测装置，其特征在于，还包括看门狗单元，所述看门狗单元与所述控制器相连接，用于监控所述控制器的工作状态。
技术总结