CN114428216A - 电池电流检测方法及装置、存储介质 - Google Patents

Abstract

一种电池电流检测方法及装置、存储介质。所述方法用于对电池包的电流值进行检测所述母线上设置有与所述电池包串联的电流传感器；所述方法包括：检测所述母线在预设长度段的电流值，作为所述电池包当前的第一电流检测值；获取所述电流传感器的采集结果，作为所述电池包当前的第二电流检测值；基于所述第一电流检测值及第二电流检测值，确定所述电池包当前的电流检测结果；其中，所述电池包当前的第一电流检测值，为所述母线在预设长度段的电压与所述母线在预设长度段的阻抗之间的比值。应用上述方案，可以提高电池电流值检测的可靠性。

Description

电池电流检测方法及装置、存储介质

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池电流检测方法及装置、存储介质。

背景技术

近年来，随着我国新能源产业的迅速发展，新能源车辆越来越普及。新能源车辆可以采用动力电池作为动力的来源，电池包的状态决定了车辆的运行状态。

动力电池的电流值是电池包的重要参数。具体地，动力电池的电流值是电池管理系统(Battery Management System，BMS)的重要参数，动力电池的很多其它参数的估算算法都会用到动力电池的电流值。

现有检测动力电池电流值的方案，检测的可靠性较差，无法满足车辆的功能安全要求。

发明内容

本发明要解决的问题是：如何提高电池电流值检测的可靠性。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种电池电流检测方法，所述方法用于对电池包的电流值进行检测；所述电池包包括若干个电池组，每个电池组包括若干个单体电池；所述电池包内所有单体电池在母线上串联连接；所述母线上设置有与所述电池包串联的电流传感器；所述方法包括：检测所述母线在预设长度段的电流值，作为所述电池包当前的第一电流检测值；获取所述电流传感器的电流采集结果，作为所述电池包当前的第二电流检测值；基于所述第一电流检测值及第二电流检测值，确定所述电池包当前的电流检测结果；其中，所述电池包当前的第一电流检测值，为所述母线在预设长度段的电压与所述母线在预设长度段的阻抗之间的比值。

本发明实施例还提供了一种电池电流检测装置，所述装置用于对电池包的电流值进行检测；所述电池包包括若干个电池组，每个电池组包括若干个单体电池；所述电池包内所有单体电池在母线上串联连接；所述母线上设置有与所述电池包串联的电流传感器；所述装置包括：第一检测单元，适于检测所述母线在预设长度段的电流值，作为所述电池包当前的第一电流检测值；第二检测单元，适于获取所述电流传感器的电流采集结果，作为所述电池包当前的第二电流检测值；确定单元，适于基于所述第一电流检测值及第二电流检测值，确定所述电池包当前的电流检测结果；其中，所述电池包当前的第一电流检测值，为所述母线在预设长度段的电压与所述母线在预设长度段的阻抗之间的比值。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行，以实现上述任一种所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

应用本发明的方案，通过检测母线在预设长度段的电流值，得到电池包当前的第一电流检测值，并获取电流传感器的电流采集结果，得到电池包当前的第二电流检测值，从而基于第一电流检测值及第二电流检测值，来确定电池包当前的电流检测结果。相对于仅基于单一电流值，确定电池包当前的电流检测结果，本发明的方案，可以提高电流检测的可靠性，进而减少因电流检测问题而导致安全事故的出现。

进一步，使用自带微电压检测模块的电池信息采集模拟前端，来检测预设长度段的母线的电压，无需额外设置电压检测模块，可以降低检测第一电流检测值的成本。

附图说明

图1是本发明实施例中一种电池电流检测方法的流程图；

图2是本发明实施例中一种检测电池电流的过程示意图；

图3是本发明实施例中一种电池电流检测装置的结构示意图。

具体实施方式

目前，检测动力电池的电流值时，通常在电池包的母线(BUSBAR)上设置电流传感器，通过电流传感器来采集流经母线的电流，从而得到电池包当前的电流值。

仅基于电流传感器确定电池包当前的电流值，一旦确定检测结果异常，车辆便会触发紧急制动操作，从而引发安全事故。

采用上述方案检测动力电池电流值的方案，可靠性较差，因电流问题引发的安全事故出现的次数多，使得车辆难以满足功能安全需求。

针对该问题，本发明提供了一种电池电流检测方法，应用所述方法，通过获得第一电流检测值及第二电流检测值，从而可以基于第一电流检测值及第二电流检测值确定电池包当前电流值，相对于仅基于单一电流值，确定电池包当前的电流检测结果，可以提高电流检测的可靠性，进而减少因电流检测问题而导致安全事故的出现。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细地说明。

本发明实施例提供了一种电池电流检测方法。所述方法用于对电池包的电流值进行检测；所述电池包包括若干个电池组，每个电池组包括若干个单体电池；所述电池包内所有单体电池在母线上串联连接；所述母线上设置有与所述电池包串联的电流传感器。

参照图1，所述方法可以包括如下步骤：

步骤11，检测所述母线在预设长度段的电流值，作为所述电池包当前的第一电流检测值。

在本发明的实施例中，所述电池指的是电池包。参照图2，电池包21可以包括若干个电池组2101～210N，每个电池组包括若干个单体电池；所述电池包内所有单体电池在母线上串联连接。其中，电池组的数量(即N的取值)及每个电池组210内单体电池的数量不作限制。所述电池包21可以为母线上的负载提供动力。其中，N为大于等于2的正整数。

在具体实施中，参照图2，电池包21的母线可以包括正母线BUSBAR1、中间母线BUSBAR2及负母线BUSBAR3。其中，正母线BUSBAR1的一端连接电池包21的阳极，另一端连接电源电压。负母线BUSBAR3的一端连接电池包21的阴极，另一端连接地线。相邻电池组之间的母线为中间母线BUSBAR2。比如，电池组2101与电池组2102之间的母线，以及电池组2102与电池组2103之间的母线均为中间母线。

在具体实施中，所述预设长度段，指的是具有预设长度的母线段。所述预设长度段的母线，可以为正母线BUSBAR1上的一母线段，也可以为负母线BUSBAR3上的一母线段，还可以为中间母线BUSBAR2上的一母线段，具体不作限制。

在本发明的一实施例中，所述电池包当前的第一电流检测值，为所述母线在预设长度段的电压与所述母线在预设长度段的阻抗之间的比值。

在具体实施中，检测所述母线在预设长度段的电流值时，可以先确定所述母线在预设长度段的阻抗，在母线上具有电流时，再检测所述预设长度段的母线的电压，从而将所述预设长度段的母线的电压值与所述预设长度段的母线的阻抗值之间的比值，作为所述电池包当前的第一电流检测值。

在具体实施中，随着电流在母线内持续时间的增加，以及母线周围环境的影响，母线本身的温度会发生变化。而母线本身温度的变化，会引起母线阻抗发生变化，因此，同一长度段的母线的阻抗，在不同温度下，会具有不同的阻抗值。因温度变化而引起母线阻抗变化的这一现象，称为阻抗的温度漂移。

考虑到阻抗具有随温度漂移的特性，在具体实施中，选择母线时，可以优先选择阻抗受温度变化影响较小的母线。而母线的阻抗，与材质及和横截面积及长度等因素相关。

在具体实施中，在确定母线的材质及横截面积后，为了提高电池电流值的检测准确性，可以预先对同一长度段的母线的阻抗，在不同温度下的变化值进行测量，计算该长度段的母线在不同温度下的阻抗变化值。在后续计算电池包的当前电流值时，利用母线在当前温度下的阻抗进行计算，由此可以提高电流检测的准确性。

在本发明的一实施例中，所述预设长度段的母线的阻抗，在不同温度下的变化值，小于预设漂移阈值。所述预设漂移阈值可以根据电流检测的准确度要求进行确定。可以理解的是，所述预设漂移阈值越小，电池电流检测的准确性越高。

在具体实施中，预设长度段的母线，其阻抗值与母线的材质、横截面积及长度相关。对于同一电池包的母线，其材质及和横截面积通常是相同的，故通过选择母线段的长度，可以获得不同的阻抗值。具体所述预设长度段母线的长度，与所述母线上允许流过的最大电流值相关。由于后续还需要检测同一预设长度段的母线的电压，故所述预设长度段母线的长度，还与电压的检测方式相关。

在具体实施中，可以采用多种方法确定母线在预设长度段的阻抗，此处不作限制。

在具体实施中，参照图2，母线上的电流，可以为充电电流，即由外部电源经正母线BUSBAR1为电池包21充电。母线上的电路，也可以为放电电流，即由电池包21的正母线BUSBAR1、中间母线BUSBAR2及负母线BUSBAR3，为母线上的负载提供动力。

无论母线上的电流为充电电流，还是为放电电流，只要母线上具有电流，既可以检测所述预设长度段的母线的电压。所述预设长度段的母线的电压值，即预设长度段的母线的两端的电压差。

在具体实施中，可以采用多种方法，检测所述预设长度段的母线的电压，此处不作限制。

例如，可以设置专用的电压检测电路，将该电路的两输入端与所述预设长度段的母线的两端连接，从而检测该预设长度段的母线的。此时，该专用的电压检测电路可以检测任意大小的电压值，故对所述预设长度段的母线的阻抗值不作限制。

在本发明的一实施例中，可以使用电池信息采集模拟前端(Analog Front End，AFE)，检测所述预设长度段的母线的电压。

现有技术中，电池信息采集模拟前端，通常用于采集单体电池的温度、电量及电压等信息，由此供BMS分析每个单体电池的状态。电池信息采集模拟前端同时包括微电压检测模块，但是该微电压检测模块用于检测的是单体电池两端的电压。

而在本发明的实施例中，与现有技术不同的是，所述微电压检测模块用于检测预设长度段的母线的电压，由此无需设置专用的电压检测电路，进一步降低电流检测成本。

在具体实施中，所述微电压检测模块，可以检测很小的电压，比如，毫伏级的电压。微电压检测模块在电池信息采集模拟前端的外壳处，具有相应的引脚，通过将该引脚与预设长度段的母线的两端连接，即可检测预设长度段的母线的电压值。

由于微电压检测模块具有额定的共模电压，考虑到微电压检测模块的耐压性，所述预设长度段的母线位于电池包的负母线上。具体参照图2，可以选择负母线BUSBAR3的ab段母线，作为所述预设长度段的母线。选择电池包的负母线上的一段，作为所述预设长度段的母线，由于所述电池包的负母线一端接地，故电池包的负母线上电压值较小，通常小于微电压检测模块的额定共模电压，由此可以避免微电压检测模块因待检测电压过大而损坏，提高电池信息采集模拟前端的使用寿命。

当采用自带电池信息采集模拟前端采集预设长度段的母线的电压时，所述预设长度段的母线的阻抗值，与所述母线上流过的最大电流值之间的乘积，应小于或等于所述微电压检测模块可检测的最大电压值。在微电压检测模块可检测的最大电压值固定的情况下，通过调整预设长度段的母线的阻抗值，可以使得母线上流过的电流值不受限制，即无论母线上流过的电流值如何，均可以采用本发明实施例中的检测方法，得到检测结果。

比如，当所述微电压检测模块可检测的最大电压值为75mv、所述母线上流过的最大电流值为100A时，所述预设长度段的母线的阻抗值应小于0.75mΩ。

又如，当所述微电压检测模块可检测的最大电压值为75mv、所述母线上流过的最大电流值为500A时，所述预设长度段的母线的阻抗值应小于0.15mΩ。

以所述母线的材质为铜、横截面积为50mm²为例，所述预设长度段母线的长度，通常可以在小于0.44m的范围内取值。

需要说明的是，在具体实施中，可以先确定所述母线在预设长度段的阻抗，再检测预设长度段的母线的电压，也可以先检测预设长度段母线的电压，再确定所述母线在预设长度段的阻抗，还可以同时确定所述母线在预设长度段的阻抗，并检测预设长度段的母线的电压，具体执行顺序不作限定。

在具体实施中，将所述预设长度段的母线的电压值，与所述预设长度段的母线的阻抗值之间的比值，作为所述电池包当前的第一电流检测值。

现有技术中，使用电流传感器检测电池电流时，若电流传感器的量程为500A，精度为0.1A，则所检测到的电池电流最大只能为500A，精度为0.1A。电池电流更大时，无法使用量程为500A的电流传感器进行检测。要求的检测精度大于0.1A时，也无法使用精度为0.1A的电流传感器获得更高精度的电流检测结果。因此，电流检测结果受限于电流传感器的量程和精度。

相对于现有技术，本发明的方案，将同一长度段母线的电压值与阻抗值之间的比值，作为电池包当前的电流值，无需使用电流传感器，可以有效降低电流检测成本。并且，由于无需使用电流传感器，整个检测过程不受电流传感器的量程和精度的限制，无论电池电流大小如何，均可以准确得到检测结果，并可以满足精度的要求。

比如，当预设长度段的母线的电压值为30mv、所述预设长度段的母线的阻抗值为100Ω时，所述电池包当前的电流值I＝30mv/100Ω＝0.3A。

步骤12，获取所述电流传感器的采集结果，得到所述电池包当前的第二电流检测值。

在具体实施中，参照图2，电流传感器22通常位于负母线BUSBAR3上。电流传感器22与电池包21串联，并位于电池包21与地线之间。所述电流传感器22依据测量原理不同，可以分为分流器、电子式电流互感器等几种。其中，电子式电流互感器可以为霍尔传感器。

分流器及霍尔传感器直接输出结果均为电压值。比如，待测电流值范围在[0A，500A]时，所使用的分流器输出电压幅度大概在[-75mv，75mv]，霍尔传感器输出电压幅度大概在[0v，5V]。

在具体实施中，电流传感器22可以检测得到电流传感器22两端的电压并输出，从而可以将电流传感器22两端的电压与电流传感器22自身阻抗的比值，作为流经电流传感器22的电流值。由于电流传感器22与电池包21串联，故流经电流传感器22的电流值即电池包21当前的第二电流检测值。

步骤13，基于所述第一电流检测值及第二电流检测值，确定所述电池包当前的电流检测结果。

在具体实施中，所述基于所述第一电流检测值及第二电流检测值，确定所述电池包当前的电流检测结果，可以包括以下任意一种：

当所述第一电流检测值异常，但所述第二电流检测值正常时，将所述第二电流检测值作为所述电池包当前的电流检测结果；

当所述第一电流检测值正常，但所述第二电流检测值异常时，将所述第一电流检测值作为所述电池包当前的电流检测结果；

当所述第一电流检测值及第二电流检测值均正常时，将所述第一电流检测值及第二电流检测值中最小值，作为所述电池包当前的电流检测结果。

所谓第一电流检测值异常，比如，第一电流检测值一直为零，或者第一电流检测值一直为最大值，或者第一电流检测值无规则跳动(例如从零跳动至最大值)。本领域技术人员可以基于第一电流检测值的变化情况，确定第一电流检测值是否异常。

所谓第二电流检测值异常，比如，第二电流检测值一直为零，或者第二电流检测值一直为最大值，或者第二电流检测值无规则跳动(例如从零跳动至最大值)。本领域技术人员可以基于第二电流检测值的变化情况，确定第二电流检测值是否异常。

正常情况下的第一电流检测值，与正常情况下的第二电流检测值，二者之间的差值，通常是小于预设差值阈值的。所述预设差值阈值的取值范围可以为(-200A～200A)。也就是说，正常情况下的第一电流检测值，与正常情况下的第二电流检测值之间，差值较小。当所述第一电流检测值及第二电流检测值均正常时，可以将其中最小值，作为电池包当前的电流检测结果。

在一些实施例中，当所述第一电流检测值及第二电流检测值均正常时，由于第一电流检测值能够更好地满足电流精度及电流大小的需求，故可以将第一电流检测值作为电池包当前的电流检测结果。

当电流传感器获得的第二电流检测值出现问题，可根据第一电流检测值，得到电池包当前的电流值，而不仅仅因为第二电流检测值出现问题，即判定电流异常，由此可以大大降低因为电流检测问题出现的安全事故。同样地，当母线在预设长度段的第一电流检测值出现问题，可根据第二电流检测值，得到电池包当前的电流值，而不仅仅因为第一电流检测值出现问题，即判定电流异常，由此可以大大降低因为电流检测问题出现的安全事故。

由上述内容可知，本发明实施例中电池的电流检测方法，无需使用电流传感器，整个电流检测过程不受电流传感器的量程和精度的限制，在保证电流检测结果准确性的同时，电流检测成本明显降低。

为了使本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下对上述方法对应的电池电流检测装置及计算机可读存储介质进行详细描述。

参照图3，本发明实施例提供了一种电池电流检测装置30，所述装置30用于对电池包的电流值进行检测；所述电池包包括若干个电池组，每个电池组包括若干个单体电池；所述电池包内所有单体电池在母线上串联连接。所述母线上设置有与所述电池包串联的电流传感器。

所述装置30包括：第一检测单元31、第二检测单元32及确定单元33。

其中：

所述第一检测单元31，适于检测所述母线在预设长度段的电流值，作为所述电池包当前的第一电流检测值；

所述第二检测单元32，适于获取所述电流传感器的电流采集结果，作为所述电池包当前的第二电流检测值；

所述确定单元33，适于基于所述第一电流检测值及第二电流检测值，确定所述电池包当前的电流检测结果；

其中，所述电池包当前的第一电流检测值，为所述母线在预设长度段的电压与所述母线在预设长度段的阻抗之间的比值。

在本发明的一实施例中，参照图2，所述第一检测单元31可以通过电池信息采集模拟前端，检测所述母线在预设长度段的电压。具体地，第一检测单元31可以向电池信息采集模拟前端发送触发信号，触发电池信息采集模拟前端对母线在预设长度段的电压进行检测，并获取电池信息采集模拟前端输出的电压检测结果，进而第一检测单元31可以将电池信息采集模拟前端输出的电压检测结果与所述母线在预设长度段的阻抗之间的比值，得到第一电流检测值。

关于所述第一检测单元31具体如何获得第一电流检测值，可以参照上述关于步骤11的描述，此处不再赘述。

在本发明的一实施例中，参照图2，第二检测单元31可以与电流传感器22电连接，由此可以获取电流传感器22两端的电压值，从而将电流传感器22两端的电压值与电流传感器22自身的阻抗值之间的比值，作为第二电流检测值。

关于所述第二检测单元32具体如何获得第一电流检测值，可以参照上述关于步骤12的描述，此处不再赘述。

所述确定单元33可以当所述第一电流检测值异常，但所述第二电流检测值正常时，将所述第二电流检测值作为所述电池包当前的电流检测结果，或者当所述第一电流检测值正常，但所述第二电流检测值异常时，将所述第一电流检测值作为所述电池包当前的电流检测结果，或者当所述第一电流检测值及第二电流检测值均正常时，将所述第一电流检测值及第二电流检测值中最小值，作为所述电池包当前的电流检测结果。具体参照上述关于步骤13的描述，进行实施，此处不再赘述。

在具体实施中，所述电池电流检测装置30可以集成于BMS中。此时，BMS可以触发电池信息采集模拟前端对预设长度段母线进行电压检测，并获取检测结果，进而得到第一电流检测值。BMS也可以触发电流传感器进行电流检测，并得到第二电流检测值。BMS基于第一电流检测值及第二电流检测值，得到电池包当前的电流检测结果。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述方法的步骤，不再赘述。

在具体实施中，所述计算机可读存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

关于上述实施例中描述的各个装置、产品包含的各个模块/单元，其可以是软件模块/单元，也可以是硬件模块/单元，或者也可以部分是软件模块/单元，部分是硬件模块/单元。例如，对于应用于或集成于芯片的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于芯片模组的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于芯片模组的同一组件(例如芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片模组内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于终端的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于终端内同一组件(例如，芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于终端内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电池电流检测方法，其特征在于，所述方法用于对电池包的电流值进行检测；所述电池包包括若干个电池组，每个电池组包括若干个单体电池；所述电池包内所有单体电池在母线上串联连接；所述母线上设置有与所述电池包串联的电流传感器；所述方法包括：

检测所述母线在预设长度段的电流值，作为所述电池包当前的第一电流检测值；

获取所述电流传感器的采集结果，得到所述电池包当前的第二电流检测值；

基于所述第一电流检测值及第二电流检测值，确定所述电池包当前的电流检测结果；

其中，所述电池包当前的第一电流检测值，为所述母线在预设长度段的电压与所述母线在预设长度段的阻抗之间的比值。

2.如权利要求1所述的电池电流检测方法，其特征在于，使用电池信息采集模拟前端，检测所述母线在预设长度段的电压。

3.如权利要求2所述的电池电流检测方法，其特征在于，所述预设长度段的母线的阻抗值，与所述母线上流过的最大电流值之间的乘积，小于等于微电压检测模块可检测的最大电压值。

4.如权利要求1所述的电池电流检测方法，其特征在于，所述母线包括：与所述电池包阳极连接的正母线，以及与所述电池包阴极连接的负母线；所述预设长度段的母线位于所述负母线上。

5.如权利要求1所述的电池电流检测方法，其特征在于，所述预设长度段的母线的阻抗，在不同温度下的变化值，小于预设漂移阈值。

6.如权利要求1所述的电池电流检测方法，其特征在于，所述电池包当前的第二电流检测值，为所述电流传感器两端的电压与所述电流传感器自身阻抗的比值。

7.如权利要求1所述的电池电流检测方法，其特征在于，所述基于所述第一电流检测值及第二电流检测值，确定所述电池包当前的电流检测结果，包括以下任意一种：

当所述第一电流检测值异常，但所述第二电流检测值正常时，将所述第二电流检测值作为所述电池包当前的电流检测结果；

当所述第一电流检测值正常，但所述第二电流检测值异常时，将所述第一电流检测值作为所述电池包当前的电流检测结果；

当所述第一电流检测值及第二电流检测值均正常时，将所述第一电流检测值及第二电流检测值中最小值，作为所述电池包当前的电流检测结果。

8.一种电池电流检测装置，其特征在于，所述装置用于对电池包的电流值进行检测；所述电池包包括若干个电池组，每个电池组包括若干个单体电池；所述电池包内所有单体电池在母线上串联连接；所述母线上设置有与所述电池包串联的电流传感器；所述装置包括：

第一检测单元，适于检测所述母线在预设长度段的电流值，作为所述电池包当前的第一电流检测值；

第二检测单元，适于获取所述电流传感器的电流采集结果，作为所述电池包当前的第二电流检测值；

确定单元，适于基于所述第一电流检测值及第二电流检测值，确定所述电池包当前的电流检测结果；

其中，所述电池包当前的第一电流检测值，为所述母线在预设长度段的电压与所述母线在预设长度段的阻抗之间的比值。

9.如权利要求8所述的电池电流检测装置，其特征在于，所述第一检测单元通过电池信息采集模拟前端，检测所述母线在预设长度段的电压。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行，以实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

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