[发明专利]利用闭环反馈使用单极传感器的双向电流感测

说明书

技术领域

本申请总体上涉及利用闭环反馈使用单极传感器进行双向电流测量。

背景技术

混合动力电动车辆包括由多个电池单元串联或并联所构成的牵引电池。 牵引电池为汽车推进和附件特征(accessoryfeature)提供电力。功率是两个 要素的乘积：电压和电流。由于霍尔效应传感器的幅值连同车辆尺寸和成本 限制，霍尔效应传感器主要被用于监测牵引电池电流。

发明内容

公开了一种车辆，包括铁磁芯组件、导线、单极传感器和控制器。所述 铁磁芯组件限定缺口，并具有被配置为在缺口中产生基本磁场的线圈。所述 导线将牵引电池与电机连接。导线在缺口中发出(radiate)双向磁场。所述 单极传感器具有灵敏度范围并位于缺口内。单极传感器被配置为测量缺口中 的磁场强度。控制器被配置为使电流在线圈内流动以驱使磁场角度趋向于零。 线圈中电流的流动使净磁场强度处于灵敏度范围内。电流的大小与电机的扭 矩成正比，且电流的极性指示牵引电池电流的流向。

公开了一种控制牵引电池的方法，该方法包括：向线圈输出电流以在导 线穿过其中心的铁磁芯内感应基本磁场；以及通过闭环反馈调节电流，以使 净磁场通常保持在与所述铁磁芯操作性地布置的单极传感器的灵敏度范围 内。所述灵敏度范围的下阈值比期望流经导线的双向电流所感应的场强的最 大绝对值的两倍大。该方法进一步包括基于电流操作所述牵引电池。

根据本公开的实施例，所述方法还包括监测单极传感器的温度并基于所 述单极传感器的温度和单极传感器的温度漂移而改变线圈中流动的电流。

根据本公开的实施例，所述方法还包括测量由包括所述牵引电池的车辆 电气系统所产生的环境磁场，以及进一步调节所述线圈中的电流以对环境磁 场进行补偿。

一种车辆包括具有线圈的铁磁芯，铁磁芯限定缺口并被配置成在缺口中 集中净场。车辆还包括控制器，控制器被配置为使电流在线圈内流动，从而 净场相对于缺口中单极传感器的角度约为零，并且净场强度至少是缺口中从 导线发出的双向场强度的两倍。

本公开提供了一种车辆，包括：铁磁芯组件，该铁磁芯组件限定缺口并 具有被配置为在缺口中产生基本磁场的线圈；导线，将牵引电池与电机连接， 被配置为在缺口中发出双向磁场；单极传感器，具有灵敏度范围，位于缺口 内并被配置成在缺口中测量净磁场强度；以及控制器，被配置为使电流在线 圈内流动以驱使净磁场角度趋向于零，以使净磁场强度落在灵敏度范围内， 其中，电流的大小与电机的扭矩成正比，并且电流的极性指示牵引电池电流 的流向。

根据本公开的一个实施例，其中，单极传感器是巨磁阻(GMR)传感器。

根据本公开的一个实施例，其中，缺口中的净磁场是由双向磁场和所述 基本磁场形成。

根据本公开的一个实施例，其中，双向磁场是由导线内的双向电流感应 的。

根据本公开的一个实施例，所述车辆进一步包括连接到单极传感器的温 度传感器，其中所述控制器被进一步配置为监测单极传感器的温度并基于所 述单极传感器的温度和单极传感器的温度漂移而改变线圈中流动的电流。

根据本公开的一个实施例，进一步包括具有另一缺口的另一铁磁芯组件 以及位于所述另一缺口中的另一单极传感器，所述另一单极传感器被配置为 测量由车辆中电气系统所产生的环境磁场。

所述控制器被进一步配置为驱动线圈中的电流对环境磁场进行补偿。

附图说明

图1是描述典型动力传动系统和储能组件的混合动力汽车的示例性图 解；

图2是由电池能量控制模块所控制的电池组的示例性图解；

图3是采用闭环反馈的磁通集中磁芯中的单极磁传感器的示例性图解。

具体实施方式