[发明专利]电池系统以及用于该电池系统的混合电流传感器

说明书

一种混合电流传感器可以包括：具有第一端和第二端的主导体，其中电流流动方向在第一端和第二端之间延伸；以及磁芯，所述磁芯至少部分地被围绕主导体的中间部分设置。磁芯可以在主导体的第一表面上方限定芯体间隙区域，其中芯片组件被设置在芯体间隙区域内。因此，在第一部分中，芯体间隙区域具有沿着垂直于电流流动方向的横向的第一间隙，并且其中在第二部分中，芯体间隙区域具有沿着横向的第二间隙，第二间隙大于第一间隙。

相关申请

本申请要求申请日期为2021年8月20日的中国专利申请号202110960920.8的优先权。

背景技术

在今天，目前用于电动汽车的电池系统的能力正在提高。混合动力汽车(HEV)和电动汽车(EV)采用固态电池，类似于智能手机电池，但是规模要大得多。电池管理系统(BMS)需要高精度的电流测量，以满足多种工作模式。车辆推进和电池充电是在高电流范围内操作的示例，而车辆关闭通信是在低电流范围内操作的示例。在一些示例中，可以支持HEV或EV中高达2000A或者更高的电流。可以使用各种传感器来监测电流，例如包括霍尔传感器。电池系统中的许多非接触式电流传感器可以基于对磁场的监测，其中传感器包括围绕电流导体的磁芯结构。鉴于在当今的HEV/EV电池系统中可以监测的电流范围很大，这些已知的传感器可能遭受测量误差，尤其是在高电流状态或低电流状态下。例如，对于某些传感器设计，由于磁芯饱和而导致的响应的线性度可能会在高电流水平下降低，而对于其它传感器设计，在低电流水平下可能生成过多的噪声。

关于这些和其它考虑，提供了本公开内容。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种混合电流传感器。混合电流传感器可以包括主导体，具有第一端和第二端，其中电流流动方向在第一端和第二端之间延伸。混合电流传感器可以包括：磁芯，至少部分地围绕主导体的中间部分设置，其中磁芯在主导体的第一表面上方限定芯体间隙区域；以及芯片组件，芯片组件被设置在芯体间隙区域内。因此，芯体间隙区域的第一部分可以包括沿着垂直于电流流动方向的横向的第一间隙，而芯体间隙区域的第二部分具有沿着该横向的第二间隙，该第二间隙大于第一间隙。

在又一个实施例中，电池系统可以包括在车辆中输出主电流的电池。电池系统可以包括混合电流传感器，其被耦合以沿着电流流动方向测量主电流。混合电流传感器可以包括具有第一端和第二端的汇流条结构；磁芯，至少部分地围绕汇流条结构设置，其中磁芯在汇流条的第一表面上方限定了芯体间隙区域。混合电流传感器还可以包括被设置在芯体间隙区域内的芯片组件。因此，第一部分中的磁芯可以沿着垂直于电流流动方向的第一横向平面限定C字型，而在第二部分中，磁芯沿着垂直于电流流动方向的第二横向平面限定了U字型。

在另一个实施例中，提供了一种混合电流传感器，包括汇流条结构，适于沿着电流流动方向传导主电流。混合电流传感器还可以包括磁芯，磁芯至少部分地围绕汇流条结构设置，磁芯在垂直于电流流动方向延伸的平面内具有U字型结构，其中U字型结构在汇流条结构的第一表面上方限定芯体间隙区域。混合电流传感器还可以包括芯片组件，其被设置在芯体间隙区域内，其中极片被设置在芯体间隙区域的第一部分内，并且其中没有极片被设置在芯体间隙区域的第二部分内。

附图说明

图1是根据示例性实施例的电池系统的代表图；

图2呈现了传感器布置的一个实施例的细节；

图3A示出了根据本公开的实施例的混合电流传感器的顶部透视图；

图3B示出了图3A的混合电流传感器的侧视图；

图3C示出了图3A的混合电流传感器的第一端视图；

图3D示出了图3A的混合电流传感器的第二端视图；

图3E示出了图3A的混合电流传感器的俯视图；

图4A示出了根据本公开的实施例的作为芯片组件部件的主导体电流的函数的电流磁场；