一种分流器式的电流测量补偿方法、装置

文档序号:19103 发布日期:2021-09-21 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 一种分流器式的电流测量补偿方法、装置 (Shunt type current measurement compensation method and device ) 是由 高挺 于 2021-08-23 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种分流器式的电流测量补偿方法,包括以下步骤:在标准检验环境下,测量出分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻R-(th);设定分流器的初始参数;按照预设时间间隔采集第一温度采样点的温度T-a以及更新的分流器的电阻和电流;利用获取的电流和电阻计算分流器的耗散功率P;利用获取的耗散功率P以及采集的温度T-a得到分流器的实际温度T;利用分流器的线性拟合的公式计算漂移后的分流器的电阻;测量分流器电压U,利用测量得到的分流器电压U和获取的电阻根据欧姆定律计算,得到更新后的实时电流。本发明实现了通过利用上一时刻电流来补偿下一时刻电流,循环往复,实现减少电流本身对电流测量带来的影响,提高了电流测量精度。(The invention discloses a shunt type current measurement compensation method, which comprises the following steps: measuring the thermal resistance R between the output loop of the current divider and the first temperature sampling point under the standard test environment th (ii) a Setting initial parameters of the flow divider; collecting the temperature T of a first temperature sampling point according to a preset time interval a And updated shunt resistance and current; calculating the dissipation power P of the current divider by using the acquired current and the resistance; using the captured dissipated power P and the collected temperature T a Obtaining the actual temperature T of the current divider; calculating the resistance of the shunt after the drift by utilizing a linear fitting formula of the shunt; and measuring the voltage U of the shunt, and calculating according to ohm&#39;s law by using the measured voltage U of the shunt and the obtained resistance to obtain updated real-time current. The invention realizes current measurement by compensating current at the next moment by using current at the previous moment and realizing cyclic reciprocationThe influence brought by the quantity improves the current measurement precision.)

一种分流器式的电流测量补偿方法、装置

技术领域

本发明涉及汽车分流器

技术领域

,尤其涉及一种分流器式的电流测量补偿方法、装置。

背景技术

目前电动汽车用分流器式电流传感器其内部主要由电源供电模块、CAN通信、MCU、ADC模数转换以及分流器组成。在理想状态下电流流过分流器时产生的压差被ADC采集,在MCU内部计算出当时的电流值,但分流器具有电阻热温度系数,在不同的温度下电阻会产生一定的漂移。电阻值的偏移可以用以下公式表达:

R=R0+K(T-T0)

R0为初始阻值,k为温度系数,T0为初始温度。

目前为了弥补温度对电流测量带来的误差,通用做法是,在分流器附近增加温度探测点,再根据这个环境温度来查表去补偿电阻热温度系数带来的误差。

目前通过环境温度来查表补偿的办法的缺点是环境温度不代表分流器本身的温度,温度变化有一定的滞后性,分流器本身自发热也会带来误差,电流越大误差越大,而查表法不能实时的弥补自发热带来的测量影响。

发明内容

本发明针对上述现有的问题的一个或多个,提出一种分流器式的电流测量补偿方法、补偿装置。

根据本发明的一个方面,提供一种用于电动汽车的分流器式电流测量

补偿方法,包括以下步骤:

S100.利用精密电阻测量仪在标准检验环境下,测量出分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻Rth

S200.设定分流器的初始参数;

S300.按照预设时间间隔采集第一温度采样点的温度Ta以及更新的分

流器的电阻和电流;

S400.利用获取的电流和电阻计算分流器的耗散功率P:

S500.利用获取的耗散功率P以及采集的温度Ta得到分流器的实际温

度T;

S600.利用分流器的线性拟合的公式计算漂移后的分流器的电阻阻值;

S700.测量此时的分流器电压U,利用测量得到的分流器电压U和获取

的电阻根据欧姆定律计算,得到更新后的实时电流,返回至步骤S300。

在某些实施方式中,所述步骤S100,在标准检验环境下,测量出分流器的输出回路与第一温度采样点之间的热阻Rth,具体包括:

S101.将包括所述分流器的分流器式电流传感器放置于恒温箱中;

S102.将所述分流器式电流传感器与恒流源电性连接,形成通电回路;

将所述分流器式电流传感器和上位机通过CAN总线连接;

S103.在分流器上选取一个位置作为第二温度采样点,并在所述位置上涂上导热胶放置一个热电偶连接至温度采集器;

S104.通过获取的第一温度采样点温度以及第二温度采样点的温度,计算第一温度采样点和分流器之间的热阻。

在某些实施方式中,S104.通过获取的第一温度采样点温度以及第二温度采样点的温度,计算第一温度采样点和分流器之间的热阻,具体计算步骤为:

S1041.设置温度箱中的温度达到恒定状态;

S1042.在恒流源回路中设置恒定的电流流过分流器,计算出分流器的耗散功率P=IC 2R0,其中IC为设定的恒定电流,R0为分流器阻值;

S1043.通过上位机获取第一温度采样点的温度T1,通过温度采集器获取第二温度采样点的温度T2;

S1044.计算热阻Rth=(T2-T1)/P 。

在某些实施方式中,所述步骤500中,利用获取的耗散功率P得到分流器的实时温度T,具体包括:

利用获取的耗散功率P乘以热阻Rth得到温差,即温差ΔT=P×Rth;

将获取的第一温度采样点的温度Ta与获取的温差ΔT 相加得到分流器的实时温度T。

在某些实施方式中,所述步骤600中,分流器的线性拟合的公式为

R1=K(I2RRth+Ta-T0)R0+R0,其中,k为分流器温度系数,I为更新的实时电流,R为更新的分流器的电阻,R0为分流器在T0温度下的阻值,Rth为分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻,Ta为第一温度采样点温度,T0为初始温度,R1为漂移后的分流器的电阻阻值。

根据本发明的第二方面,提供一种分流器式电流测量补偿装置,包括

测量模块,用于测量出位于PCB电路板上的分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻Rth,并传输至数据采集模块;

初始化模块,用于设置分流器的初始参数;

数据采集模块,用于按照预设时间间隔采集第一温度采样点的温度Ta以及更新的分流器的电阻和电流;

第一数据计算模块,用于根据获取的电流和电阻计算分流器的耗散功率P;

第二数据计算模块,用于根据获取的耗散功率P乘以热阻Rth得到温差,即温差ΔT=P×Rth,将获取的第一温度采样点的温度Ta与获取的温差ΔT相加得到分流器的实时温度T;

数据处理模块,用于利用线性拟合的分流器的温度电阻的公式计算漂移后的电阻;

数据循环更新模块,用于利用测量得到的分流器电压U和获取的电阻

并根据欧姆定律计算,得到更新后的实时电流,返回至数据采集模块。

在某些实施方式中,数据采集模块包括:

温度采样单元,用于实时采集位于PCB电路板上的第一温度采样点的温度Ta,第一温度采样点设置在分流器的输出回路上;

数据采集单元,用于采集数据处理模块反馈的漂移后的电阻以及数据循环更新模块反馈的实时电流。

在某些实施方式中,数据采集模块还包括:

电压采样单元,用于测量分流器输出回路的实际电压,并传输至数据循环更新模块。

在某些实施方式中,分流器的线性拟合的公式为R1=K(I2RRth+Ta-T0)R0+R0,其中,k为分流器温度系数,I为更新的实时电流,R为更新的分流器的电阻,R0为分流器在T0温度下的阻值,Rth为分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻,Ta为第一温度采样点温度,T0为初始温度,R1为漂移后的分流器的电阻阻值。

根据本发明的第三方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的一种分流器式的电流测量补偿方法。

本发明的有益效果是:

本发明通过精密电阻测量仪测量出位于PCB电路板上的分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻Rth,数据采集模块按照预设时间间隔采集第一温度采样点的温度Ta以及更新的分流器的电阻和电流,第一数据计算模块根据获取的电流和电阻计算分流器的耗散功率P,第二数据计算模块根据第一数据计算模块获取的耗散功率P乘以热阻Rth得到温差,即温差ΔT=P×Rth,将获取的第一温度采样点的温度Ta与获取的温差ΔT 相加得到分流器的实时温度T,数据处理模块利用线性拟合的分流器的温度电阻的公式计算漂移后的电阻,从而数据循环更新模块利用测量得到的分流器电压U和获取的电阻并根据欧姆定律计算,得到更新后的实时电流。因此,本发明提供的电流测量补偿装置中,数据循环更新模块可以按照设定的时间间隔发送给数据采集模块,数据采集模块进行电流的循环采集更新,即实现了通过利用上一时刻电流来补偿下一时刻电流,循环往复,实现减少电流本身对电流测量带来的影响,提高了电流测量精度。

附图说明

图1为一种分流器式的电流测量补偿方法的流程示意图;

图2为一种分流器式的电流测量补偿方法的另一实施例的流程示意图;

图3为一种分流器式的电流测量补偿方法的另一实施例的流程示意图;

图4为一种分流器式的电流测量补偿方法的另一实施例的流程示意图;

图5为分流器式电流测量补偿装置的模块示意图;

图6为分流器式电流测量补偿装置的结构示意图。

通过上述附图,已示出本公开明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

下面结合附图对申请技术方案作进一步详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特性可以相互组合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例一

图1为本发明实施例提供一种分流器式的电流测量补偿方法,包括以下步骤:

S100.在标准检验环境下,测量出分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻Rth

S200.设定分流器的初始参数,初始参数具体包括分流器温度系数k,

分流器在T0温度下的阻值R0,分流器本体与温度采样点间的热阻 Rth等;

S300.按照预设时间间隔采集第一温度采样点的温度Ta以及更新的分

流器的电阻和电流,由此通过设定的预设时间间隔进行采样温度、电阻和电流;

S400.利用获取的电流和电阻计算分流器的耗散功率P;

S500.利用获取的耗散功率P以及采集温度Ta得到分流器实际温度T;

S600.利用分流器的线性拟合的公式计算漂移后的分流器的电阻阻值;

S700.测量此时的分流器电压U,利用测量得到的分流器电压U和获取

的电阻根据欧姆定律计算,得到更新后的实时电流,返回至步骤S300。

如图2所示,步骤S100,在标准检验环境下,测量出分流器的输出回路与第一温度采样点之间的热阻Rth,分流器与第一温度采样点均设置在PCB电路板上,第一温度采样点设置在分流器的输出回路上,可以采用温度探测元器件测量第一温度采样点的温度,具体包括:

S101.将包括分流器的分流器式电流传感器放置于恒温箱中,分流器式电流传感器包括分流器、温度传感器等元器件;

S102.将分流器式电流传感器与恒流源电性连接,形成通电回路;

将分流器式电流传感器和上位机通过CAN总线连接;

S103.在分流器上选取一个位置作为第二温度采样点,并在位置上涂上导热胶放置一个热电偶连接至温度采集器;

S104.通过获取的第一温度采样点温度以及第二温度采样点的温度,计算第一温度采样点和分流器之间的热阻。

如图3所示,S104.通过获取的第一温度采样点温度以及第二温度采样点的温度,计算第一温度采样点和分流器之间的热阻,具体计算步骤为:

S1041.设置温度箱中的温度达到恒定状态;

S1042.在恒流源回路中设置恒定的电流流过分流器,计算出分流器的耗散功率 P=IC 2R0,其中IC为设定的恒定电流,R0为分流器阻值;

S1043.通过上位机获取第一温度采样点的温度T1,通过温度采集器获取第二温度采样点的温度T2;

S1044.计算热阻 Rth=(T2-T1)/P。

具体地,步骤100中,标准检验环境为标准温度在T=20±5℃、相对湿度在45~65%范围内的清洁环境。由此,保证测量热阻过程中的环境温度和湿度,电流测量更为准确。

如图4所示,步骤500中,利用获取的耗散功率P得到分流器的实时温度T,包括:S501.利用获取的耗散功率P乘以热阻Rth得到温差,即温差ΔT=P×Rth;

S502.将获取的第一温度采样点的温度Ta与获取的温差ΔT 相加得到分流器的实时温度T。

分流器在PCB电路板上的热阻用Rth表示,其自身消耗的功率P=I2R ,

自发热产生的温差为ΔT=P×Rth,因自发热分流器产生的电阻漂移 R1=KI2RRthR0 ,测量分流器产生的电压发生的偏移ΔU=IR1=KI3RRthR0,由此,获取分流器测量电流的误差和流过其自身电流的方成正比关系,因此,采用本方法可以减少电流本身对电流测量带来的影响。

步骤600中,分流器的线性拟合的公式R1=K(I2RRth+Ta-T0)R0+R0,其中,k为分流器温度系数,I为更新的实时电流,R为更新的分流器的电阻,R0为分流器在T0温度下的阻值,Rth为分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻,Ta为第一温度采样点温度,T0为初始温度,R1为漂移后的分流器的电阻阻值。由此,通过以上线性拟合公式测量出漂移后的分流器的电阻阻值。

在本实施例中,本发明通过测量出分流器的输出回路与第一温度采样

点间的热阻Rth,利用上一时刻电流计算耗散功率计算获取分流器的耗散功率P以及温差,通过温度探测元器件采集第一温度采样点的实时温度,将实时温度和获取的温差相加得出分流器实时温度,从而通过获取的分流器实时温度 获取漂移的电阻阻值,因此,本发明通过利用上一时刻电流来补偿下一时刻电流,循环往复,实现减少电流在分流器上引起的发热对电流测量带来的影响。

实施例二

图5为本发明实施例提供一种分流器式电流测量补偿装置,包括:

测量模块,用于测量出位于PCB电路板上的分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻Rth,并传输至数据采集模块;初始化模块1,用于设置分流器的初始参数; 数据采集模块3,用于按照预设时间间隔采集第一温度采样点的温度Ta以及更新的分流器的电阻和电流;第一数据计算模块4,用于根据获取的电流和电阻计算分流器的耗散功率P;第二数据计算模块5,用于根据获取的耗散功率P乘以热阻Rth得到温差,即温差ΔT=P×Rth,将获取的第一温度采样点的温度Ta与获取的温差ΔT 相加得到分流器的实时温度T;数据处理模块6,用于利用线性拟合的分流器的温度电阻的公式计算漂移后的电阻;数据循环更新模块7,用于利用测量得到的分流器电压U和获取的电阻并根据欧姆定律计算,得到更新后的实时电流,返回至数据采集模块。

在本实施例中,本发明通过测量出位于PCB电路板上的分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻Rth,数据采集模块按照预设时间间隔采集第一温度采样点的温度Ta以及更新的分流器的电阻和电流,第一数据计算模块根据获取的电流和电阻计算分流器的耗散功率P,第二数据计算模块根据第一数据计算模块获取的耗散功率P乘以热阻Rth得到温差,即温差ΔT=P×Rth,将获取的第一温度采样点的温度Ta与获取的温差ΔT 相加得到分流器的实时温度T,数据处理模块利用线性拟合的分流器的温度电阻的公式计算漂移后的电阻,从而数据循环更新模块利用测量得到的分流器电压U和获取的电阻并根据欧姆定律计算,得到更新后的实时电流。因此,本发明提供的电流测量补偿装置中,数据循环更新模块可以按照设定的时间间隔发送给数据采集模块,数据采集模块进行电流的循环采集更新,即实现了通过利用上一时刻电流来补偿下一时刻电流,循环往复,实现减少电流本身对电流测量带来的影响,提高了电流测量精度。

如图6所示,测量模块采用如下的方式去构建;将分流器式电流传感器放置于恒温箱中,并将其连接到恒流源形成回路;同时分流器式电流传感器依次通过ADC、MCU、CAN通信单元和上位机通过CAN总线通信连接,分流器上选取一个位置作为第二温度采样点,在此位置涂上导热胶放置一个热电偶连接至温度采集器,然后通过以下步骤来计算第一温度采样点和分流器之间的热阻,具体包括:设置温度箱中的温度达到恒定状态;在恒流源回路中设置恒定的电流流过分流器,计算出分流器的耗散功率P=IC 2R0,其中IC为设定的恒定电流,R0为分流器阻值;通过上位机获取第一温度采样点的温度T1,通过温度采集器获取第二温度采样点的温度T2;计算热阻Rth=(T2-T1)/P。

如图所示,数据采集模块3还包括:温度采样单元,用于实时采集位于PCB电路板上的第一温度采样点的温度值Ta,第一温度采样点设置在分流器的输出回路上;数据采集单元,用于采集数据处理模块反馈的漂移后的电阻以及数据循环更新模块反馈的实时电流。电压采样单元,用于测量分流器输出回路的实际电压,并传输至数据循环更新模块;

分流器的线性拟合的公式为R1=K(I2RRth+Ta-T0)R0+R0,其中,k为分流器温度系数,I为更新的实时电流,R为更新的分流器的电阻,R0为分流器在T0温度下的阻值,Rth为分流器的输出回路与第一温度采样点间的热阻,Ta为第一温度采样点温度,T0为初始温度,R1为漂移后的分流器的电阻阻值。

本实施例所示的一种分流器式的电流测量补偿方法可在图中所示的实施例中的一种分流器式电流测量补偿装置中执行,其实现原理与技术效果相同,此处不再赘述。

本发明还提供一种计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的一种分流器式的电流测量补偿方法。

本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

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