[发明专利]电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的电流传感器，以及该电流传感器在机动车中的用途。

背景技术

在机动车中，现在在许多点上进行电流测量。这些电流测量并入到闭环控制电路中，例如用于监控限值或者用于测量电池的充电和/或放电电流。在后一使用领域中，尤其要确定电池的充电状态。此外，借助于监控电池的内阻来获知关于电池状态的结论。这些包括电池的使用寿命和容量。

为了探索利用可再生能源的新驱动方式，关于电力和混合驱动集中了诸多研发。这里还进一步重点增加电池的充电状态和总体状态的检测。在这种情况下，需要测量电池的电流和电压。这里，电池电压高达1000V，放电电流高达600A。待测电流的动态范围例如从10mA至1000A，也就是说系数为1＊10^-5。精度通常要小于相对测量值的1%。为了不产生超高功率损耗，分流电阻的值限于最大100μΩ。

最广泛使用的电流测量是基于测量连接入电路的欧姆电阻器（分路）的两端电压。然而，在这种情况下，通常难以以所需精度覆盖所需的动态范围。通过示例的方式，在100μΩ电阻器、10mA电流的情况下，电压下降1μV，精确测量为1%。在1000A的情况下，电压下降100mV，这同样需要非常精确地测量。这首先需要高分辨率、精确的模数转换器；其次，由于非常低的电压以及强干扰的汽车环境，可产生涉及EMC强度的问题。这升高了成本。

发明内容

本发明基于的目的是，提供一种电流传感器，尤其在相对大的测量范围的情况下或者在待测电流的相对大的动态范围的情况下，其可相对具有成本效益地使用。

该目的根据本发明借助于权利要求1限定的电流传感器来实现。

本发明尤其是基于如下概念：设计电阻元件，以使得至少在电流传感器的限定测量范围内，如果通过电阻元件的电流增大则电阻元件的电阻减小，和/或如果通过电阻元件的电流减小则电阻元件的电阻增大。

优选地，电流传感器的设计基于以下需求，即所需的△I/△Bit的分辨率（除了比例因数）小于最大测量误差e。在这种情况下，△I是通过至少一个电阻元件的待测电流的变化，而△Bit是由下游连接的模数转换器限定的测量分辨率量。在这种情况下，最大测量误差e趋于保持恒定或者在任何时候都不超过相应测量值的p%，例如它们保持在1%以内。通过示例的方式，基于以下等式，从这些需求在理论上获得在测量电压和测量电流之间的期望或理想关系：

期望分辨率：ΔIΔD=p%·I=p%·Imax·D2n-1⇒(1):ΔI=p%·Imax·D2n-1ΔD]]>