專利名稱：一種電池電流傳感器故障診斷控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電池電流傳感器短路斷路的故障診斷控制方法，實現(xiàn)嵌入式 系統(tǒng)對混合動力汽車電池電流傳感器狀態(tài)監(jiān)控、控制。
背景技術(shù)：
我國對進口石油的需求在國際油價大幅上升的狀況下快速增加，2003年中國 MOO萬輛汽車燒掉了 7000萬噸汽油，占全國汽油消耗總量的85% .目前汽車耗油已占到 中國整個石油消費的1/3 ；估計到2020年，中國汽車產(chǎn)量將達到2000萬輛左右，保有量超 過1. 3億輛，將燒掉石油總量的60%。新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、 采用新型車載動力裝置)，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理 先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括有混合動力汽車(HEV)、純電動汽車 (EV)、燃料電池汽車(FCEV)、氫發(fā)動機汽車以及燃氣汽車、醇醚汽車等等。在能源和環(huán)保的壓力下，新能源汽車無疑將成為未來汽車的發(fā)展方向。如果新能 源汽車得到快速發(fā)展，2020年以前節(jié)約和替代石油主要依靠發(fā)展先進柴油車、混合動力汽 車等實現(xiàn)。到2030年，新能源汽車的發(fā)展將節(jié)約石油7306萬噸、替代石油9100萬噸，節(jié)約 和替代石油共16406萬噸，相當(dāng)于將汽車石油需求削減41%。屆時，生物燃料、燃料電池在 汽車石油替代中將發(fā)揮重要的作用。當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動機汽車動力利用率低，排放污染嚴(yán)重。在日益強調(diào)環(huán)境 保護的今天，新能源汽車成了一個不可替代的發(fā)展方向，特別是混合動力汽車以低排放的 優(yōu)點逐步被大眾所接受，技術(shù)相對簡單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電，但是現(xiàn)在 汽車電池安全性能似乎成了制約混合動力汽車發(fā)展的瓶頸，那么對于汽車電池安全性能的 檢測和報告的方法就顯得尤為重要，這也是我們應(yīng)當(dāng)跨越的技術(shù)障礙。

發(fā)明內(nèi)容
鉛酸蓄電池是許多大型儀器的動力源或應(yīng)急電源，因此電池組的性能直接關(guān)系到 機器的正常運行。為了提高蓄電池的使用壽命。保證其可靠運行，需要經(jīng)常對蓄電池參數(shù) 進行嚴(yán)格測量，以確保蓄電池組處于最佳的工作狀況。本文主要是針鉛酸蓄電池傳感器方 面所遇到的問題所作的研究。就目前而言，每個電池控制器上都有很多傳感器，有很多因素 可以影響電池的健康度，諸如溫度、濕度、灰塵等，鉛酸蓄電池一般由多個單體電池串聯(lián)組 成，由于單體電池制造的差異性、使用環(huán)境的不同、放置時間等因素，電池在使用一段時間 后，電池單體性能的差異性會凸顯，那么每個單體的放電電流會有差異性，在電池的使用過 程中，電流是一個最主要的控制對象，而電流傳感器作為電流的監(jiān)控者無疑成為重要的監(jiān) 控對象，因此BMS的各種電流傳感器故障的診斷顯得尤為重要。而本發(fā)明的目的在于提供一種電池電流傳感器故障診斷控制方法。具體技術(shù)方案如下
一種電池電流傳感器故障診斷控制方法，采用如下步驟(1)電池管理系統(tǒng)BMS對電流傳感器的電流和/或電壓進行采集；(2)電池管理系統(tǒng)BMS對采集到的電流和/或電壓進行計算；(3)當(dāng)計算結(jié)果為低通道電流I = -37A和/或高通道電流I = -412A，或電壓小 于0. 25V時，判定電流傳感器發(fā)生故障。進一步地，進一步包括如下步驟(4)電池管理系統(tǒng)BMS進行報錯；(5)電池管理系統(tǒng)BMS通過CAN傳遞報錯信號至中央控制器HCU ；(6)中央控制器HCU控制儀表盤上的顯示燈顯示故障信號；進一步地，進一步包括如下步驟(7)駕駛?cè)藛T看到報警后，檢查電流傳感器；(8)當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障后，更換新的電流傳感器。進一步地，所述故障為斷路故障。進一步地，所述斷路故障包括信號采集線斷路和供電電源線斷路。進一步地，所述電池電流傳感器屬于電池管理系統(tǒng)BMS。進一步地，步驟(1)-(3)具體為電池管理系統(tǒng)BMS采用BMS電流信號采集硬件對 電流信號進行采集和計算；當(dāng)?shù)屯ǖ离娏鱅 = -37A和/或高通道電流I = -412A時，判定 電流傳感器發(fā)生斷路故障。進一步地，所述計算采用如下算法電流傳感器的輸出電壓為0V，依據(jù)電流傳感 器計算公式Vout = 2. 5+0. 067*低通道I和Vout = 3. 3+0. 008*高通道，算出I = -37A和 I = -412A。進一步地，步驟(1)-(3)具體為在電池管理系統(tǒng)BMS的BMS應(yīng)用層里加上對電流 傳感器采集到電壓值的檢測和判斷模塊；當(dāng)電壓小于0. 25V時，判定電流傳感器發(fā)生斷路故障。進一步地，所述計算采用如下算法電壓Vout = 1. 2/65536*(39+12)/12*X = 5. 1/65536*X，其中X為傳感器采集到的模擬信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后由底層發(fā)送給應(yīng)用層的數(shù)字 量AD轉(zhuǎn)換芯片為16位，基準(zhǔn)電壓為1.2V。進一步地，傳感器采集到電壓范圍是0. 25 4. 75V進一步地，當(dāng)電壓在0. 45V-4. 75V中時，采集量為有效值，當(dāng)電壓值小于0. 45V或 者大于4. 75V的時候，傳感器可能短路，系統(tǒng)報警，需要更換器件。


圖1為BMS電流信號采集硬件原理2為診斷流程圖
具體實施例方式下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進行詳細描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實 施例。本發(fā)明所涉及的BMS (電池管理系統(tǒng))系統(tǒng)，是混合動力汽車(hybridElectricalVehicle)的一部分，它可以實現(xiàn)報警燈管理，系統(tǒng)功能限制或禁止等功能。本發(fā) 明用較為簡單的方法實現(xiàn)了 BMS系統(tǒng)的電池電流傳感器故障檢測功能。通過CAN傳遞信號 給HCU(中央控制器)，并且在儀表盤上通過顯示燈顯示出來，讓駕駛員一目了然的知道電 池的安全狀況，以便在電池電流傳感器出問題的時候更換。電流傳感器斷路指電流傳感器的信號采集線或者供電電源線斷開與電路板的連 接。電流傳感器斷路可分為信號采集線斷路和供電電源線斷路。電流傳感器斷路故障診斷應(yīng)結(jié)合硬件電路圖，以下是分析BMS電流信號采集硬件 原理圖(附圖1)，這決定了如果BMS控制器和電流傳感器信號線發(fā)生斷路，由電路原理圖可 以計算電流傳感器的輸出電壓為0V，依據(jù)電流傳感器計算公式Vout = 2. 5+0. 067*1 (低通 道)和Vout = 3. 3+0. 008*1 (高通道)可以算出1 = -37A和I = -412A，這分別超出電流 傳感的采集范圍，電流傳感器采集出現(xiàn)故障。診斷流程圖(附圖2)電源線斷路時，電流傳感器直接不能正常工作，采集到 的電壓值也是接近等于OV的值，經(jīng)換算后的電流值，依據(jù)電流傳感器計算公式Vout = 2. 5+0. 067*1 和 Vout = 3. 3+0. 008*1 可以算出1 = -37A 和 I = -412A,也是超出量程范 圍的，同樣報警出錯。對于電流傳感器斷路的監(jiān)測和處理，可以在BMS應(yīng)用層里加上對傳感器采集到電 壓值的檢測和判斷，有采集電流的硬件原理圖可知，1. 2/65536*X = 12/(39+12)^Vout計算 Vout = 1. 2/65536* (39+12)/12*X，所以Vout = 1. 2/65536*(39+12)/12*X = 5. 1/65536*X其中X為傳感器采集到的模擬信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后由底層發(fā)送給應(yīng)用層的數(shù)字量AD 轉(zhuǎn)換芯片為16位，基準(zhǔn)電壓為1. 2V。查LEM s/14傳感器技術(shù)參數(shù)可知，傳感器采集到電壓范圍是0. 25 4. 75V，若是 采集到的電壓值很小，幾乎接近于O (暫標(biāo)定小于0.25V)時，則傳感器出現(xiàn)可能出現(xiàn)短路 故障，應(yīng)用層報警輸出?？吹綀缶?，檢查傳感器，更換新器件。如圖2所示，當(dāng)電壓在0. 45V-4. 75V中時，采集量為有效值，當(dāng)電壓值小于0. 45V 或者大于4. 75V的時候，傳感器可能短路，系統(tǒng)報警，需要更換器件。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進直接應(yīng)用 于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池電流傳感器故障診斷控制方法，其特征在于，采用如下步驟(1)電池管理系統(tǒng)BMS對電流傳感器的電流和/或電壓進行采集；(2)電池管理系統(tǒng)BMS對采集到的電流和/或電壓進行計算；(3)當(dāng)計算結(jié)果為低通道電流I= -37A和/或高通道電流I = -412A，或電壓小于0.25V時，判定電流傳感器發(fā)生故障。
2.如權(quán)利要求1所述的電池電流傳感器故障診斷控制方法，其特征在于，進一步包括 如下步驟(4)電池管理系統(tǒng)BMS進行報錯；(5)電池管理系統(tǒng)BMS通過CAN傳遞報錯信號至中央控制器HCU；(6)中央控制器HCU控制儀表盤上的顯示燈顯示故障信號；
3.如權(quán)利要求2所述的電池電流傳感器故障診斷控制方法，其特征在于，進一步包括 如下步驟(7)駕駛?cè)藛T看到報警后，檢查電流傳感器；(8)當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障后，更換新的電流傳感器。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的電池電流傳感器故障診斷控制方法，其特征在于， 所述故障為斷路故障。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的電池電流傳感器故障診斷控制方法，其特征在于， 所述斷路故障包括信號采集線斷路和供電電源線斷路。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的電池電流傳感器故障診斷控制方法，其特征在于， 所述電池電流傳感器屬于電池管理系統(tǒng)BMS。
7.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的電池電流傳感器故障診斷控制方法，其特征在于， 步驟(1)-03)具體為電池管理系統(tǒng)BMS采用BMS電流信號采集硬件對電流信號進行采集 和計算；當(dāng)?shù)屯ǖ离娏鱅 = -37A和/或高通道電流I = -412A時，判定電流傳感器發(fā)生斷 路故障。
8.如權(quán)利要求7所述的電池電流傳感器故障診斷控制方法，其特征在于，所述計算采 用如下算法電流傳感器的輸出電壓為0V，依據(jù)電流傳感器計算公式Vout = 2. 5+0. 067* 低通道 I 和 Vout = 3. 3+0. 008* 高通道，算出I = -37A 和 I = -412A。
9.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的電池電流傳感器故障診斷控制方法，其特征在于， 步驟(1)-(3)具體為在電池管理系統(tǒng)BMS的BMS應(yīng)用層里加上對電流傳感器采集到電壓值的檢測和判斷模塊；當(dāng)電壓小于0. 25V時，判定電流傳感器發(fā)生斷路故障。
10.如權(quán)利要求9所述的電池電流傳感器故障診斷控制方法，其特征在于，所述計算采 用如下算法電壓Vout = 1. 2/65536* (39+12) /12*X = 5. 1/65536*X，其中X為傳感器采集 到的模擬信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后由底層發(fā)送給應(yīng)用層的數(shù)字量AD轉(zhuǎn)換芯片為16位，基準(zhǔn)電壓為1.2V。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池電流傳感器故障診斷控制方法，采用如下步驟電池管理系統(tǒng)BMS對電流傳感器的電流和/或電壓進行采集；電池管理系統(tǒng)BMS對采集到的電流和/或電壓進行計算；當(dāng)計算結(jié)果為低通道電流I＝-37A和/或高通道電流I＝-412A，或電壓小于0.25V時，判定電流傳感器發(fā)生故障。
文檔編號G01R35/00GK102087345SQ20101056001
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者陳信強 申請人:奇瑞汽車股份有限公司