专利名称：一种双路电源故障检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源故障检测领域，特别涉及一种用于混合动カ汽车和纯电动汽车上的双路电源故障检测系统。
背景技术：
目前，在混合动カ汽车和纯电动汽车汽车上，对于供电电源的故障的检测手段为将若干个电流传感器耦合至电源回路的接线端。而为了提供更加稳定和足够的功率，现用电源多为两路电源并联从而为驱动系统提供动力。对于两路电源，传统的方法需要将两个电流传感器耦合至两条电源回路上，依次对每条电源回路进行感应后再将感应信号传输至
控制器，这样不值需要多个电流传感器及其处理电路部件，増加了制造成本，而且控制器需要对两个不同的信号进行处理，増加了控制器的电路复杂程度以及控制器的工作方式的复杂程度，并且这样的处理方式由于需要控制器对多个信号进行分析从而导致的检测的结果不稳定。总之，现有的电源电路故障检测方式需要改进。

发明内容
本发明的目的是提供一种通过电流转向实现ー个电流传感器对两路电源进行故障检测的双路电源故障检测系统。本发明是采取以下技术方案实现的包括第一路电源，第二路电源，电流传感器，负载，控制电路。第一路电源由若干电源串联组成，各电源间的电势差的方向相同，第二路电源由若干电源串联组成，各电源间的电势差的方向相同；第一路电源的某一端耦合至电流传感器，第二路电源与第一路电源耦合至电流传感器那一端的电极极性相同的一端也耦合至电流传感器；第ニ路电源与电流传感器的耦合通路进行了导线的绕转，从而使第二路电源与电流传感器耦合后，第二路电源的输出电流与第一路电源的输出电流在经过电流传感器时，两电流的电流方向相反；经过电流传感器后的两路电源输出电路耦合至负载；电流传感器耦合至控制电路；第一路电源和第二路电源未与电流传感器耦合的那一端耦合至负载。第一路电源所包含的电源为直流电源；第二路电源所包含的电源为直流电源。第一路电源所包含的直流电源为电池或超级电容；第二路电源所包含的直流电源为电池或超级电容。第一路电源和第二路电源与负载的耦合方式为两路电源并联后耦合至负载，且电流传感器位于未合并为一路的两路电源输出电路上。第一路电源的各电源的电势差之和与第二路电源的各电源的电势差之和相等。电流传感器包含霍尔元件，第一路电源和第二电源的输出电路经过霍尔元件，霍尔元件产生感应电动势，并输出电压至控制电路。电流传感器在第一路电源和第二路电源正常工作时的输出电压为0V;在第一路电源或第二路电源工作异常时输出电压为正电压或负电压，电压的正负标示哪ー个路电源工作异常。控制电路包括处理电路模块、A/D转换模块以及MCU模块，控制电路接收电流传感器所输入的电压信号进行信号处理、判定及传输。本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下几个方面该双路电源故障检测系统，通过同极性端输出耦合至电流传感器，且其中一路输出电路在进入传感器前进行绕线，从而通过简单易行的电路结构实现了双路电源电流在电流传感器上的反方向耦合。该双路电源故障检测系统对两路电源的检测只需要安装ー个电流传感器，简化了 系统的结构，降低了系统的制造成本。该双路电源故障检测系统通过一个电流传感器的感应信号标示两路电源的工作情况，简化了控制电路对于检测信号的判断，简化了控制电路的电路结构和工作方式，減少了整个系统的制造成本。由于简化了故障检测系统的结构，从而增强了系统的可靠性。


图I是本发明的双路电源故障检测系统的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明实施例做进ー步详述，以下关于本发明的实施方式的描述只是示例性，并不是为了限制本发明的所要保护的主题，对于本发明所描述的实施例还存在的其他在权利要求保护范围内的变化，都属于本发明所需要保护的主題。对于本发明中所提到得“耦合”，根据电气、电子领域的定义，是指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从ー侧向另ー侧传输信号或能量的现象，概括的说耦合就是指两个或两个以上的实体相互依赖于对方的ー个量度。在本发明中可以理解为电压、电流等能量流的传输方式，根据各模块之间的不同情况下作用关系本发明的中的“耦合”可以进一歩理解为直接连接或间接连接。所以虽然本发明的实施例中公布了一种各个组件的示例性布局和结构，但该发明的保护主题内还包含在保护主题的范围内具有不同的耦合方式下的其他布局和结构。如附图1，其中，I是第一路电源，2是第二路电源，3是电流传感器，4是负载，5是控制电路。如图I所示，该双路电源检测系统包括第一路电源I，第二路电源2，电流传感器3，负载4，控制电路5。在附图所示的实施例中，我们列举的实施例为两路电源均由其正极端输出耦合至电流传感器3。由于从负极端耦合至电流传感器的原理和结构形式与从正极端均一致，故为了说明书的描述简洁，在此只列举此种形式。第一路电源I和第二路电源2均由若干的直流电源串联而成，且每一路电源的分电源间的电势差方向相同，即第一路电源I的每两个相邻的分电源之间的连接方式均为ー个电源的正极与另ー个电源的负极相连接，第二路电源2也是如此。第一路电源I的各分电源的电势差之和第二路电源2的各分电源的电势差之和相等，即两路电源的两端的电势差相等。第一路电源I和第二路电源2均有直流电源组成，第一路电源所包含的直流电源为电池或超级电容；第二路电源2所包含的直流电源为电池或超级电容。第一路电源I的正极端和第二路电源2的正极端各引出输出线，电流传感器3包含霍尔元件。第一路电源I的输出线经过电流传感器3所包含的霍尔元件，第一路电源2的也输出线也经过电流传感器3所包含的霍尔元件。第二路电源2的输出线在经过电流传感器3前输出线进行绕转，使得在负载相同的情况下，第二路电源2和第一路电源I经过电流传感器3的输出线中电流的方向相反的。两路电源的输出线经过电流传感器3后合并形成并联结点并耦合至负载4，两路电源的负极引出线也合并成并联结点并耦合至负载4，也就是说第一路电源I和第二路电源2并联后耦合至负载4，从而向负载4提供电能。负载4为电机等驱动系统以及汽车中的其他耗电器。在两路电源状态正常的情况下，由于其两端的电势差相同，负载相同，故第一路电源I的输出电流I1和第二路电源2的输出电流I2大小相同，而由于在经过电流传感器3前，第二路电源2的输出间进行了绕转，使得两路电源的输出线在经过电流传感器3时，以电流传感器3为參考点，输出线的电流的方向是相反的。从而使得电流I1和电流I2所产生的磁场在电流传感器3上的霍尔元件上时大小相同二方向相反的，从而使得电流传感器上因霍尔效应而产生的感应电压为0V。而当某一路电源工作异常时，其输出电流则也会发生变化，从而使电流传感器3的感应电压发生变化，使得电流传感器输出感应电压值。根据感应电压值可以标示那一路电源发生故障，因为两路电源由电池或电容组成，当为超级电容的情况时，当超级电容发生短路的故障时，其两极所负荷的电荷量急剧下降，电势差下降，从而使得其所在的那路电源的两端的总电势差下降，该路电源的输出电流下降；而当其发生断路的故障时，其所在的那路电源也为断路的状态，该路电源的输出电流为零；同样，当为电池的情况时，当电池发生短路的故障时，可将其视为导线，从而使得其所在的那路电源的两端的总电势差下降，该路电源的输出电流下降；而当其发生断路的故障时，其所在的那路电源也为断路的状态，该路电源的输出电流为零。在实际的电动汽车和混合动カ汽车的应用中，关于超级电容和电池的其他故障，所产生的结果也为使其所在的那路电源的总电势差减小或发生断路，而进ー步产生的结果都为使该路电源的输出电流減少或产生断路。电流传感器3连接至控制电路5，控制电路5包括处理电路、A/D转换模块、MCU模 块等，完成对电流传感器的输出信号的处理以及对故障的判定。设定电流I1小于电流I2吋，电流传感器3输出正电压，电流I2小于电流I1吋，电流传感器3输出负电压。而两个电流间的差值越大，输出的电压的幅值也就越大。故当电流传感器3输出正电压时，则为第一路电源I发生故障；电流传感器3输出负电压时，则为第二路电源2发生故障。设定ー个电压阈值，在确定了哪一路产生故障后，可继续根据电流传感器3的感应电压是否大于阈值确定故障类型，当电流传感器3输出的电压的幅值小于阈值时，为短路及其同类故障；大于阈值时断路故障。在混合动カ汽车或纯电动汽车的运行过程中，两路电源同时发生故障的情况在实际应用中极少发生，故本发明主要涉及的检测为对两路电源的某一路电源的故障检测。上文我们设定为电流I1小于电流I2吋，电流传感器3输出正电压，电流I2小于电流
I1时，电流传感器3输出负电压；而对于电流I1大于电流I2时，电流传感器3输出正电压，电流I2大于电流I1,电流传感器3输出负电压的情况，与上种情况的原理完全相同，故障判断方式也相同，对此种情况的理解为本技术领域内人员所公知，不会引起误解，在此不做描述。对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求 书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。
权利要求
1.ー种双路电源故障检测系统，包括第一路电源(1)，第二路电源(2)，电流传感器(3)，负载(4)，控制电路(5)，其特征在于第一路电源(I)由若干电源串联组成，各电源间的电势差的方向相同，第二路电源(2)由若干电源串联组成，各电源间的电势差的方向相同；第一路电源(I)的某一端耦合至电流传感器(3)，第二路电源(2)与第一路电源(I)耦合至电流传感器(3)那ー端的电极极性相同的一端也耦合至电流传感器(3);第二路电源(2)与电流传感器(3)的耦合通路进行了导线的绕转，使第二路电源(2)与电流传感器(3)耦合后，第二路电源(2)的输出电流与第一路电源(I)的输出电流在经过电流传感器(3)吋，两电流的电流方向相反；经过电流传感器(3)后的两路电源输出电路耦合至负载(4);电流传感器(3 )耦合至控制电路(5 );第一路电源(I)和第二路电源(2 )未与电流传感器(3 )耦合的那一端耦合至负载(4)。
2.根据权利要求I所述的双路电源故障检测系统，其特征在于所述第一路电源(I)所包含的电源为直流电源；第二路电源(2)所包含的电源为直流电源。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的双路电源故障检测系统，其特征在于所述第一路电源(I)所包含的直流电源为电池或超级电容；第二路电源(2)所包含的直流电源为电池或超级电容。
4.根据权利要求I或权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的双路电源故障检测系统，其特征在于所述第一路电源(I)和第二路电源(2)与负载(4)的耦合方式为两路电源并联后耦合至负载(4)，且电流传感器(3)位于未合并为一路的两路电源输出电路上。
5.根据权利要求I所述的双路电源故障检测系统，其特征在于所述第一路电源(I)的各电源的电势差之和与第二路电源(2)的各电源的电势差之和相等。
6.根据权利要求I所述的双路电源故障检测系统，其特征在于所述电流传感器(3)包含霍尔元件，第一路电源(I)和第二电源(2)的输出电路经过霍尔元件，霍尔元件产生感应电动势，并输出电压至控制电路(5)。
7.根据权利要求I或权利要求7所述的双路电源故障检测系统，其特征在于所述电流传感器(3)在第一路电源(I)和第二路电源(2)正常工作时的输出电压为OV;在第一路电源(I)或第二路电源(2)工作异常时输出电压为正电压或负电压，输出的电压的正负标示哪ー个路电源工作异常。
8.根据权利要求I所述的双路电源故障检测系统，其特征在于所述控制电路(5)包括处理电路模块、A/D转换模块以及MCU模块，控制电路(5)接收电流传感器(3)所输入的电压信号进行信号处理和故障判定。
全文摘要
本发明公布了一种双路电源故障检测系统，该系统包括第一路电源(1)，第二路电源(2)，电流传感器(3)，负载(4)，控制电路(5)。两路电源极性相同的一端耦合至电流传感器(3)，第二路电源(2)的输出电流与第一路电源(1)的输出电流在经过电流传感器(3)时，两电流的电流方向相反；经过电流传感器(3)后的两路电源输出电路耦合至负载(4)；电流传感器(3)耦合至控制电路(5)；第一路电源(1)和第二路电源(2)未与电流传感器(3)耦合的那一端耦合至负载(4)。发明旨在克服现有技术中的不足，提供一种结构简单可靠，可通过一个电流传感器实现对两路电源的工作情况进行有效的故障监测的故障检测系统。
文档编号G01R31/02GK102854476SQ201210328498
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者赵建虎, 高小二 申请人:天津市松正电动汽车技术股份有限公司