专利名称：一种电池电流传感器故障诊断控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电池电流传感器短路断路的故障诊断控制方法，实现嵌入式 系统对混合动力汽车电池电流传感器状态监控、控制。
背景技术：
我国对进口石油的需求在国际油价大幅上升的状况下快速增加，2003年中国 MOO万辆汽车烧掉了 7000万吨汽油，占全国汽油消耗总量的85% .目前汽车耗油已占到 中国整个石油消费的1/3 ；估计到2020年，中国汽车产量将达到2000万辆左右，保有量超 过1. 3亿辆，将烧掉石油总量的60%。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、 采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理 先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括有混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车 (EV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等。在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。如果新能 源汽车得到快速发展，2020年以前节约和替代石油主要依靠发展先进柴油车、混合动力汽 车等实现。到2030年，新能源汽车的发展将节约石油7306万吨、替代石油9100万吨，节约 和替代石油共16406万吨，相当于将汽车石油需求削减41%。届时，生物燃料、燃料电池在 汽车石油替代中将发挥重要的作用。当前普遍使用的燃油发动机汽车动力利用率低，排放污染严重。在日益强调环境 保护的今天，新能源汽车成了一个不可替代的发展方向，特别是混合动力汽车以低排放的 优点逐步被大众所接受，技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电，但是现在 汽车电池安全性能似乎成了制约混合动力汽车发展的瓶颈，那么对于汽车电池安全性能的 检测和报告的方法就显得尤为重要，这也是我们应当跨越的技术障碍。

发明内容
铅酸蓄电池是许多大型仪器的动力源或应急电源，因此电池组的性能直接关系到 机器的正常运行。为了提高蓄电池的使用寿命。保证其可靠运行，需要经常对蓄电池参数 进行严格测量，以确保蓄电池组处于最佳的工作状况。本文主要是针铅酸蓄电池传感器方 面所遇到的问题所作的研究。就目前而言，每个电池控制器上都有很多传感器，有很多因素 可以影响电池的健康度，诸如温度、湿度、灰尘等，铅酸蓄电池一般由多个单体电池串联组 成，由于单体电池制造的差异性、使用环境的不同、放置时间等因素，电池在使用一段时间 后，电池单体性能的差异性会凸显，那么每个单体的放电电流会有差异性，在电池的使用过 程中，电流是一个最主要的控制对象，而电流传感器作为电流的监控者无疑成为重要的监 控对象，因此BMS的各种电流传感器故障的诊断显得尤为重要。而本发明的目的在于提供一种电池电流传感器故障诊断控制方法。具体技术方案如下
一种电池电流传感器故障诊断控制方法，采用如下步骤(1)电池管理系统BMS对电流传感器的电流和/或电压进行采集；(2)电池管理系统BMS对采集到的电流和/或电压进行计算；(3)当计算结果为低通道电流I = -37A和/或高通道电流I = -412A，或电压小 于0. 25V时，判定电流传感器发生故障。进一步地，进一步包括如下步骤(4)电池管理系统BMS进行报错；(5)电池管理系统BMS通过CAN传递报错信号至中央控制器HCU ；(6)中央控制器HCU控制仪表盘上的显示灯显示故障信号；进一步地，进一步包括如下步骤(7)驾驶人员看到报警后，检查电流传感器；(8)当发现故障后，更换新的电流传感器。进一步地，所述故障为断路故障。进一步地，所述断路故障包括信号采集线断路和供电电源线断路。进一步地，所述电池电流传感器属于电池管理系统BMS。进一步地，步骤(1)-(3)具体为电池管理系统BMS采用BMS电流信号采集硬件对 电流信号进行采集和计算；当低通道电流I = -37A和/或高通道电流I = -412A时，判定 电流传感器发生断路故障。进一步地，所述计算采用如下算法电流传感器的输出电压为0V，依据电流传感 器计算公式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。进一步地，步骤(1)-(3)具体为在电池管理系统BMS的BMS应用层里加上对电流 传感器采集到电压值的检测和判断模块；当电压小于0. 25V时，判定电流传感器发生断路故障。进一步地，所述计算采用如下算法电压Vout = 1. 2/65536*(39+12)/12*X = 5. 1/65536*X，其中X为传感器采集到的模拟信号经AD转换后由底层发送给应用层的数字 量AD转换芯片为16位，基准电压为1.2V。进一步地，传感器采集到电压范围是0. 25 4. 75V进一步地，当电压在0. 45V-4. 75V中时，采集量为有效值，当电压值小于0. 45V或 者大于4. 75V的时候，传感器可能短路，系统报警，需要更换器件。


图1为BMS电流信号采集硬件原理2为诊断流程图
具体实施例方式下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实 施例。本发明所涉及的BMS (电池管理系统)系统，是混合动力汽车(hybridElectricalVehicle)的一部分，它可以实现报警灯管理，系统功能限制或禁止等功能。本发 明用较为简单的方法实现了 BMS系统的电池电流传感器故障检测功能。通过CAN传递信号 给HCU(中央控制器)，并且在仪表盘上通过显示灯显示出来，让驾驶员一目了然的知道电 池的安全状况，以便在电池电流传感器出问题的时候更换。电流传感器断路指电流传感器的信号采集线或者供电电源线断开与电路板的连 接。电流传感器断路可分为信号采集线断路和供电电源线断路。电流传感器断路故障诊断应结合硬件电路图，以下是分析BMS电流信号采集硬件 原理图(附图1)，这决定了如果BMS控制器和电流传感器信号线发生断路，由电路原理图可 以计算电流传感器的输出电压为0V，依据电流传感器计算公式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，这分别超出电流 传感的采集范围，电流传感器采集出现故障。诊断流程图(附图2)电源线断路时，电流传感器直接不能正常工作，采集到 的电压值也是接近等于OV的值，经换算后的电流值，依据电流传感器计算公式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 围的，同样报警出错。对于电流传感器断路的监测和处理，可以在BMS应用层里加上对传感器采集到电 压值的检测和判断，有采集电流的硬件原理图可知，1. 2/65536*X = 12/(39+12)^Vout计算 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为传感器采集到的模拟信号经AD转换后由底层发送给应用层的数字量AD 转换芯片为16位，基准电压为1. 2V。查LEM s/14传感器技术参数可知，传感器采集到电压范围是0. 25 4. 75V，若是 采集到的电压值很小，几乎接近于O (暂标定小于0.25V)时，则传感器出现可能出现短路 故障，应用层报警输出。看到报警后，检查传感器，更换新器件。如图2所示，当电压在0. 45V-4. 75V中时，采集量为有效值，当电压值小于0. 45V 或者大于4. 75V的时候，传感器可能短路，系统报警，需要更换器件。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用 于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电池电流传感器故障诊断控制方法，其特征在于，采用如下步骤(1)电池管理系统BMS对电流传感器的电流和/或电压进行采集；(2)电池管理系统BMS对采集到的电流和/或电压进行计算；(3)当计算结果为低通道电流I= -37A和/或高通道电流I = -412A，或电压小于0.25V时，判定电流传感器发生故障。
2.如权利要求1所述的电池电流传感器故障诊断控制方法，其特征在于，进一步包括 如下步骤(4)电池管理系统BMS进行报错；(5)电池管理系统BMS通过CAN传递报错信号至中央控制器HCU；(6)中央控制器HCU控制仪表盘上的显示灯显示故障信号；
3.如权利要求2所述的电池电流传感器故障诊断控制方法，其特征在于，进一步包括 如下步骤(7)驾驶人员看到报警后，检查电流传感器；(8)当发现故障后，更换新的电流传感器。
4.如权利要求1-3中任一项所述的电池电流传感器故障诊断控制方法，其特征在于， 所述故障为断路故障。
5.如权利要求1-4中任一项所述的电池电流传感器故障诊断控制方法，其特征在于， 所述断路故障包括信号采集线断路和供电电源线断路。
6.如权利要求1-5中任一项所述的电池电流传感器故障诊断控制方法，其特征在于， 所述电池电流传感器属于电池管理系统BMS。
7.如权利要求1-5中任一项所述的电池电流传感器故障诊断控制方法，其特征在于， 步骤(1)-03)具体为电池管理系统BMS采用BMS电流信号采集硬件对电流信号进行采集 和计算；当低通道电流I = -37A和/或高通道电流I = -412A时，判定电流传感器发生断 路故障。
8.如权利要求7所述的电池电流传感器故障诊断控制方法，其特征在于，所述计算采 用如下算法电流传感器的输出电压为0V，依据电流传感器计算公式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.如权利要求1-5中任一项所述的电池电流传感器故障诊断控制方法，其特征在于， 步骤(1)-(3)具体为在电池管理系统BMS的BMS应用层里加上对电流传感器采集到电压值的检测和判断模块；当电压小于0. 25V时，判定电流传感器发生断路故障。
10.如权利要求9所述的电池电流传感器故障诊断控制方法，其特征在于，所述计算采 用如下算法电压Vout = 1. 2/65536* (39+12) /12*X = 5. 1/65536*X，其中X为传感器采集 到的模拟信号经AD转换后由底层发送给应用层的数字量AD转换芯片为16位，基准电压为1.2V。
全文摘要
本发明涉及一种电池电流传感器故障诊断控制方法，采用如下步骤电池管理系统BMS对电流传感器的电流和/或电压进行采集；电池管理系统BMS对采集到的电流和/或电压进行计算；当计算结果为低通道电流I＝-37A和/或高通道电流I＝-412A，或电压小于0.25V时，判定电流传感器发生故障。
文档编号G01R35/00GK102087345SQ20101056001
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者陈信强 申请人:奇瑞汽车股份有限公司