CN105698970B - 一种电池包温度检测电路故障诊断方法 - Google Patents

一种电池包温度检测电路故障诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车部件技术领域，提供了一种电池包温度检测电路故障诊断方法，包括：采集各温度传感器的温度值，剔除温度值大于第一预设温度或者小于第二预设温度的温度传感器的温度值；比较其余各温度传感器的温度值，得到最高温度值、次高温度值、最低温度值和次低温度值；若最高温度值与次高温度值之差、次低温度值与最低温度值之差均小于第三预设温度，且各温度传感器的温度变化率小于预设变化率，则输出最高温度值与最低温度值。本发明通过判断各温度传感器的温度值中最大温度值与次高温度值之差、次低温度值与最低温度值的之差，确定温度传感器即热敏电阻是否对地或者电源微短路，以保护单体电池的寿命和整车的性能。

Description

一种电池包温度检测电路故障诊断方法
技术领域
本发明属于汽车控制技术领域，具体涉及一种电池包温度检测电路故障诊断方法。
背景技术
电动汽车已经成为未来发展的趋势，电动汽车的一个核心部件为电池包，为了检测电池包的温度，通常电池包连接有电池包温度检测电路，包括有多个连接于电池包不同位置的热敏温度传感器，现有的电池包温度检测电路若热敏温度传感器的温度极高时，则等效于热敏温度传感器与电源发生短路；若热敏温度传感器的温度极低时，则等效于热敏温度传感器与地发生短路，对此需要进行故障诊断。通常先采集各热敏温度传感器的温度值，判断每个温度值是否大于125℃，或者小于-40℃，若均不满足，则比较各温度值，输出最高温度与最低温度；若某个或者几个温度值是大于125℃，或者小于-40℃，则输出该温度值对应的热敏温度传感器发生故障，去除该温度值后再进行其余各温度值的比较，输出剩余温度值的最高温度与最低温度。
现有的这种故障诊断仅对由于热敏温度传感器的温度极高或者极低造成的电源短路进行检测；而对于热敏电阻对于地或者电源的微短路则无法检测，该故障会导致热失稳误报或者热管理误动作，进而导致单体电池的寿命衰减和整车性能下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池包温度检测电路故障诊断方法，通过判断各温度传感器的温度值中最大温度值与次高温度值之差、次低温度值与最低温度值的之差，确定温度传感器即热敏电阻是否对地或者电源微短路，以避免热失稳误报和热管理误动作，进而保护单体电池的寿命和整车的性能。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电池包温度检测电路故障诊断方法，包括：
步骤S1：采集各温度传感器的温度值，剔除温度值大于第一预设温度或者小于第二预设温度的温度传感器的温度值；
步骤S2：比较其余各温度传感器的温度值，得到最高温度值、次高温度值、最低温度值和次低温度值；
步骤S3：若所述最高温度值与所述次高温度值之差、所述次低温度值与所述最低温度值之差均小于第三预设温度，且各所述温度传感器的温度变化率小于预设变化率，则输出所述最高温度值与所述最低温度值；
若所述最高温度值与所述次高温度值之差或者所述次低温度值与所述最低温度值之差不小于第三预设温度，或者存在温度传感器的温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器，则上报温度不均衡故障；
其中，所述第一预设温度为所述温度传感器与电源短接时的温度；所述第二预设温度为所述温度传感器与地短接的温度，且所述第一预设温度大于所述第二预设温度。
优选地，所述步骤S1还包括：
剔除温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器的温度值。
优选地，所述剔除温度值大于第一预设温度或者小于第二预设温度的温度传感器的温度值，和所述剔除温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器的温度值包括：
步骤S11：比较当前温度传感器的温度值是否大于所述第一预设温度；
步骤S12：若所述当前温度传感器的温度值不大于所述第一预设温度，比较所述当前温度传感器的温度是否小于所述第二预设温度；
若所述当前温度传感器的温度值大于所述第一预设温度，上报所述当前温度传感器故障，并剔除所述当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
步骤S13：若所述当前温度传感器的温度值不小于所述第二预设温度，比较所述当前温度传感器的温度变化率是否大于所述预设变化率；
若所述当前温度传感器的温度值小于所述第二预设温度，上报所述当前温度传感器故障，剔除所述当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
步骤S14：若所述当前温度传感器的温度变化率大于所述预设变化率，上报所述当前温度传感器故障，剔除所述当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
若所述当前温度传感器的温度变化率不大于所述预设变化率，存储所述当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
步骤S15：判断所述当前温度传感器是否为最后一个温度传感器；
步骤S16：若所述当前温度传感器为最后一个温度传感器，转入步骤S2执行；
若所述当前温度传感器不为最后一个温度传感器，将下一温度传感器设为所述当前温度传感器，返回步骤S11执行。
优选地，所述步骤S3包括：
步骤S31：比较所述最高温度值与次高温度值之差是否小于所述第三预设温度；
步骤S32：若所述最高温度值与所述次高温度值之差小于所述第三预设温度，比较所述次低温度值与所述最低温度值之差是否小于所述第三预设温度；
若所述最高温度值与所述次高温度值之差不小于所述第三预设温度，上报温度不均衡故障，执行步骤S34；
步骤S33：若所述次低温度值与所述最低温度值之差小于所述第三预设温度，执行步骤S34；
若所述次低温度值与所述最低温度值之差不小于所述第三预设温度，上报温度不均衡故障，执行步骤S34；
步骤S34：依次比较每一个温度传感器的温度变化率是否大于所述预设变化率；
步骤S35：若存在温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器，则上报温度不均衡故障；
若不存在温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器，则输出所述最高温度值与所述最低温度值。
优选地，所述第一预设温度为125℃。
优选地，所述第二预设温度为-40℃。
优选地，所述第三预设温度为5℃。
优选地，所述预设变化率为20℃/s。
本发明的有益效果在于：
本发明首先剔除不合理的温度传感器，使剩余的温度传感器的温度值均在正常值内，即均不大于第一预设温度且不小于第二预设温度，然后得到最高温度值与次高温度值之差、次低温度值与最低温度值之差，通过对两个差值的分析，若次低温度值与最低温度值之差较大，即最低温度值与其它温度传感器的温度值偏差较大，则判断为温度传感器微短接地或者微开路地；若最高温度值与次高温度值之差较大，即最高温度值与其它温度传感器的温度值偏差较大，则判断为温度传感器微短接电源或者微开路电源，从而避免热失稳误报和热管理误动作，进而保护单体电池的寿命和整车的性能。
附图说明
图1是本发明所提供的电池包温度检测电路故障诊断方法一种具体实施方式的流程图；
图2是本发明所提供的电池包温度检测电路故障诊断方法另一种具体实施方式的流程图；
图3是本发明所提供的电池包温度检测电路故障诊断方法一种具体实施方式***图；
图4是本发明所提供的电池包温度检测电路故障诊断方法一种具体实施方式单个温度传感器的电路图。
附图标记：
在图1-图4中：
1、电池管理***，NTC1、第一温度传感器，NTC2、第二温度传感器，NTC3、第三温度传感器，NTC4、第四温度传感器，NTC5、第五温度传感器，NTC6、第六温度传感器，NTC7、第七温度传感器，NTC8、第八温度传感器，AN1、第一温度信号检测端口，AN2、第二温度信号检测端口，AN3、第三温度信号检测端口，AN4、第四温度信号检测端口，AN5、第五温度信号检测端口，AN6、第六温度信号检测端口，AN7、第七温度信号检测端口，AN8、第八温度信号检测端口，RC2、第二电阻，RC3、第三电阻，CC1、电容，GND、地，UC1、运算放大器，TEMP_AD、温度检测端口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1-图2，在一种具体实施方式中，本发明所提供的一种电池包温度检测电路故障诊断方法，其特征在于，包括：
步骤S1：采集各温度传感器的温度值，剔除温度值大于第一预设温度或者小于第二预设温度的温度传感器的温度值；
步骤S2：比较其余各温度传感器的温度值，得到最高温度值、次高温度值、最低温度值和次低温度值；
步骤S3：若最高温度值与次高温度值之差、次低温度值与最低温度值之差均小于第三预设温度，且各温度传感器的温度变化率小于预设变化率，则输出最高温度值与最低温度值；
若最高温度值与次高温度值之差或者次低温度值与最低温度值之差不小于第三预设温度，或者存在温度传感器的温度变化率大于预设变化率的温度传感器，即最高温度值与次高温度值之差不小于第三预设温度、次低温度值与最低温度值之差不小于第三预设温度、存在温度传感器的温度变化率大于预设变化率的温度传感器三者有一者满足，则上报温度不均衡故障；
其中，第一预设温度为所述温度传感器与电源短接时的温度；第二预设温度为温度传感器与地短接的温度，且第一预设温度大于第二预设温度。
上述实施例首先剔除不合理的温度传感器，使剩余的温度传感器的温度值均在正常值内，即均不大于第一预设温度且不小于第二预设温度，然后得到最高温度值与次高温度值之差、次低温度值与最低温度值之差，通过对两个差值的分析，若次低温度值与最低温度值之差较大，即最低温度值与其它温度传感器的温度值偏差较大，则判断为温度传感器微短接地或者微开路地；若最高温度值与次高温度值之差较大，即最高温度值与其它温度传感器的温度值偏差较大，则判断为温度传感器微短接电源或者微开路电源，从而避免热失稳误报和热管理误动作，进而保护单体电池的寿命和整车的性能。
其中，温度传感器为热敏温度传感器。
步骤S1还包括：
剔除温度变化率大于预设变化率的温度传感器的温度值。
由于未出现故障时，单个温度传感器的温度变化较小，因此通过上述流程，即可判断该温度传感器的数据是否有效，以保证后续故障判断的准确性。
剔除温度值大于第一预设温度或者小于第二预设温度的温度传感器的温度值，和剔除温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器的温度值包括：
步骤S11：比较当前温度传感器的温度值是否大于所述第一预设温度；
步骤S12：若当前温度传感器的温度值不大于所述第一预设温度，比较当前温度传感器的温度是否小于第二预设温度；
若当前温度传感器的温度值大于第一预设温度，上报当前温度传感器故障，并剔除当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
步骤S13：若当前温度传感器的温度值不小于所述第二预设温度，比较当前温度传感器的温度变化率是否大于预设变化率；
若当前温度传感器的温度值小于第二预设温度，上报当前温度传感器故障，剔除当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
步骤S14：若当前温度传感器的温度变化率大于预设变化率，上报当前温度传感器故障，剔除当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
若当前温度传感器的温度变化率不大于预设变化率，存储当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
步骤S15：判断当前温度传感器是否为最后一个温度传感器；
步骤S16：若当前温度传感器为最后一个温度传感器，转入步骤S2执行；
若当前温度传感器不为最后一个温度传感器，将下一温度传感器设为当前温度传感器，返回步骤S11执行。
通过该步骤逐一判断温度传感器是否存在故障，且每一个温度传感器依次进行与第一预设温度、第二预设温度和预设变化率的比较，只要前者不满足，则说明该温度传感器出现故障，直接去除其温度值，而不进行后续的判断，依次节省程序，节省整个判断程序的时间。当然对于每一个温度传感器也可以均进行上述三者的比较。
剔除温度值大于第一预设温度或者小于第二预设温度的温度传感器的温度值，和剔除温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器的温度值后，有效的温度值为n个，采用常用的算法得到最高温度值、次高温度值、最低温度值和次低温度值。
步骤S3包括：
步骤S31：比较最高温度值与次高温度值之差是否小于第三预设温度；
步骤S32：若最高温度值与次高温度值之差小于第三预设温度，比较次低温度值与最低温度值之差是否小于第三预设温度；
若最高温度值与次高温度值之差不小于第三预设温度，上报温度不均衡故障，执行步骤S34；
步骤S33：若次低温度值与最低温度值之差小于第三预设温度，执行步骤S34；
若次低温度值与最低温度值之差不小于第三预设温度，上报温度不均衡故障，执行步骤S34；
步骤S34：依次比较每一个温度传感器的温度变化率是否大于预设变化率；
步骤S35：若存在温度变化率大于预设变化率的温度传感器，则上报温度不均衡故障；
若不存在温度变化率大于预设变化率的温度传感器，则输出最高温度值与最低温度值。
通过该步骤能够进一步节省故障判断的程序。
第一预设温度为125℃。通过试验得到，该温度值能够更好地防止出现温度传感器的采集线有短接到电源的状态出现。
第二预设温度为-40℃。通过试验得到，该温度值能够更好地防止出现温度传感器的采集线有短接到地的状态出现。
第三预设温度为5℃。通过试验标定，该数值更好地防止出现温度传感器的采集线有短接到电源或者地的状态出现。
预设变化率为20℃/s。通过试验标定，该数值更好地防止出现温度传感器的采集线有短接到电源或者地的状态出现。
参照图3，电池包温度检测电路包括电池管理***1，电池管理***1设有温度信号检测口，如第一温度信号检测端口AN1、第二温度信号检测端口AN2、第三温度信号检测端口AN3、第四温度信号检测端口AN4、第五温度信号检测端口AN5、第六温度信号检测端口AN6、第七温度信号检测端口AN7、第八温度信号检测端口AN8；每一个温度信号检测口连接一个热敏温度传感器，如第一温度信号检测端口AN1连接第一温度传感器NTC1，第二温度信号检测端口AN2连接第二温度传感器NTC2，第三温度信号检测端口AN3连接第三温度传感器NTC3，第四温度信号检测端口AN4连接第四温度传感器NTC4，第五温度信号检测端口AN5连接第五温度传感器NTC5，第六温度信号检测端口AN6连接第六温度传感器NTC6，第七温度信号检测端口AN7连接第七温度传感器NTC7，第八温度信号检测端口AN8连接第八温度传感器NTC8；每一个热敏温度传感器与电池管理***1的电路图，参考图4，为第一温度传感器NTC1的检测电路图：电池管理***1提供一个5VREF的电源，连接于第一温度传感器NTC1的一端，第一温度传感器NTC1的另一端与第三电阻RC3的一端连接，第三电阻RC3的另一端接地GND，以与第一温度传感器NTC1对电源5VREF分压。第三电阻RC3并联有第二电阻RC2与电容CC1构成的RC滤波电路，为防止电路板的布板面积过大或者过长对反馈信号造成的影响。整个电路还增加有运算放大器UC1构成的电压跟随电路，其输出端连接于温度检测端口TEMP_AD。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (8)

1.一种电池包温度检测电路故障诊断方法，其特征在于，包括：
步骤S1：采集各温度传感器的温度值，剔除温度值大于第一预设温度或者小于第二预设温度的温度传感器的温度值；
步骤S2：比较其余各温度传感器的温度值，得到最高温度值、次高温度值、最低温度值和次低温度值；
步骤S3：若所述最高温度值与所述次高温度值之差、所述次低温度值与所述最低温度值之差均小于第三预设温度，且各所述温度传感器的温度变化率小于预设变化率，则输出所述最高温度值与所述最低温度值；
若所述最高温度值与所述次高温度值之差或者所述次低温度值与所述最低温度值之差不小于第三预设温度，或者存在温度传感器的温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器，则上报温度不均衡故障；
其中，所述第一预设温度为所述温度传感器与电源短接时的温度；所述第二预设温度为所述温度传感器与地短接的温度，且所述第一预设温度大于所述第二预设温度。
2.根据权利要求1所述的电池包温度检测电路故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
剔除温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器的温度值。
3.根据权利要求2所述的电池包温度检测电路故障诊断方法，其特征在于，所述剔除温度值大于第一预设温度或者小于第二预设温度的温度传感器的温度值，和所述剔除温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器的温度值包括：
步骤S11：比较当前温度传感器的温度值是否大于所述第一预设温度；
步骤S12：若所述当前温度传感器的温度值不大于所述第一预设温度，比较所述当前温度传感器的温度是否小于所述第二预设温度；
若所述当前温度传感器的温度值大于所述第一预设温度，上报所述当前温度传感器故障，并剔除所述当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
步骤S13：若所述当前温度传感器的温度值不小于所述第二预设温度，比较所述当前温度传感器的温度变化率是否大于所述预设变化率；
若所述当前温度传感器的温度值小于所述第二预设温度，上报所述当前温度传感器故障，剔除所述当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
步骤S14：若所述当前温度传感器的温度变化率大于所述预设变化率，上报所述当前温度传感器故障，剔除所述当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
若所述当前温度传感器的温度变化率不大于所述预设变化率，存储所述当前温度传感器的温度值，执行步骤S15；
步骤S15：判断所述当前温度传感器是否为最后一个温度传感器；
步骤S16：若所述当前温度传感器为最后一个温度传感器，转入步骤S2执行；
若所述当前温度传感器不为最后一个温度传感器，将下一温度传感器设为所述当前温度传感器，返回步骤S11执行。
4.根据权利要求2所述的电池包温度检测电路故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31：比较所述最高温度值与次高温度值之差是否小于所述第三预设温度；
步骤S32：若所述最高温度值与所述次高温度值之差小于所述第三预设温度，比较所述次低温度值与所述最低温度值之差是否小于所述第三预设温度；
若所述最高温度值与所述次高温度值之差不小于所述第三预设温度，上报温度不均衡故障，执行步骤S34；
步骤S33：若所述次低温度值与所述最低温度值之差小于所述第三预设温度，执行步骤S34；
若所述次低温度值与所述最低温度值之差不小于所述第三预设温度，上报温度不均衡故障，执行步骤S34；
步骤S34：依次比较每一个温度传感器的温度变化率是否大于所述预设变化率；
步骤S35：若存在温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器，则上报温度不均衡故障；
若不存在温度变化率大于所述预设变化率的温度传感器，则输出所述最高温度值与所述最低温度值。
5.根据权利要求1所述的电池包温度检测电路故障诊断方法，其特征在于，所述第一预设温度为125℃。
6.根据权利要求1所述的电池包温度检测电路故障诊断方法，其特征在于，所述第二预设温度为-40℃。
7.根据权利要求1所述的电池包温度检测电路故障诊断方法，其特征在于，所述第三预设温度为5℃。
8.根据权利要求1所述的电池包温度检测电路故障诊断方法，其特征在于，所述预设变化率为20℃/s。
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