CN105301336B - 一种基于双通道电流传感器的信号采集及故障判断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于双通道电流传感器的信号采集及故障判断方法，包括：单片机读取第一电流量程输出电流值和第二电流量程输出电流值；如果所述第一电流量程输出电流值大于所述电流阈值或者所述第二电流量程输出电流值大于等于所述电流阈值，则上报所述第二电流量程输出电流值；如果所述第一电流量程输出电流值小于等于所述电流阈值并且所述第二电流量程输出电流值小于等于所述电流阈值，则计算所述第一电流量程输出电流值与所述第二电流量程输出电流值的差值的绝对值，如果所述绝对值小于等于所述电流校验值，则上报所述第一电流量程输出电流值。

Description

一种基于双通道电流传感器的信号采集及故障判断方法
技术领域
本发明涉及电动汽车电池管理技术领域，尤其涉及一种基于双通道电流传感器的信号采集及故障判断方法。
背景技术
电动汽车是未来汽车发展的新方向，其中电池管理系统则是电动汽车的最核心零部件。在电动汽车的电池管理系统架构中，电池管理系统的主要功能是用于采集电池相关的信息，以便确认电池单体的运行状态。
如图1所示，现有技术中，电池管理系统通常采用一款双量程霍尔型电流传感器进行单体电压的采集的接口电路。当电流为零时，双量程霍尔型电流传感器的第一电流量程和第二电流量程的输出均为2.5V。电流为正向电流时，第一电流量程的电流检测通道输出电压与电流关系为：电压值＝2.5V+5.7mv/A×电流值，第二电流量程的电流检测通道的输出电压与电流关系为：电压值＝2.5V+66.7mv/A×电流值。电流为负向电流时，第一电流量程的电流检测通道输出电压与电流关系为：电压值＝2.5V-5.7mv/A×电流值，第二电流量程的电流检测通道的输出电压与电流关系为：电压值＝2.5V-66.7mv/A×电流值。
但是，在双量程电流传感器的采集过程中，往往会出现因为软件的采集时序问题而导致的电流采集问题，例如第一电流量程和第二电流量程所指示的电流值具有不一致性，从而会导致单片机主程序无法判定电流采集值的真实有效性。
因此必须将两个通道的检测电流值相互进行比较，从而可以很好地实现两个通道之间的检测校验，确保系统检测信息的可靠性及容错性能。
发明内容
为了可以实现双通道电流传感器的单体电压采集通道之间的检测有效性，本发明提供一种基于双通道电流传感器的信号采集及故障判断方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于双通道电流传感器的信号采集及故障判断方法，包括：
单片机读取第一电流量程输出电流值和第二电流量程输出电流值；
判断所述第一电流量程输出电流值和第二电流量程输出电流值是否均小于等于电流阈值：
如果所述第一电流量程输出电流值大于所述电流阈值或者所述第二电流量程输出电流值大于等于所述电流阈值，则上报所述第二电流量程输出电流值；
如果所述第一电流量程输出电流值小于等于所述电流阈值并且所述第二电流量程输出电流值小于等于所述电流阈值，则：
计算所述第一电流量程输出电流值与所述第二电流量程输出电流值的差值；
并判定所述差值的绝对值是否小于等于电流校验值：
如果所述绝对值小于等于所述电流校验值，则上报所述第一电流量程输出电流值，如果所述绝对值大于所述电流校验值，则上报所述双通道电流传感器故障。
优选地，所述单片机通过两个模拟信号输入端读取所述第一电流量程输出电流值和所述第二电流量程输出电流值。
优选地，所述判断所述第一电流量程输出电流值和第二电流量程输出电流值是否均小于等于电流阈值是通过单片机内部的采集电流调度程序来判定的。
优选地，所述第一电流量程的范围为[-30A，30A]，所述第二电流量程的范围为[-350A，350A]。
优选地，所述电流阈值大小为30A。
优选地，所述电流校验值大小为2A。
优选地，所述单片机采用了16位芯片。
优选地，所述单片机采用了24位芯片。
本发明的有益效果在于，本发明提供了一种基于双通道电流传感器的信号采集及故障判断方法，通过单片机读取第一电流量程和第二电流量程上报的电流值，当第一电流量程和第二电流量程所显示的电流值均小于等于电流阈值时，如果所述第一电流量程输出电流值与所述第二电流量程输出电流值的差值的绝对值小于等于所述电流校验值，则上报所述第一电流量程输出电流值，否则，上报所述双通道电流传感器故障，因此可以很好地实现两个通道之间的检测校验，解决了因软件采集时序问题而导致的单片机主程序无法判定电流采集值的真实有效性等问题，确保了系统检测信息的可靠性及容错性能。
附图说明
图1为现有的双量程的电流传感器接口电路。
图2为本发明的一种基于双通道电流传感器的信号采集及故障判断方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图2所示，为本发明提供的一种基于双通道电流传感器的信号采集及故障判断方法，包括：
单片机读取第一电流量程输出电流值和第二电流量程输出电流值；
判断所述第一电流量程输出电流值和第二电流量程输出电流值是否均小于等于电流阈值：
如果所述第一电流量程输出电流值大于所述电流阈值或者所述第二电流量程输出电流值大于等于所述电流阈值，则上报所述第二电流量程输出电流值；
如果所述第一电流量程输出电流值小于等于所述电流阈值并且所述第二电流量程输出电流值小于等于所述电流阈值，则：
计算所述第一电流量程输出电流值与所述第二电流量程输出电流值的差值；
并判定所述差值的绝对值是否小于等于电流校验值：
如果所述绝对值小于等于所述电流校验值，则上报所述第一电流量程输出电流值，如果所述绝对值大于所述电流校验值，则上报所述双通道电流传感器故障。
本实施例中采用了一款莱姆电流传感器，其具有的dhab/s18双通道分别为第一电流量程和第二电流量程，所述第一电流量程的范围为[-30A，30A]和所述第二电流量程的范围为[-350A，350A]。根据该电流传感器的特征，在[-30A，30A]电流范围内，第一电流量程采集通道的精度比较高，而在±30A到±350A范围时选用第二电流量程所采集到的电流值将会有更加精确。在这里，本领域的技术人员应该很容易地判定其他可以实现该功能的电流传感器可以替代本实施例中的所述莱姆电流传感器。
本实施例中采用了飞思卡尔的一款16位单片机，该单片机型号为mc9s12xet256，该单片机通过两个模拟信号输入端读取所述第一电流量程输出电流值和所述第二电流量程输出电流值。在这里，电流采集是通过任务调度的方式来实现的。在这里，本领域的技术人员应该很容易地判定其他可以实现该功能的单片机可以替代本实施例中的所述单片机，例如24位单片机。
所述双量程电流传感器的输出端为两路模拟信号，而这两路模拟信号是送入到了单片机的两个模拟信号输入端口。要实现电流信号的采集，单片机需要两个模拟输入端口来检测电流传感器的第一电流量程输出电流值和所述第二电流量程输出电流值的两路模拟信号，进而通过单片机内部的采集电流调度程序来判定所述第一电流量程输出电流值和所述第二电流量程输出电流值是否均小于等于电流阈值。
在本实施例中，选取的电流阈值为30A，是由本实施例中采用的莱姆电流传感器定义的参数所决定的。本领域的技术人员可以很容易的判定对于不同型号的电流传感器，所述电流阈值可能不同。在电流传感器的两个模拟输入端口分别进行判断时，当第一电流量程显示的电流值超过了30A指标时，选用第二电流量程模拟信号端口显示电流值，如果第一电流量程的电流显示值没有超过30A，则选用第一电流量程的电流值。
在本实施例中，选取的电流校验值为2A，这是根据经验值结合电流传感器的本身特性来定的，本领域的技术人员可以很容易的判定对于不同型号的电流传感器，所述电流校验值可能不同。如果所述第一电流量程输出电流值与所述第二电流量程输出电流值的差值的绝对值大于所述电流校验2A，则表明所述双通道电流传感器故障或者所述双通道电流传感器产生偏离，并且，在本实施例中将第二电流量程的电流值作为判断依据，由于第二电流量程通道在测量小电流时，精度本身就很差，因此这里校验小量程的电流值得目的是对小量程所检测的值得合理性进行校验。
在实际电流小于30A范围内，第一电流量程和第二电流量程送出的模拟信号都是可以通过单片机来实现采集的。但是，在第一电流量程范围内，第一电流量程采集精度更高，因此采用第一电流量程通道，而此时第二电流量程的通道精度偏低，虽然偏低，但是可以作为第一电流量程检测正常状态的校验，也就是说精度不高，但作为冗余校验还是可以的。超过了第一电流量程后，第一电流量程的输出值已经趋于饱和了，第二电流量程的检测就无法通过第一电流量程来校验了。
在本发明中，单片机读取第一电流量程和第二电流量程上报的电流值，当第一电流量程和第二电流量程所显示的电流值均小于等于电流阈值时，如果所述第一电流量程输出电流值与所述第二电流量程输出电流值的差值的绝对值小于等于所述电流校验值，则上报所述第一电流量程输出电流值，否则，上报所述双通道电流传感器故障，因此可以很好地实现两个通道之间的检测校验，确保系统检测信息的可靠性及容错性能。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于双通道电流传感器的信号采集及故障判断方法，其特征在于，包括：
单片机读取第一电流量程输出电流值和第二电流量程输出电流值；
判断所述第一电流量程输出电流值和第二电流量程输出电流值是否均小于等于电流阈值：
如果所述第一电流量程输出电流值大于所述电流阈值或者所述第二电流量程输出电流值大于等于所述电流阈值，则上报所述第二电流量程输出电流值；
如果所述第一电流量程输出电流值小于等于所述电流阈值并且所述第二电流量程输出电流值小于等于所述电流阈值，则：
计算所述第一电流量程输出电流值与所述第二电流量程输出电流值的差值；其中，所述第二电流量程输出电流值为第一电流量程输出电流值的校验电流；
并判定所述差值的绝对值是否小于等于电流校验值：
如果所述绝对值小于等于所述电流校验值，则上报所述第一电流量程输出电流值，如果所述绝对值大于所述电流校验值，则上报所述双通道电流传感器故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单片机通过两个模拟信号输入端读取所述第一电流量程输出电流值和所述第二电流量程输出电流值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述第一电流量程输出电流值和第二电流量程输出电流值是否均小于等于电流阈值是通过单片机内部的采集电流调度程序来判定的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电流量程的范围为[-30A，30A]，所述第二电流量程的范围为[-350A，350A]。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流阈值大小为30A。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流校验值大小为2A。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单片机采用了16位芯片。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单片机采用了24位芯片。
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