CN108844644B - 一种电池温度采样系统及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池温度采样系统及汽车，该电池温度采样系统包括：第一温度传感器，用于采集电池预设位置处的第一温度信息；第二温度传感器，用于采集所述电池预设位置处的第二温度信息；采样电路，与所述第二温度传感器连接，所述采样电路用于获取所述第二温度信息，并将所述第二温度信息转换为以数字信号表示的第二温度检测信号；电池管理单元，所述电池管理单元与所述第一温度传感器和所述采样电路分别电连接，根据所述第一温度信号和所述第二温度信号，确定所述电池的实时温度。通过两路采集，且两路温度信息的采集的原理不同，避免了共因失效，提高了温度采集的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，特别涉及一种电池温度采样系统及汽车。
背景技术
影响电动车使用增长率最大的因素是电池，而对电池整体性能有着关键性影响的便是电池温度传感器，电池能否持续充电以及能否正常运行依赖于温度传感器测量数据的准确性和可靠性。电池温度传感器对于电池的整体性能起着很重要的作用，电池能否持续充电、能否正常运行以及电池的安全性依赖于电池温度传感器测量的准确性和可靠性。
汽车安全完整性水平ISO 26262是以IEC61508为基础，为满足道路车辆上特定电子电气系统的需求而编写。安全是未来汽车发展的关键问题之一，不仅在驾驶辅助和动力驱动领域，而且在车辆动态控制和主被动安全系统领域，新的功能越来越多地触及到系统安全工程领域。这些功能的开发和集成将强化对安全相关系统开发流程的需求，并且要求提供满足所有合理的系统安全目标的证明。随着技术日益复杂、软件内容和机电一体化应用不断增加，来自系统性失效和硬件随机失效的风险逐渐增加。
ISO 26262对传感器超范围、偏移、在范围内卡滞、振荡等故障都有严格的测试要求，传统的温度采样方案对系统性失效和随机硬件率失效未全面考虑，只是做了简单的故障诊断，如果温度传感器或对温度传感器的采样出现问题，则不能及时诊断或有替代的解决方案，很有可能导致严重的安全事故。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种电池温度采样系统及汽车，用以实现提高温度采样的安全性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电池温度采样系统，包括：
第一温度传感器，用于采集电池预设位置处的第一温度信息；
第二温度传感器，用于采集所述电池预设位置处的第二温度信息；
采样电路，与所述第二温度传感器连接，所述采样电路用于获取所述第二温度信息，并将所述第二温度信息转换为以数字信号表示的第二温度信号；
电池管理单元，所述电池管理单元与所述第一温度传感器和所述采样电路分别电连接，所述电池管理单元用于获取所述第一温度信息，将所述第一温度信息转换为以数字信号表示的第一温度信号，以及获取所述第二温度信号，根据所述第一温度信号和所述第二温度信号，确定所述电池的实时温度。
优选的，所述的电池温度采样系统还包括：
第一滤波电路，所述电池管理单元的第一端口通过所述第一滤波电路与所述第一温度传感器电连接；
第二滤波电路，所述采样电路通过所述第二滤波电路与所述第二温度传感器电连接。
优选的，所述的电池温度采样系统还包括：
数字隔离器，所述采样电路与所述数字隔离器连接，并通过所述数字隔离器与所述电池管理单元数据连接。
优选的，所述的电池温度采样系统还包括：
参考电压源，所述参考电压源与所述电池管理单元的第二端口电连接；
基准电压源，所述基准电压源与所述电池管理单元的第三端口电连接；
所述电池管理单元还用于：当判断所述参考电压源输出的电压与所述基准电压源输出的电压的差值的绝对值大于第一预设值时，输出第一故障信号。
优选的，所述电池管理单元还包括：用于与第一供电电源连接的第四端口和用于与第二供电电源连接的第五端口。
优选的，所述电池管理单元还用于：
当所述第一温度信息表示的温度位于第一温度区间之外，且所述第二温度信息表示的温度位于第二温度区间内时，根据所述第二温度信息确定所述电池当前的温度；
当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区内间，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间之外时，根据所述第一温度信息确定所述电池当前的温度；
当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区间之外，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间之外时，输出第二故障信号；
其中所述第一温度区间根据所述第一温度传感器的采样量程确定，所述第二温度区间根据所述第二温度传感器的采样量程确定。
优选的，当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区内间，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间内时，所述电池管理单元还用于：
当连续预设时段内，所述第一温度信息和所述第二温度信息中一者的温度变化量为零，另一者的温度变化量大于第二预设值时，则根据温度变化量大于所述第二预设值的温度信息，确定所述电池当前的温度；
其中所述温度变化量根据所述预设时段内的最高温度与最低温度的差值确定。
优选的，当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区内间，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间内时，所述电池管理单元还用于：
当所述第一温度信息表示的温度与所述第二温度信息表示的温度的差值的绝对值小于或等于第三预设值时，根据第一温度信息确定所述电池当前的温度。
优选的，所述电池管理单元还用于：
当所述第一温度信息表示的温度与所述第二温度信息表示的温度的差值的绝对值大于所述第三预设值时，根据所述第一温度信息和所述第二温度信息中的温度值较大者确定所述电池当前的温度。
根据本发明另一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括如上所述的电池温度采样系统。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种电池温度采样系统及汽车，至少具有以下有益效果：电池管理单元通过第一温度传感器采集预设位置处的第一温度信息，通过采样电路采集预设位置处的第二温度信息，从而通过第一温度信息和第二温度信息确定电池的实时温度，通过两路采集，且两路温度信息的采集的原理不同，避免了共因失效，提高了温度采集的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电池温度采样系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。
参见图1，本发明实施例提供了一种电池温度采样系统，包括：
第一温度传感器1，用于采集电池预设位置处的第一温度信息；
第二温度传感器2，用于采集所述电池预设位置处的第二温度信息；
采样电路3，与所述第二温度传感器2连接，所述采样电路3用于获取所述第二温度信息，并将所述第二温度信息转换为以数字信号表示的第二温度信号；
电池管理单元4，所述电池管理单元4与所述第一温度传感器1和所述采样电路3分别电连接，所述电池管理单元4用于获取所述第一温度信息，将所述第一温度信息转换为以数字信号表示的第一温度信号，以及获取所述第二温度信号，根据所述第一温度信号和所述第二温度信号，确定所述电池的实时温度。
这里，对于第一温度传感器1和第二温度传感器2，其可以是相同型号的温度传感器，也可以是基于不同工作原理的不同型号的温度传感器，在本发明一优选实施例中，第一温度传感器1和第二温度传感器2的型号不同，通过选取基于不同工作原理的不同型号的温度传感器，可以避免共因失效。这里，第一温度传感器和第二温度传感器随机硬件失效率PMHF可以是小于10Fit。
本发明实施例的电池管理单元4通过第一温度传感器1和第二温度传感器2采集同一位置处的温度信息，并且，第一温度传感器1的信号由电池管理单元4进行采样，并将其转换为数字信号，而第二温度传感器2由前端的采样电路3进行采样，并将电信号转换为数字信号传输给电池管理单元4，从而通过不同的原理对温度信号进行采集，进一步避免了共因失效，提高了温度采集的安全性。这里，采样电路3可以是包括采样电路3的采样芯片。对于电池管理单元4BMU用于监控单体电池电压温度等信息，为电池管理系统BMS的一部分，电池管理系统BMS包括BMU和BCU。
为了避免信号干扰，在本发明一实施例中，所述的电池温度采样系统还可以包括：第一滤波电路5，所述电池管理单元4的第一端口通过所述第一滤波电路5与所述第一温度传感器1电连接；第二滤波电路6，所述采样电路3通过所述第二滤波电路6与所述第二温度传感器2电连接。
通过设置滤波电路对温度传感器的电信号进行滤波，可以有效去除信号干扰，保证后续信号采集的准确。
对于采样电路3与电池管理单元4之间的数据传输，在本发明一实施例中，所述的电池温度采样系统还可以包括：
数字隔离器7，所述采样电路3与所述数字隔离器7连接，并通过所述数字隔离器7与所述电池管理单元4数据连接。
通过数字隔离器7将采样电路3采集的温度信号传输给电池管理单元4，可以可提高系统可靠性，当然可以理解的是，这里也可以使用光电耦合器。
继续参见图1，由于在对电信号转换为数字信号中需要结合参考电压，但是当参考电压不准时会导致数据转换错误，从而引起一系列的问题。故在本发明一优选实施例中，所述的电池温度采样系统还可以包括：
参考电压源，所述参考电压源与所述电池管理单元4的第二端口电连接；
基准电压源8，所述基准电压源8与所述电池管理单元4的第三端口电连接；
所述电池管理单元4还用于：当判断所述参考电压源输出的电压与所述基准电压源8输出的电压的差值的绝对值大于第一预设值时，输出第一故障信号。
在该实施例中，通过设置一单独的基准电压源8，从而使得电池管理单元4可以根据基准电压源8判断参考电压是否准确，从而进一步提高提高了温度采样的安全性。也就是，电池管理单元通过回采外部基准电压源8输出的电压，对参考电压是否超出运行误差范围进行判断。
这里，由于电池管理单元4需要对组数据进行采集，故所述电池管理单元4还可以包括：用于与第一供电电源连接的第四端口和用于与第二供电电源连接的第五端口。通过两路供电以保证电池管理单元4的正常工作。可以理解的是，供电的设置与电池管理单元4所选用的处理芯片有关，其并不一定需要选用两路供电的芯片。
对于电池管理单元4如何根据所述第一温度信号和所述第二温度信号，确定所述电池的实时温度，下面作进一步的说明。
这里，所述电池管理单元4还可以用于：
当所述第一温度信息表示的温度位于第一温度区间之外，且所述第二温度信息表示的温度位于第二温度区间内时，根据所述第二温度信息确定所述电池当前的温度；
当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区内间，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间之外时，根据所述第一温度信息确定所述电池当前的温度；
当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区间之外，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间之外时，输出第二故障信号；
其中所述第一温度区间根据所述第一温度传感器1的采样量程确定，所述第二温度区间根据所述第二温度传感器2的采样量程确定。
对于温度传感器，其具有一正常工作的采样量程，当采集的温度信号表示的温度超过相应的采样量程时，可以确定该超出采样量程的温度信号是无效的，且可以进一步推断当前温度传感器可能出现故障。故而可以根据温度传感器的采样量程确定其温度采集的温度区间，通过判断采集的温度信息是否在所属的温度区间判断采集是否有效。当然可以理解的是，对于上述中任一温度信号位于所属的温度区间之外时，也可以发出一故障信号。
当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区内间，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间内时，所述电池管理单元4还可以用于：
当连续预设时段内，所述第一温度信息和所述第二温度信息中一者的温度变化量为零，另一者的温度变化量大于第二预设值时，则根据温度变化量大于所述第二预设值的温度信息，确定所述电池当前的温度；
其中所述温度变化量根据所述预设时段内的最高温度与最低温度的差值确定。
这里，当连续预设时段内，所述第一温度信息和所述第二温度信息中一者的温度变化量为零时，可以推断温度变化量为零的温度传感器发生故障，故而此时根据另一温度传感器确定电池温度。当然可以理解的是，当所述第一温度信息和所述第二温度信息中一者的温度变化量为零时，也可以发出一故障信号进行提示。
当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区内间，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间内时，所述电池管理单元4还可以用于：
当所述第一温度信息表示的温度与所述第二温度信息表示的温度的差值的绝对值小于或等于第三预设值时，根据第一温度信息确定所述电池当前的温度。
这里，可以理解的是，这里也可以是当所述第一温度信息和所述第二温度信息中一者的温度变化量均大于第二预设值时进行了判断。
这里，由于温度传感器的灵敏度等因素的影响，第一温度信息和第二温度信息可以不完全一致，当其误差小于第三预设值时可以确定温度采集是正确的，优选采用第一温度信息确定电池当前的温度，当然可以理解的是，也可以是采用第二温度信息确定电池当前的温度。对于第三预设值，可以根据两个温度传感器的采样量程确定。
所述电池管理单元4还用于：当所述第一温度信息表示的温度与所述第二温度信息表示的温度的差值的绝对值大于所述第三预设值时，根据所述第一温度信息和所述第二温度信息中的温度值较大者确定所述电池当前的温度。
这里，当两者的误差大于第三预设值时，根据第一温度信息和第二温度信息中的温度值较大者确定电池当前的温度，以提高安全性。当然可以理解的是，这里也可以发出一故障信号。
根据本发明另一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括如上所述的电池温度采样系统。
综上，本发明实施例电池管理单元4通过第一温度传感器1采集预设位置处的第一温度信息，通过采样电路3采集预设位置处的第二温度信息，从而通过第一温度信息和第二温度信息确定电池的实时温度，通过两路采集，且两路温度信息的采集的原理不同，避免了共因失效，提高了温度采集的安全性。
此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种电池温度采样系统，其特征在于，包括：
第一温度传感器，用于采集电池预设位置处的第一温度信息；
第二温度传感器，用于采集所述电池预设位置处的第二温度信息；
采样电路，与所述第二温度传感器连接，所述采样电路用于获取所述第二温度信息，并将所述第二温度信息转换为以数字信号表示的第二温度信号；
电池管理单元，所述电池管理单元与所述第一温度传感器和所述采样电路分别电连接，所述电池管理单元用于获取所述第一温度信息，将所述第一温度信息转换为以数字信号表示的第一温度信号，以及获取所述第二温度信号，根据所述第一温度信号和所述第二温度信号，确定所述电池的实时温度；
其中，所述电池管理单元还用于：
当所述第一温度信息表示的温度位于第一温度区间之外，且所述第二温度信息表示的温度位于第二温度区间内时，根据所述第二温度信息确定所述电池当前的温度；
当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区内间，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间之外时，根据所述第一温度信息确定所述电池当前的温度；
当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区间之外，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间之外时，输出第二故障信号；
其中所述第一温度区间根据所述第一温度传感器的采样量程确定，所述第二温度区间根据所述第二温度传感器的采样量程确定；
其中，当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区内间，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间内时，所述电池管理单元还用于：
当连续预设时段内，所述第一温度信息和所述第二温度信息中一者的温度变化量为零，另一者的温度变化量大于第二预设值时，则根据温度变化量大于所述第二预设值的温度信息，确定所述电池当前的温度；
其中所述温度变化量根据所述预设时段内的最高温度与最低温度的差值确定；
当所述第一温度信息表示的温度位于所述第一温度区内间，且所述第二温度信息表示的温度位于所述第二温度区间内时，所述电池管理单元还用于：
当所述第一温度信息表示的温度与所述第二温度信息表示的温度的差值的绝对值小于或等于第三预设值时，根据第一温度信息确定所述电池当前的温度；
当所述第一温度信息表示的温度与所述第二温度信息表示的温度的差值的绝对值大于所述第三预设值时，根据所述第一温度信息和所述第二温度信息中的温度值较大者确定所述电池当前的温度；
其中，所述系统还包括：
参考电压源，所述参考电压源与所述电池管理单元的第二端口电连接；
基准电压源，所述基准电压源与所述电池管理单元的第三端口电连接；
所述电池管理单元还用于：当判断所述参考电压源输出的电压与所述基准电压源输出的电压的差值的绝对值大于第一预设值时，输出第一故障信号。
2.根据权利要求1所述的电池温度采样系统，其特征在于，还包括：
第一滤波电路，所述电池管理单元的第一端口通过所述第一滤波电路与所述第一温度传感器电连接；
第二滤波电路，所述采样电路通过所述第二滤波电路与所述第二温度传感器电连接。
3.根据权利要求1或2所述的电池温度采样系统，其特征在于，还包括：
数字隔离器，所述采样电路与所述数字隔离器连接，并通过所述数字隔离器与所述电池管理单元数据连接。
4.根据权利要求1所述的电池温度采样系统，其特征在于，所述电池管理单元还包括：用于与第一供电电源连接的第四端口和用于与第二供电电源连接的第五端口。
5.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的电池温度采样系统。
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| CN108844644A (zh) | 2018-11-20 |
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