CN112213675B - 一种电流传感器故障判别方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电流传感器故障判别方法及装置，该方法通过计算前后时刻压差绝对值确定电流传感器所在电路的工作状态，在电压波动计数超过设定次数后启动判别，对电流的波动进行判断，根据电压和电流的同步波动特征准确判断电流传感器感知故障，该方法复杂程度较低，适用于不同类型的电流传感器，通用性较强，而且无需增加额外测量装置，可靠性较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种电流传感器故障判别方法及装置。
背景技术
动力电池作为电动汽车的动力源是电动汽车的核心部件，电流在动力电池的各项参数中占据着重要位置，电流传感器直接影响着电池SOC、SOH、SOP、输入输出功率的检测和计算。电流传感器作为电流检测装置，是防止电池过充过放和电池滥用的必要手段，因此对电流传感器故障进行有效的检测诊断显得尤为重要。
比较常见的电流传感器主要有霍尔式和电阻式传感器。如今较为成熟的电流传感器故障检测方法是根据电流传感器模拟电压阈值的范围来确定。首先设置电流传感器电流感知模拟信号的电压阈值区间，然后测量模拟信号的电压，当测得的电压值在设定的阈值内认为电流传感器处于正常工作状态，当超出设定区间范围则认为电流传感器发生故障，上述方法虽然能实现对电池系统中的电流传感器故障的诊断但是存在以下弊端：
(1)对于测量模拟信号的电压值在设定阈值内发生的电流传感器故障不能准确诊断，容易造成漏判；
(2)需要额外添加其他监测模块，增加了成本和管理难度；
(3)需要根据不同类型的电流传感器调整检测参数和判断阈值，通用性较差，不便于使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种电流传感器故障判别方法及装置，用以解决现有技术对电流传感器故障判别不准确的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种电流传感器故障判别方法，按照以下步骤执行：
1)实时获取电流传感器所在电池放电电路中电池的电压，并与前一时刻电压比较；
2)若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差大于设定电压差，则继续获取电池的电压并启动监测电流传感器的电流；若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差不大于设定电压差，则返回步骤1)；
3)当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，判断该设定时间内电流波动次数是否大于电流波动次数下限；
其中，若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差大于设定电压差，则记录一次电压波动；若当前时刻时刻电流与前一时刻电流的电流差大于设定电流差，则记录一次电流波动；
4)若电流波动次数不大于电流波动次数下限，则判定电流传感器故障，输出相应的故障信息。
有益效果是，通过计算前后时刻压差绝对值确定电流传感器所在电路的工作状态，在电压波动计数超过设定次数后启动判别，对电流的波动进行判断，根据电压和电流的同步波动特征准确判断电流传感器感知故障，该方法复杂程度较低，适用于不同类型的电流传感器，通用性较强，可靠性较高。
进一步地，当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，还判断该设定时间内电流波动次数是否大于电流波动次数上限，若电流波动次数大于电流波动次数上限，则判定电流传感器无故障。通过设定故障状态的上限值和非故障状态的下限值，根据两个不同的值判定电流传感器的状态，增强了故障判断的容错性。
进一步地，为了保证判别的准确性，当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，若该设定时间内电流波动次数在电流波动次数下限与电流波动次数上限之间，则清零所有计数，重新启动判别。
本发明提供一种电流传感器故障判别装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)实时获取电流传感器所在电池放电电路中电池的电压，并与前一时刻电压比较；
2)若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差大于设定电压差，则继续获取电池的电压并启动监测电流传感器的电流；若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差不大于设定电压差，则返回步骤1)；
3)当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，判断该设定时间内电流波动次数是否大于电流波动次数下限；
其中，若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差大于设定电压差，则记录一次电压波动；若当前时刻时刻电流与前一时刻电流的电流差大于设定电流差，则记录一次电流波动；
4)若电流波动次数不大于电流波动次数下限，则判定电流传感器故障，输出相应的故障信息。
有益效果是，通过计算前后时刻压差绝对值确定电流传感器所在电路的工作状态，在电压波动计数超过设定次数后启动判别，对电流的波动进行判断，根据电压和电流的同步波动特征准确判断电流传感器感知故障，该方法复杂程度较低，适用于不同类型的电流传感器，通用性较强，可靠性较高。
进一步地，该装置中当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，还判断该设定时间内电流波动次数是否大于电流波动次数上限，若电流波动次数大于电流波动次数上限，则判定电流传感器无故障。通过设定故障状态的上限值和非故障状态的下限值，根据两个不同的值判定电流传感器的状态，增强了故障判断的容错性。
进一步地，为了保证判别的准确性，该装置中当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，若该设定时间内电流波动次数在电流波动次数下限与电流波动次数上限之间，则清零所有计数，重新启动判别。
附图说明
图1是本发明的一种电流传感器故障判别方法的流程图；
图2是本发明的电流传感器故障信息检测的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
方法实施例：
本发明提供一种电流传感器故障判别方法用于电动车辆中，其中，电流传感器设置用于检测电动车辆中动力电池的放电电流，如图1所示，包括以下步骤：
1)实时获取电流传感器所在电池放电电路中电池的电压，并与前一时刻电压比较。
如图2所示，电流传感器(A)所在电池放电电路中电池的电压即为动力电池两端电压(HV)可以通过车辆中电池管理系统(BMS)中的电压检测单元获取，无需增加其他电压检测设备，图2中M为负载。
2)若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差大于2V，则继续获取电池的电压并启动监测电流传感器的电流。
本实施例中将设定电压差设置为2V，作为其他实施方式，该设定电压差可以根据电池容量、型号等进行优化设置；现有的电动车辆中，BMS可以直接获取电流传感器的电流值(I)，因此，无需增加其他线路。
3)当设定时间内电压波动次数大于等于90次时，判断该设定时间内电流波动次数是否大于5次，并且，判断该设定时间内电流波动次数是否大于30次。
本实施例中，设定电压波动次数为90次，电流波动次数上限为30次，电流波动次数下限为5次，作为其他实施方式，上述设定次数均可以根据电池容量、型号等进行优化设置。一般情况下，设定电压波动次数>电流波动次数上限>电流波动次数下限。
其中，若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差大于等于2V，即|HVn-HV(n-1)|≥2V，则记录为一次电压波动，本步骤中设定电压差与上述步骤2)的中设定电压差可以相同，也可以不同；若当前时刻时刻电流与前一时刻电流的电流差大于等于30A，即|In-I(n-1)|≥30A，则记录为一次电流波动。
本实施例中将设定电流差设置为30A，作为其他实施方式，该设定电流差可以根据电池容量、型号等进行优化设置。
若电流波动次数不大于电流波动次数下限，即Icount≤COUNT2，则判定电流传感器故障，输出相应的故障信息。
若电流波动次数大于电流波动次数上限，即Icount>COUNT1，则判定电流传感器无故障，从而增强了故障判断的容错性。作为其他实施方式，该电流波动次数上限与电流波动次数下限为一个值。
若该设定时间内电流波动次数在电流波动次数下限与电流波动次数上限之间，则清零所有计数，重新启动判别。作为其他实施方式，若电流波动次数在电流波动次数下限与电流波动次数上限之间还可以采取其他现有技术手段进一步判定电流传感器是否故障。
上述电流传感器故障判别方法可以编译为程序，该程序运行于车辆的电池管理系统中，作为其他实施方式，也可以将该程序装载于单独的控制器中并运行；当然，上述电流传感器故障判别方法不仅适用于电动车辆，还可以用在其他带有电池放电电路的装置中。
装置实施例：
本发明提供一种电流传感器故障判别装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述方法实施例中的电流传感器故障判别方法，在此不再赘述。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种电流传感器故障判别方法，其特征在于，按照以下步骤执行：
1)实时获取电流传感器所在电池放电电路中电池的电压，并与前一时刻电压比较；
2)若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差大于设定电压差，则继续获取电池的电压并启动监测电流传感器的电流；若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差不大于设定电压差，则返回步骤1)；
3)当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，判断该设定时间内电流波动次数是否大于电流波动次数下限；
其中，若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差大于设定电压差，则记录一次电压波动；若当前时刻时刻电流与前一时刻电流的电流差大于设定电流差，则记录一次电流波动；
4)若电流波动次数不大于电流波动次数下限，则判定电流传感器故障，输出相应的故障信息。
2.根据权利要求1所述的电流传感器故障判别方法，其特征在于，当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，还判断该设定时间内电流波动次数是否大于电流波动次数上限，若电流波动次数大于电流波动次数上限，则判定电流传感器无故障。
3.根据权利要求2所述的电流传感器故障判别方法，其特征在于，当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，若该设定时间内电流波动次数在电流波动次数下限与电流波动次数上限之间，则清零所有计数，重新启动判别。
4.一种电流传感器故障判别装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述程序按照以下步骤实现：
1)实时获取电流传感器所在电池放电电路中电池的电压，并与前一时刻电压比较；
2)若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差大于设定电压差，则继续获取电池的电压并启动监测电流传感器的电流；若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差不大于设定电压差，则返回步骤1)；
3)当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，判断该设定时间内电流波动次数是否大于电流波动次数下限；
其中，若当前时刻电压与前一时刻电压的电压差大于设定电压差，则记录一次电压波动；若当前时刻时刻电流与前一时刻电流的电流差大于设定电流差，则记录一次电流波动；
4)若电流波动次数不大于电流波动次数下限，则判定电流传感器故障，输出相应的故障信息。
5.根据权利要求4所述的电流传感器故障判别装置，其特征在于，当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，还判断该设定时间内电流波动次数是否大于电流波动次数上限，若电流波动次数大于电流波动次数上限，则判定电流传感器无故障。
6.根据权利要求5所述的电流传感器故障判别装置，其特征在于，当设定时间内电压波动次数大于等于设定电压波动次数时，若该设定时间内电流波动次数在电流波动次数下限与电流波动次数上限之间，则清零所有计数，重新启动判别。
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