CN112904255B - 电流传感器的故障判定方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电流传感器的故障判定方法和装置，用于判定电流传感器中的分流电阻是否故障，方法包括：获取至少两个采样时刻的采样温度数据；所述采样温度数据用于表征所述分流电阻的温度特征；根据所述采样温度数据和对应的所述采样时刻，计算温升斜率；在温升斜率大于报警阈值的情况下，判定所述分流电阻故障。本申请提供的电流传感器的故障判定方法，采用温度测量的方法，通过温度斜率的方法确定分流电阻的阻值特性情况，并采用预先设定的报警阈值作为比对参照，在温升斜率大于报警阈值时判定电流传感器故障，实现了对电流传感器中分流电阻温度特性的监控。
Description
技术领域
本申请涉及传感器技术领域，尤其涉及一种电流传感器的故障判定方法和装置。
背景技术
电动汽车中的供电电路中设置有电流传感器，以利用电流传感器检测供电回路的输出电流，继而能够更为精准地确定动力电池系统的输出功率。
考虑到使用的可靠性和低成本，目前很多电动汽车中用于检测供电回路电流的电流传感器仍然是磁电式传感器，而没有采用诸如霍尔原理的传感器。磁电式电流传感器包括并联连接的线圈和分流器；通过分流器采用小阻值的电阻，得到分流作用。磁电式电流传感器的输出电流与其两端的电压值相关，而两端电压又和分流器的阻值直接相关；动力电池输出电压相同的情况下，分流器的阻值越大，其两端电压也就越大。
在车辆行驶中，根据车辆所处的运行状态(加速、减速、匀速)和运行速度的不同，供电电路的电流在几百安培的范围内变化；大电流流经分流器而使得分流器产生大量的热。在分流器散热特性不良或者结构特性发生改变的情况下，其材料特性发生改变而可能使得阻抗特性也随之改变，造成电流传感器的输出特性不再符合标定特性，也就造成电流传感器输出结果并不能表征供电回路的实际电流大小。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种电流传感器的故障判定方法和装置。
一方面，本申请提供一种电流传感器的故障判定方法，用于判定电流传感器中的分流电阻是否故障，包括：
获取至少两个采样时刻的采样温度数据；所述采样温度数据用于表征所述分流电阻的温度特征；
根据所述采样温度数据和对应的所述采样时刻，计算温升斜率；
在温升斜率大于报警阈值的情况下，判定所述分流电阻故障。
可选地，所述方法还包括：根据各个所述采样时刻的采样温度数据，确定采样温度区间；
根据所述采样温度区间选择所述报警阈值。
可选地，所述方法还包括：获取所述采样时刻的测量电流，以及根据所述测量电流确定特征电流；
所述根据采样温度区间选择所述报警阈值，包括：
根据所述采样温度区间和所述特征电流，选择所述报警阈值。
可选地，根据所述测量电流确定特征电流，包括：
计算所述测量电流的均方根，作为所述特征电流。
可选地，所述采样时刻为所述温度传感器所在的电路输出恒定功率的时刻。
可选地，在包括用于为所述分流电阻散热的散热装置的情况下，
获取至少两个采样时刻的采样温度数据，包括：在暂停所述散热装置运行的情况下，获取所述至少两个采样时刻的采样温度数据。
另一方面，本申请提供一种电流传感器的故障判定装置，用于判定电流传感器中的分流电阻是否故障，包括：
采样数据获取单元，用于获取至少两个采样时刻的采样温度数据；所述采样温度数据用于表征所述分流电阻的温度特征；
温升斜率计算单元，用于根据所述采样温度数据和对应的所述采样时刻，计算温升斜率；
故障判定单元，用于在温升斜率大于报警阈值的情况下，判定所述分流电阻故障。
可选地，所述装置还包括：温度确定单元，用于根据各个所述采样时刻的采样温度数据，确定采样温度区间；
报警阈值选择单元，用于根据所述采样温度区间选择所述报警阈值。
可选地，所述装置还包括：特征电流确定单元，用于获取所述采样时刻的测量电流，以及根据所述测量电流确定特征电流；
所述报警阈值选择单元用于根据所述采样温度区间和所述特征电流，选择所述报警阈值
可选地，所述特征电流确定单元计算所述测量电流的均方根，作为所述特征电流。
可选地，所述采样时刻为所述温度传感器所在的电路输出恒定功率的时刻。
可选地，在包括用于为所述分流电阻散热的散热装置的情况下，所述采样数据获取单元在暂停所述散热装置运行的情况下，获取所述至少两个采样时刻的采样温度数据。
本申请提供的电流传感器的故障判定方法，采用温度测量的方法，通过温度斜率(也就是温度升高速度)的方法确定分流电阻的阻值特性情况，并采用预先设定的报警阈值作为比对参照，在温升斜率大于报警阈值时判定电流传感器故障，实现了对电流传感器中分流电阻温度特性的监控。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1是一种简化的供电电路结构示意图；
图2是本申请一实施例提供的电流传感器的故障判定方法流程图；
图3是本申请一实施例提供的电流传感器的故障判定装置的结构示意图；
图4是本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图；
图5是本申请一实施例提供的电动车辆的部分结构示意图；
其中：11-采样数据获取单元，12-温升斜率计算单元，13-故障判定单元，21-处理器，22-存储器，23-通信接口，24-总线系统，31-动力电池，32-电流传感器，33-负载，34-温度传感器，35-电池管理系统。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面将对本申请的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但本申请还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。
本申请实施例提供一种电流传感器的故障判定方法，用于通过温度测量的方法确定电流传感器中的分流电阻是否出现了阻值异常的问题；应当注意的是，本申请实施例被检测的电流传感器为磁电式电流传感器等采用分流电阻的电流传感器。
在对本申请实施例提供的故障判定方法做介绍前，为了能够清楚地理解因为分流电阻异常造成的电流检测故障问题，首先基于简化的电路模型，对采用磁电式电流传感器的电路做分析。
图1是一种简化的供电电路结构示意图。如图1所示，为了简单表示起见，供电电路包括动力电池、磁电式电流传感器和负载；动力电池的输出电压为U并且保持不变，磁电式电流传感器的分流电阻为r1，线圈电阻为r2，负载电阻为R，并且r2和R均远大于r1。
因为磁电式电流传感器的分流电阻和线圈电阻并联，所以可以忽略线圈电阻r2对二者并联电阻r的影响，直接使用r1表示r。根据电流表的工作原理，电流表的显示电流I＝k(U/(R+r1))×r1，其中k为根据磁电式电流传感器中的线圈绕组、磁感应强度确定的固定系数。对前述公式求导，可以得到因为R远大于r1，所以前述公式可以简化为/>
也就是说，如果r1发生了Δr1的变化，则电流表的输出电流I会出现kU/R×Δr1的变化(此处不考虑高阶导数项)。在实际应用中，一般家用电动汽车中的动力电池的电压多在330V或者更高的电压，行驶时功率为104W的数量级，则可以得到在102数量级，可以确定即使分流电阻r1出现较小变化，则可能使得电流表的输出发生较大变化。此外，因为分流电阻r1的电阻增大，其产热量的增加还可能使得其材料特性进一步变化而恶化阻抗特性。
图2是本申请一实施例提供的电流传感器的故障判定方法流程图，本申请实施例提供的故障判定方法部署在一计算设备中，以实现故障判定；实际应用中，计算设备可以是部署电流传感器所在供电回路中的计算设备，也可以是其他设备。
如图2所示，本申请实施例提供的方法包括步骤S101-S104。
S101：获取至少两个采样时刻的采样温度数据。
本申请实施例具体应用中，为了能够获取采样温度数据，在分流电阻上设置温度诸如热电偶一类的温度传感器，以能够实时测量分流电阻的温度，得到采样温度数据；因为温度变化直接和分流电阻的电阻特性正相关，所以采样温度数据间接地表征分压电阻的阻抗。
应当注意的是，本申请实施例具体实施例中，各个采样时刻应当是时间间隔相对较小的时刻点，以保证测试数据表征了热量累积表征的温度变化；还应注意，相邻两个采样时刻的采样温度不可过小(具体根据分流电阻的形状、导热特性相关)，以避热量没有通过热传到或者热辐射传到至温度传感器而造成的测量结果不具有代表性问题。
例如，在本申请实施例一个具体应用中，根据温度传感器的部署位置以及分流电阻的结构特性模拟了热传导的梯度特性后，确定相邻采样时刻的时间间隔为8s。
S102：根据采样温度数据和对应的采样时刻，计算温升斜率。
温升斜率是表征分压电阻随着时间增加而累积热量而温度升提升的速度。
在本申请一些实施例中，在采样时刻为两个的情况下，两个采样时刻分别为t1和t2，对应的温度为T1和T2，则温升斜率s＝(T2-T1)/(t2-t1)。
在本申请另外一些实施例中，在采样时刻为多个的情况下，可以分别计算相邻两个采样时刻的温升斜率，再根据具体情况对温升斜率做加权平均而得到最终的温升斜率。
S103：判断温升斜率是否大于报警阈值；若是，执行S104。
报警阈值是通过前期试验确定的，确定的安全性报警阈值。如果温升斜率已经大于报警阈值，则表征分流电阻可能出现了产热过多、热量累积量过快的问题。
S104：判定分流电阻故障。
步骤S104中，判定电流传感器出现故障，是判定电流传感器中的分流电阻的阻抗特性出现故障，即分流电阻的阻抗相比于标定值增加过多。
在判定电流传感器的分流电阻阻抗特性出现故障的情况下，可以生成相应的提示信息，以告知电流传感器出现故障而造成供电回路电流值测量并不准确的问题。
如果步骤S103中判定温升斜率并没有大于报警阈值，则证明电流传感器中的分流电阻阻值处在正常状态，此时无需生成报警提示信息。
采样前述的步骤S101-S104，本申请实施例采用温度测量的方法，通过温度斜率(也就是温度升高速度)的方法确定分流电阻的阻值特性情况，并采用预先设定的报警阈值作为比对参照，在温升斜率大于报警阈值时判定电流传感器故障，实现了对电流传感器中分流电阻温度特性的监控。
在前述的实施例中，步骤S103中，仅提及了判断温升斜率是否大于报警阈值，但是并没有提及报警阈值实际如何获得。而根据电阻的阻抗特性，电阻的产热量与其阻抗和流经的电流大小相关，而电阻的阻抗特性又与其温度相关，基于此确定报警阈值可以被细化。
在本申请实施例的一个具体应用中，获取报警阈值的方法可以如步骤S201-S202。
S201：根据各个采样时刻的采样温度数据，确定采样温度区间。
如前所述，电阻的阻抗特性和其所处的温度区间有直接关系，不同的温度特性下分流电阻具有不同阻抗，并且其阻抗大小随着温度的升高而增大。
为了能够适应地根据分流电阻的实际阻抗特性确定报警阈值，本申请实施例根据采样时刻的采样温度数据，确定分流电阻在采样时刻所处的一个采样温度区间，利用采样温度区间间接表征分流电阻的阻抗特性。
S202：根据采样温度区间选择报警阈值。
步骤S202中根据采样温度区间选择报警阈值，是将获取得到的采样温度区间，查询预先指定的报警阈值查找表格，而确定与采样温度区间对应的报警阈值。
本申请实施例具体应用中，可以在供电回路中具有较为持续稳定的电流，而不是在电流忽大忽小的变化过程中执行。针对供电回路是电动汽车中的供电回路的情况下，可以在电动汽车处在匀速行驶的情况下采用前述步骤S201-S202确定报警阈值。
如前所述，除了分流电阻的实际阻抗影响产热速率外，流经分流电阻的电流大小也会影响实际产热速率；为此，本申请实施例一些应用中，可以采用步骤S301-S303确定报警阈值。
S301：根据各个采样时刻的采样温度数据，确定采样温度区间。
步骤S301的具体执行过程与前述的步骤S201相同，具体内容请参见前述S201的描述。
S302：获取采样时刻的测量电流，根据测量电流确定特征电流。
本申请实施例中，测量电流可以直接采用电流传感器的输出电流；虽然此时的输出电流可能并不完全表征电流回路的实际电流，但是其与实际电流相对比较接近，并且大小与实际电流有正相关关系，所以可以以测量电流为依据，执行确定特征电流的操作。
本申请实施例中，特征电流是用于表示在采样时刻所处的时间段内，电流回路中电流特性的电流数值。应当注意的是，为了能够使得特征电流具有足够的代表性，应当在采样时间内的电流回路的电流不会有出现忽大忽小的问题，而是保持在一个相对平稳变化的过程中。针对供电回路是电动汽车中的供电回路的情况下，可以在电动汽车处在匀速行驶、匀加速行驶的情况下获取各个采样时刻的测量电流，并基于测量电流计算特征电流。
本申请实施例中，根据测量电流确定特征电流的方法可以有如下几种：(1)求取各个测量电流的平均值，采用平均值作为特征电流；(2)在测量电流为多个的情况下，对各个测量电流进行大小排序，选择位于中间位置的测量电流作为特征电流；(3)求取测量电流的均方根，将均方根作为特征电流。实际应用中，因为电阻的发热量和电流的平方成正相关关系，所以实际应用中优选采用计算均方根的方法计算特征电流。
S303：根据采样温度区间和特征电流，选择报警阈值。
步骤S303是根据采样温度区间和标准电流，查询预先指定的报警阈值查找表格，而确定对应的报警阈值。
为了能够实现前述的步骤S301-S303的操作，在本申请实施例实施前，需要制定相应的报警阈值查找表格。具体的，可以在供电回路处在各种电流梯度下，并且分流电阻处在各种不同的采样温度区间的情况下，分别测量分流电阻的温升斜率，随后再根据此温升斜率设置报警阈值，并基于电流状态、采样温度区间和报警阈值建立查找表格。
应当注意，此时的分流电阻是一处在正常状态的电阻，此时的温升斜率是一正常斜率。根据温升斜率设置报警阈值，可以是采用一大于1的系数乘以温升斜率，作为报警阈值，前述的系数可以根据经验以及的具体数值确定；在一个具体应用中，下述被设置为1.2。
本申请实施例具体应用中，为了保证供电回路工作时，电流传感器始终处在合理的温度范围内，避免温度过高而造成电流测量误差，可能会在设置用于为分流电阻散热的散热装置，散热装置运行而实现分流电阻的快速散热。而获取采样温度数据的过程中，如果散热装置仍然处在工作状态则可能造成温升斜率的测量不准确；为解决前述问题，本申请实施例中可以暂停散热装置运行的情况下，获取各个采样时刻的采样温度数据。
本申请实施例还提供一种电流传感器的故障判定装置，故障判定装置用于判定电流传感器中的分流电阻是否故障。
图3是本申请一实施例提供的电流传感器的故障判定装置的结构示意图，如图3所示，本申请实施提供的故障判定装置包括采样数据获取单元11、温升斜率计算单元12和故障判定单元13。
采样数据获取单元11用于获取至少两个采样时刻的采样温度数据；采样温度数据用于表征分流电阻的温度特征。
申请实施例具体应用中，为了能够获取采样温度数据，在分流电阻上设置温度诸如热电偶一类的温度传感器，以能够实时测量分流电阻的温度，得到采样温度数据，采样数据获取单元11可以直接按照设定的采样时刻获取温度传感器34生成的温度数据，作为采样温度数据。
因为温度变化直接和分流电阻的电阻特性正相关，所以采样温度数据间接地表征分压电阻的阻抗。
应当注意的是，本申请实施例具体实施例中，各个采样时刻应当是时间间隔相对较小的时刻点，以保证测试数据表征了热量累积表征的温度变化；还应注意，相邻两个采样时刻的采样温度不可过小，以避热量没有通过热传到或者热辐射传到至温度传感器而造成的测量结果不具有代表性问题。
例如，在本申请实施例一个具体应用中，根据温度传感器的部署位置以及分流电阻的结构特性模拟了热传导的梯度特性后，确定相邻采样时刻的时间间隔为8s。
温升斜率计算单元12用于根据采样温度数据和对应的采样时刻，计算温升斜率。
在本申请一些实施例中，在采样时刻为两个的情况下，两个采样时刻分别为t1和t2，对应的温度为T1和T2，则温升斜率计算单元12采用s＝(T2-T1)/(t2-t1)计算温升斜率。
在本申请另外一些实施例中，在采样时刻为多个的情况下，温升息率计算单元可以分别计算相邻两个采样时刻的温升斜率，再根据具体情况对温升斜率做加权平均而得到最终的温升斜率。
故障判定单元13用于在温升斜率大于报警阈值的情况下，判定分流电阻故障。
报警阈值是通过前期试验确定的，确定的安全性报警阈值。如果温升斜率已经大于报警阈值，则表征分流电阻可能出现了产热过多、热量累积量过快的问题。判定电流传感器出现故障，是判定电流传感器中的分流电阻的阻抗特性出现故障，即分流电阻的阻抗相比于标定值增加过多。
在判定电流传感器的分流电阻阻抗特性出现故障的情况下，可以生成相应的提示信息，以告知电流传感器出现故障而造成供电回路电流值测量并不准确的问题。
本申请实施例提供的电流传感器的故障判定装置，采用温度测量的方法，通过温度斜率(也就是温度升高速度)的方法确定分流电阻的阻值特性情况，并采用预先设定的报警阈值作为比对参照，在温升斜率大于报警阈值时判定电流传感器故障，实现了对电流传感器中分流电阻温度特性的监控。
在申请实施例的一个应用中，电流传感器的故障判定装置还包括温度确定单元和报警阈值选择单元。
温度确定单元用于根据各个采样时刻的采样温度数据，确定采样温度区间。根据电阻的产热原理可知，电阻的产热量和其阻抗特性有关，而其阻抗特性与其所处的温度区间有直接关系，不同的温度特性下分流电阻具有不同阻抗，并且其阻抗大小随着温度的升高而增大。
为了能够适应地根据分流电阻的实际阻抗特性确定报警阈值，本申请实施例根据采样时刻的采样温度数据，确定分流电阻在采样时刻所处的一个采样温度区间，利用采样温度区间间接表征分流电阻的阻抗特性。
对应的，报警阈值选择单元用于根据采样温度区间选择报警阈值。本申请实施例中，报警阈值选择单元根据采样温度区间选择报警阈值，是将获取得到的采样温度区间，查询预先指定的报警阈值查找表格，而确定与采样温度区间对应的报警阈值。
本申请实施例具体应用中，可以在供电回路中具有较为持续稳定的电流，而不是在电流忽大忽小的变化过程中，采用前述的故障判断装置确定报警阈值。针对供电回路是电动汽车中的供电回路的情况下，可以在电动汽车处在匀速行驶的情况下，采用温度确定单元和报警阈值选择单元确定报警阈值。
在本申请的另外一个实施例中，电流传感器的故障判定装置包括温度确定单元、特征电流确定单元和报警阈值选择单元。
温度确定单元用于根据各个采样时刻的采样温度数据，确定采样温度区间。根据电阻的产热原理可知，电阻的产热量和其阻抗特性有关，而其阻抗特性与其所处的温度区间有直接关系，不同的温度特性下分流电阻具有不同阻抗，并且其阻抗大小随着温度的升高而增大。
为了能够适应地根据分流电阻的实际阻抗特性确定报警阈值，本申请实施例根据采样时刻的采样温度数据，确定分流电阻在采样时刻所处的一个采样温度区间，利用采样温度区间间接表征分流电阻的阻抗特性。
特征电流确定单元用于获取采样时刻的测量电流，以及根据测量电流确定特征电流。
本申请实施例中，测量电流可以直接采用电流传感器的输出电流；虽然此时的输出电流可能并不完全表征电流回路的实际电流，但是其与实际电流相对比较接近，并且大小与实际电流有正相关关系，所以可以以测量电流为依据，执行确定特征电流的操作。
本申请实施例中，特征电流是用于表示在采样时刻所处的时间段内，电流回路中电流特性的电流数值。应当注意的是，为了能够使得特征电流具有足够的代表性，应当在采样时间内的电流回路的电流不会有出现忽大忽小的问题，而是保持在一个相对平稳变化的过程中。针对供电回路是电动汽车中的供电回路的情况下，可以在电动汽车处在匀速行驶、匀加速行驶的情况下获取各个采样时刻的测量电流，并基于测量电流计算特征电流。
本申请实施例中，特征电流确定单元确定特征电流的方法可以有如下几种：(1)求取各个测量电流的平均值，采用平均值作为特征电流；(2)在测量电流为多个的情况下，对各个测量电流进行大小排序，选择位于中间位置的测量电流作为特征电流；(3)求取测量电流的均方根，将均方根作为特征电流。实际应用中，因为电阻的发热量和电流的平方成正相关关系，所以实际应用中优选采用计算均方根的方法计算特征电流。
报警阈值确定单元用于根据采样温度区间和特征电流，选择报警阈值。具体的报警阈值确定单元是是根据采样温度区间和标准电流，查询预先指定的报警阈值查找表格，而确定对应的报警阈值。
本申请实施例应用中，为了能够实现报警阈值的确定，需要事先制定报警阈值查找表格。具体的，可以在供电回路处在各种电流梯度下，并且分流电阻处在各种不同的采样温度区间的情况下，分别测量分流电阻的温升斜率，随后再根据此温升斜率设置报警阈值，并基于电流状态、采样温度区间和报警阈值建立查找表格。
本申请实施例还提供一种电子设备和一种计算机可读存储介质
图4是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备可用于执行判断电流传感器中的电阻是否出现阻值故障的步骤。
如图4所示，电子包括至少一个处理器21、至少一个存储器22、至少一个通信接口23和总线系统24，处理器21和存储器23通过总线系统24耦合在一起，通信接口23用于实现电子设备内各个组件与外部设备之间的信息传输。
总线系统24除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但为了清楚说明起见，在图4中将各种总线都标为总线系统24。
本申请实施例中的存储器22可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。在一些实施方式中，存储器22存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统和应用程序。
其中，操作系统包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础任务以及处理基于硬件的任务。应用程序，包含各种应用程序，例如媒体播放器(MediaPlayer)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用任务。实现本申请实施例提供的电流传感器的故障判定方法的程序可以包含在应用程序中。
在本申请实施例中，处理器21通过调用存储器22存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序中存储的程序或指令，处理器21用于执行如S401-S404的步骤。
S401：获取至少两个采样时刻的采样温度数据。
应当注意的是，本申请实施例具体实施例中，各个采样时刻应当是时间间隔相对较小的时刻点，以保证测试数据表征了热量累积表征的温度变化；还应注意，相邻两个采样时刻的采样温度不可过小，以避热量没有通过热传到或者热辐射传到至温度传感器而造成的测量结果不具有代表性问题。
例如，在本申请实施例一个具体应用中，根据温度传感器的部署位置以及分流电阻的结构特性模拟了热传导的梯度特性后，确定相邻采样时刻的时间间隔为8s。
S402：根据采样温度数据和对应的采样时刻，计算温升斜率。
温升斜率是表征分压电阻随着时间增加而累积热量而温度升提升的速度。在本申请一些实施例中，在采样时刻为两个的情况下，两个采样时刻分别为t1和t2，对应的温度为T1和T2，则温升斜率s＝(T2-T1)/(t2-t1)。在本申请另外一些实施例中，在采样时刻为多个的情况下，可以分别计算相邻两个采样时刻的温升斜率，再根据具体情况对温升斜率做加权平均而得到最终的温升斜率。
S403：判断温升斜率是否大于报警阈值；若是，执行S404。
报警阈值是通过前期试验确定的，确定的安全性报警阈值。如果温升斜率已经大于报警阈值，则表征分流电阻可能出现了产热过多、热量累积量过快的问题。
S404：判定电流传感器故障。
步骤S404中，判定电流传感器出现故障，是判定电流传感器中的分流电阻的阻抗特性出现故障，即分流电阻的阻抗相比于标定值增加过多。
本申请实施例提供的电流传感器的故障判定方法可以应用于处理器21中，或者由处理器21实现。处理器21可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器21中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器21可以是通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific IntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本申请实施例提供的电流传感器的故障判定方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器22，处理器21读取存储器22中的信息，结合其硬件完成方法的步骤。
本申请实施例还提出一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如电流传感器的故障判定方法各实施例的步骤，为避免重复描述，在此不再赘述。
另外，本申请实施例还提供一种电动车辆。图5是本申请一实施例提供的电动车辆的部分结构示意图，如图5所示，本申请实施提供的电动车辆包括动力电池31、电流传感器32和负载33，前述的动力电池31、电流传感器32和负载33串联连接。实际应用中，根据电动车辆中的执行机构的不同，负载33可能包括采用IGBT、逆变器、用于驱动车龄行驶的驱动电机和车载低压用电装置，前述的车载低压用电装置包括各种车载控制系统、车灯、车内媒体系统等。
此外，电动车辆还包括温度传感器34和电池管理系统35；温度传感器34用于测量电流传感器32的分流电阻，并生成采样温度数据。电池管理系统35与温度传感器34连接，根据接收到的采样温度数据，判定分流电阻是否故障。
具体的，电池管理系统35判定分流电阻是否出现故障的方法包括步骤S501-S504。
S501：获取至少两个采样时刻的采样温度数据。
本申请实施例中，电池管理系统35获取得到温度传感器34周期性发送而来的温度检测数据后，根据预定的采样规则获取至少两个采样时刻的温度检测数据，作为采样温度数据。
应当注意的是，本申请实施例具体实施例中，各个采样时刻应当是时间间隔相对较小的时刻点，以保证测试数据表征了热量累积表征的温度变化；还应注意，相邻两个采样时刻的采样温度不可过小，以避热量没有通过热传到或者热辐射传到至温度传感器34而造成的测量结果不具有代表性问题。
例如，在本申请实施例一个具体应用中，根据温度传感器34的部署位置以及分流电阻的结构特性模拟了热传导的梯度特性后，确定相邻采样时刻的时间间隔为8s。
S502：根据采样温度数据和对应的采样时刻，计算温升斜率。
温升斜率是表征分压电阻随着时间增加而累积热量而温度升提升的速度。在本申请一些实施例中，在采样时刻为两个的情况下，两个采样时刻分别为t1和t2，对应的温度为T1和T2，则温升斜率s＝(T2-T1)/(t2-t1)。在本申请另外一些实施例中，在采样时刻为多个的情况下，可以分别计算相邻两个采样时刻的温升斜率，再根据具体情况对温升斜率做加权平均而得到最终的温升斜率。
S503：判断温升斜率是否大于报警阈值；若是，执行S504。
报警阈值是通过前期试验确定的，确定的安全性报警阈值，报警阈值被存储在电池管理系统35的内部存储器中，或者存储在电动车辆的其他位置，电池管理系统35可以根据需要调取报警阈值。
如果温升斜率已经大于报警阈值，则表征分流电阻可能出现了产热过多、热量累积量过快的问题。
S504：判定电流传感器故障。
步骤S504中，判定电流传感器出现故障，是判定电流传感器中的分流电阻的阻抗特性出现故障，即分流电阻的阻抗相比于标定值增加过多。
本申请实施例提供的电动车辆中，电池管理系统35能够根据分流电阻产热特性确定分流电阻是否出现故障，并在分流电阻出现严重失效故障前进行报警，有效减小因为分流电阻异常而引起的动力系统终端带来的安全隐患。
本申请实施例中，电池管理系统35如果判定电流传感器中的分流电阻出现了故障，则可以通过车辆的中控系统告知车辆驾驶员车辆的电流传感器可能出现故障，提示驾驶员尽快地对车辆进行维修；在一些应用中，电动车辆还可以将报警信息发送给远程终端，由远程终端评估分流电阻的故障等级，以告知驾驶员如何尽快地处置这一故障。另外，远程终端还可以告知车辆维护保养中心根据需求备货电流传感器或者分流电阻，以在车辆来保养时保证有相应的备件使用，不会出现需要等待备货的问题。
在本申请实施例的一个具体应用中，电池管理系统35获取报警阈值的方法可以如步骤S601-S602。
S601：根据各个采样时刻的采样温度数据，确定采样温度区间。
如前所述，电阻的阻抗特性和其所处的温度区间有直接关系，不同的温度特性下分流电阻具有不同阻抗，并且其阻抗大小随着温度的升高而增大。
为了能够适应地根据分流电阻的实际阻抗特性确定报警阈值，本申请实施例中，电池管理系统35根据采样时刻的采样温度数据，确定分流电阻在采样时刻所处的一个采样温度区间，利用采样温度区间间接表征分流电阻的阻抗特性。
S602：根据采样温度区间选择报警阈值。
步骤S602中根据采样温度区间选择报警阈值，是将获取得到的采样温度区间，查询预先存储的采样温度区间和报警阈值对应关系表，而确定与采样温度区间对应的报警阈值。
本申请实施例具体应用中，可以在电动汽车处在匀速行驶的情况下采用前述步骤S601-S602确定报警阈值。
如前所述，除了分流电阻的实际阻抗影响产热速率外，流经分流电阻的电流大小也会影响实际产热速率；为此，本申请实施例一些应用中，可以采用步骤S701-S703确定报警阈值。
S701：根据各个采样时刻的采样温度数据，确定采样温度区间。
如前所述，电阻的阻抗特性和其所处的温度区间有直接关系，不同的温度特性下分流电阻具有不同阻抗，并且其阻抗大小随着温度的升高而增大。
为了能够适应地根据分流电阻的实际阻抗特性确定报警阈值，本申请实施例中，电池管理系统35根据采样时刻的采样温度数据，确定分流电阻在采样时刻所处的一个采样温度区间，利用采样温度区间间接表征分流电阻的阻抗特性。
S702：获取采样时刻的测量电流，根据测量电流确定特征电流。
本申请实施例中，电池管理系统35可以直接将电流传感器的输出电流作为测量电流；虽然此时的输出电流可能并不完全表征电流回路的实际电流，但是其与实际电流相对比较接近，并且大小与实际电流有正相关关系，所以可以以测量电流为依据，执行确定特征电流的操作。
本申请实施例中，特征电流是用于表示在采样时刻所处的时间段内，电流回路中电流特性的电流数值。应当注意的是，为了能够使得特征电流具有足够的代表性，应当在采样时间内的电流回路的电流不会有出现忽大忽小的问题，而是保持在一个相对平稳变化的过程中。具体应用中，可以在电动汽车处在匀速行驶、匀加速行驶的情况下获取各个采样时刻的测量电流，并基于测量电流计算特征电流。
本申请实施例中，根据测量电流确定特征电流的方法可以有如下几种：(1)求取各个测量电流的平均值，采用平均值作为特征电流；(2)在测量电流为多个的情况下，对各个测量电流进行大小排序，选择位于中间位置的测量电流作为特征电流；(3)求取测量电流的均方根，将均方根作为特征电流。实际应用中，因为电阻的发热量和电流的平方成正相关关系，所以实际应用中优选采用计算均方根的方法计算特征电流。
S703：根据采样温度区间和特征电流，选择报警阈值。
步骤S703是根据采样温度区间和标准电流，查询预先指定的报警阈值查找表格，而确定对应的报警阈值。
为了能够实现前述的步骤S701-S703的操作，在本申请实施例实施前，需要制定相应的报警阈值查找表格。具体的，可以在供电回路处在各种电流梯度下，并且分流电阻处在各种不同的采样温度区间的情况下，分别测量分流电阻的温升斜率，随后再根据此温升斜率设置报警阈值，并基于电流状态、采样温度区间和报警阈值建立查找表格。
应当注意，此时的分流电阻是一处在正常状态的电阻，此时的温升斜率是一正常斜率。根据温升斜率设置报警阈值，可以是采用一大于1的系数乘以温升斜率，作为报警阈值，前述的系数可以根据经验以及的具体数值确定；在一个具体应用中，下述被设置为1.2。
本申请实施例具体应用中，为了保证供电回路工作时，电流传感器始终处在合理的温度范围内，避免温度过高而造成电流测量误差，可能会在设置用于为分流电阻散热的散热装置，散热装置运行而实现分流电阻的快速散热。而获取采样温度数据的过程中，如果散热装置仍然处在工作状态则可能造成温升斜率的测量不准确；为解决前述问题，本申请实施例中可以暂停散热装置运行的情况下，获取各个采样时刻的采样温度数据。
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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种电流传感器的故障判定方法，用于判定电流传感器中的分流电阻是否故障，其特征在于，包括：
获取至少两个采样时刻的采样温度数据；所述采样温度数据用于表征所述分流电阻的温度特征，所述采样温度数据由能够实时测量分流电阻温度的温度传感器测量得到；
根据各个所述采样时刻的采样温度数据，确定采样温度区间；
获取所述采样时刻的测量电流，以及根据所述测量电流确定特征电流，包括：计算所述测量电流的均方根，作为所述特征电流；
根据所述采样温度区间和所述特征电流，选择报警阈值；
根据所述采样温度数据和对应的所述采样时刻，计算温升斜率；
在温升斜率大于所述报警阈值的情况下，判定所述分流电阻故障。
2.根据权利要求1所述电流传感器的故障判定方法，其特征在于，
所述采样时刻为所述分流电阻所在的电路输出恒定功率的时间段内的时刻。
3.根据权利要求1所述电流传感器的故障判定方法，其特征在于，在包括用于为所述分流电阻散热的散热装置的情况下，
获取至少两个采样时刻的采样温度数据，包括：在暂停所述散热装置运行的情况下，获取所述至少两个采样时刻的采样温度数据。
4.一种电流传感器的故障判定装置，用于判定电流传感器中的分流电阻是否故障，其特征在于，包括：
采样数据获取单元，用于获取至少两个采样时刻的采样温度数据；所述采样温度数据用于表征所述分流电阻的温度特征，所述采样温度数据由能够实时测量分流电阻温度的温度传感器测量得到；
温度确定单元，用于根据各个所述采样时刻的采样温度数据，确定采样温度区间；
特征电流确定单元，用于获取所述采样时刻的测量电流，以及根据所述测量电流确定特征电流，包括：计算所述测量电流的均方根，作为所述特征电流；
报警阈值选择单元，用于根据所述采样温度区间和所述特征电流，选择报警阈值；
温升斜率计算单元，用于根据所述采样温度数据和对应的所述采样时刻，计算温升斜率；
故障判定单元，用于在温升斜率大于所述报警阈值的情况下，判定所述分流电阻故障。
5.根据权利要求4所述电流传感器的故障判定装置，其特征在于：
所述采样时刻为所述温度传感器所在的电路输出恒定功率的时间段内的时刻。
6.根据权利要求4所述电流传感器的故障判定装置，其特征在于，在包括用于为所述分流电阻散热的散热装置的情况下，
所述采样数据获取单元在暂停所述散热装置运行的情况下，获取所述至少两个采样时刻的采样温度数据。
7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器；
所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。
9.一种电动车辆，其特征在于，包括串联连接的动力电池、电流传感器和负载，以及温度传感器和电池管理系统；
所述电流传感器包括分流电阻；所述温度传感器用于测量所述分流电阻的温度而生成采样温度数据；
所述电池管理系统用于根据接收到的采样温度数据，执行如权利要求1-3任一项所述方法的步骤，判定所述分流电阻是否故障。
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