CN116223929A

CN116223929A - 用于识别电流检测回路中的短路故障的方法和存储介质

Info

Publication number: CN116223929A
Application number: CN202111465421.8A
Authority: CN
Inventors: 边东东
Original assignee: Vitesco Automotive Tianjin Co Ltd
Current assignee: Vitesco Automotive Tianjin Co Ltd
Priority date: 2021-12-03
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2023-06-06

Abstract

本发明公开了一种用于识别车辆电池的电流检测回路中的短路故障的方法，该电流检测回路包括串联连接在车辆电池的输出回路上的电子器件，其中，该方法包括如下步骤：在第一时刻，获取流经所述电子器件的电流值和所述输出回路上的温度值；在第一时刻之后的第二时刻，获取流经所述电子器件的电流值和所述输出回路上的温度值，其中，第二时刻与第一时刻间隔预定的时长；以及基于在第一时刻和第二时刻获取的电流值和温度值判断电流检测回路中是否出现了短路故障。本发明还公开了一种计算机存储介质，在该计算机存储介质上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令在被执行时实施如上所述的方法的各个步骤。

Description

用于识别电流检测回路中的短路故障的方法和存储介质

技术领域

本发明涉及电路故障识别领域，更具体而言，本发明涉及一种用于识别车辆电池的电流检测回路中的短路故障的方法，以及一种用于执行该方法的计算机存储介质。

背景技术

目前，新能源车辆、特别是电动车辆的发展日益迅速。对于电动车辆而言，动力电池的安全性至关重要。在电动车辆中，通常设置有电流检测回路以用于监测车辆动力电池的高压回路中的电流情况。

然而，这种电流检测回路自身也可能出现短路故障，在这种情况下不仅无法对车辆动力电池的高压回路实施电流监测，还会为车辆电池带来额外的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种用于识别车辆电池的电流检测回路中的短路故障的方法，该电流检测回路包括串联连接在车辆电池的输出回路上的电子器件，其中，该方法包括如下步骤：

在第一时刻，获取流经所述电子器件的电流值和所述输出回路上的温度值；

在第一时刻之后的第二时刻，获取流经所述电子器件的电流值和所述输出回路上的温度值，其中，第二时刻与第一时刻间隔预定的时长；以及

基于在第一时刻和第二时刻获取的电流值和温度值判断电流检测回路中是否出现了短路故障。

根据一可选实施例，所述方法还包括：

将在第二时刻获取的电流值与在第一时刻获取的电流值进行比较，以判断在第二时刻获取的电流值相比于在第一时刻获取的电流值是否下降了预定的电流差值。

根据一可选实施例，所述方法还包括：

如果在第二时刻获取的电流值相比于在第一时刻获取的电流值下降了所述预定的电流差值，则进一步将在第二时刻获取的温度值与在第一时刻获取的温度值进行比较，以判断电流检测回路中是否出现了短路故障。

根据一可选实施例，如果在第二时刻获取的温度值相比于在第一时刻获取的温度值上升了第一温度阈值，则判定电流检测回路中出现了短路故障。

根据一可选实施例，所述方法还包括：

如果在第二时刻获取的电流值相比于在第一时刻获取的电流值下降了所述预定的电流差值，则分别计算在第一时刻和在第二时刻所述输出回路上的温度值与参考温度之间的相对温差，并基于第一时刻的相对温差和第二时刻的相对温差判断电流检测回路中是否出现了短路故障。

根据一可选实施例，如果第二时刻的相对温差相比于第一时刻的相对温差上升了第二温度阈值，则判定电流检测回路中出现了短路故障。

根据一可选实施例，所述参考温度为车辆电池的冷却回路中的冷却液温度。

根据一可选实施例，所述电子器件为分流器或智能传感器开关；以及/或者，所述车辆电池为动力电池。

根据一可选实施例，所述输出回路上的温度值为所述电子器件上的温度；以及/或者，所述温度值为估算值或采集值。

根据一可选实施例，所述电流检测回路包括RC滤波电路。

本发明的第二方面还提出了一种计算机存储介质，在该计算机存储介质上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令在被执行时实施如上所述的方法的各个步骤。

根据本发明的用于识别车辆电池的电流检测回路中的短路故障的方法至少能够实现如下优点之一：

1)电路结构简单，无需设计冗余的电流检测回路，节约了制造成本；

2)不用涉及复杂的运算逻辑，通过简单的温度比较和电流比较即可识别短路故障，识别精度较高；以及

3)无需对动力电池原有的输出回路和电流检测回路进行改造，不会对动力电池的性能造成影响。

附图说明

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以说明。

图1示出了用于车辆动力电池的常规电流检测回路的电路图。

图2示出了根据本发明的用于识别车辆电池的电流检测回路中的短路故障的方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图并通过实施例来描述根据本发明的用于识别车辆电池的电流检测回路中的短路故障的方法。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的各个方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定。

图1示出了用于车辆动力电池的常规电流检测回路的电路图。如图1中所示，以基于分流器RS的电流传感器为例，该分流器RS设置在动力电池的高压回路中，在分流器与电流采集芯片的输入端口之间设置有RC滤波电路和分压电路，分流器两端的电势经过滤波电路进行滤波，使得分流器所输出的电压波形变得更平滑和稳定，经滤波后的电压信号经过后面的分压电路被转换为允许的电压范围，从而进一步传输到电流采集芯片的输入端口。

通常，电流检测装置所允许的电压范围为-50mv～50mv，即，所允许的电压范围包含0mv，当对动力电池充电时该电压范围为正，当动力电池对外放电时该电压范围为负。

当电流检测回路中某一位置发生短路时，相应的短路电阻范围为1e-6～5e-6Ohm，此时分流器两端电压接近于0mv，但并不是恒定的0mv,而是会根据电流大小的变动而波动。在此情况下，通过计算获得的电流值会失真，但仍在有效电流范围之内。换言之，无法有效地区分计算获得的电流值是真实值，还是由于电流检测回路中出现了短路，有可能出现较大的检测偏差。

对此，现有的解决方法通常是增加另一电流检测回路，即，在动力电池的高压回路中设置两路彼此独立的电流检测回路，由此造成了双倍的检测成本。

在此背景下，本发明的申请人研究发现，在车辆电池、特别是动力电池的输出回路中，输出电流会使整个电流回路中的电子器件升温，某些回路中的电子器件的温度对电流大小的变动十分敏感。以分流器或ISS(Intelligent Sensor Switch，智能传感器开关)为例，当流经分流器或ISS上的电流增大时，其温度会随之迅速升高；当流经分流器或ISS上的电流减小时，其温度也随之降低。据此，当在分流器或ISS上检测到的电流值突然降低但其温度反而升高时(以对冷却水温度为参考量)，则可推断出电流检测回路中出现了故障，例如可能发生了短路，该短路可能是由于电容烧毁所引起的。

为此，本发明提出一种新的用于识别电流检测回路中的短路故障的方法，该方法无需增设冗余的备份电流检测回路，仅需监测电流回路中的电子器件的温度和电流变动趋势，即可检测电流检测回路短路是否发生。该方法利用车辆动力电池的电流输出回路上的某些电子器件(例如，分流器或ISS)温度敏感的特性，通过监测这些电子器件上的电流值和温度值(该温度值可以是采集值或估算值)的变动趋势来判断电流检测回路中是否存在短路故障。

图2示出了根据本发明的用于识别电流检测回路中的短路故障的方法的流程图。该电流检测回路包括串联连接在车辆电池、特别是动力电池的输出回路上的电子器件。

电子器件的一个典型示例可以是ISS，ISS一种基于反串联二极管原理的电子开关装置，其二极管结温对电流极为敏感。电子器件的另一示例可以是分流器。该方法基于电子器件的发热原理，当电子器件的电阻一定时，电流越大，发热量越大，如果电子器件的热容较低，则温度随电流变动会极为明显。

也就是说，动力电池的输出回路上的电流值(例如，流经电子器件的电流值)与输出回路上的某一位置处的温度值成正比，即，当电流值增大时，温度值也随之升高。其中，输出回路上的温度值包含但不限于电子器件(例如，分流器或ISS)上的温度，也可以是动力电池的输出回路上的其他位置处的温度值。此外，该所述温度值可以是采集值或估算值。

当检测回路发生短路时，所检测的电流值会发生突降，一般可降低为接近于0A，在短路电阻较大时也可能至少降低至实际值的一半以下。在检测到的流经电子器件的电流值突然降低的情况下，如果电子器件上的温度不仅没有随着电流突降而降低，反而升高，则说明电流检测回路中发生了短路，即，出现了检测回路的短路故障。反之，电子器件上的温度如果随电流值的降低而大幅下降，则说明电流检测回路中未发生短路故障。

以水冷电池包为例，在考量电子器件上的温度值的变化时，可以将电池包内的冷却回路中的冷却液温度作为参考基准。通过监测电子器件上的温度与冷却液温度之间的相对温差(即，电子器件上的温度相比于冷却液温度高出多少度)的变化情况，可以避免环境温度对判断结果的影响。

下面结合图2详细描述根据本发明一示例性实施例的用于识别电流检测回路中的短路故障的方法的各个步骤。

首先，在步骤S1中，在第一时刻M1，获取车辆动力电池的输出回路上的电流值I1和温度值T1，该电流值I1尤其是流经电子器件RS的电流，该温度值T1尤其是电子器件RS上的温度。

随后，在步骤S2中，在第二时刻M2，获取车辆动力电池的输出回路上的电流值I2和温度值T2，其中，第二时刻M2与第一时刻M1间隔预定的时长，例如5s。

接下来，在步骤S3中，将在第二时刻获取的电流值I2与在第一时刻获取的电流值I2进行比较，以判断在第二时刻获取的电流值I2相比于在第一时刻获取的电流值I1是否下降了预定的电流差值ID，即，判断I1-I2≥ID？

如果步骤S3的判断结果为“是”，作为第一可选示例，可在步骤S4.1中进一步将在第二时刻获取的温度值T2与在第一时刻获取的温度值T1进行比较，以判断在第二时刻获取的温度值T2相比于在第一时刻获取的温度值T1是否上升了第一温度阈值TD1，即，判断T2-T1≥TD1？

如果步骤S4.1的判断结果为“是”，则在步骤S5中确定电流检测回路中出现了短路故障。如果步骤S4.1的判断结果为“否”，则在步骤S6中确定电流检测回路中未出现短路故障。

如果步骤S3的判断结果为“是”，作为第二可选示例，还可在步骤S4.2中分别计算在第一时刻和在第二时刻所述输出回路上的温度值与参考温度之间的相对温差，并基于第一时刻的相对温差和第二时刻的相对温差判断电流检测回路中是否出现了短路故障。即，计算第一时刻的相对温差△T1＝T1-T0和第二时刻的相对温差△T2＝T2-T0。

随后，可在步骤S4.3中判断第二时刻的相对温差相比于第一时刻的相对温差是否上升了第二温度阈值TD2，即判断△T2-△T1≥TD2？。

如果步骤S4.3的判断结果为“是”，则在步骤S5中确定电流检测回路中出现了短路故障。如果步骤S4.3的判断结果为“否”，则在步骤S6中确定电流检测回路中未出现短路故障。

根据本发明的用于识别电流检测回路中的短路故障的方法至少能够实现如下优点之一：

本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的短路故障识别方法的各个步骤并不限于按照上述所列举的次序来实施，该方法旨在基于在两个不同时刻获取的电流值I1、I2和温度值T1、T2来判断电流检测回路中是否出现了短路故障，各个步骤的先后次序并不构成对本发明的限制。例如，步骤S3并非一定在步骤S4.1或S4.2、S4.3之前执行，而是也可以与步骤S4.1或S4.2、S4.3同时执行；或者甚至，步骤S3可以在步骤S4.1或S4.2、S4.3之后执行，所有的这些变型都落入本发明的保护范围之内。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种用于识别车辆电池的电流检测回路中的短路故障的方法，该电流检测回路包括串联连接在车辆电池的输出回路上的电子器件，其中，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中，

如果在第二时刻获取的温度值相比于在第一时刻获取的温度值上升了第一温度阈值，则判定电流检测回路中出现了短路故障。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，

如果第二时刻的相对温差相比于第一时刻的相对温差上升了第二温度阈值，则判定电流检测回路中出现了短路故障。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，

所述参考温度为车辆电池的冷却回路中的冷却液温度。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述电子器件为分流器或智能传感器开关；以及/或者，所述车辆电池为动力电池。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述输出回路上的温度值为所述电子器件上的温度；以及/或者，所述温度值为估算值或采集值。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述电流检测回路包括RC滤波电路。

11.一种计算机存储介质，在该计算机存储介质上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令在被执行时实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法的各个步骤。