一种分流器断线检测电路及断线检测方法技术

本发明专利技术公开了一种分流器断线检测电路及断线检测方法，属于电动汽车电池管理系统技术领域，所述断线检测电路包括处理器MCU、第一电阻、第二电阻、第三电阻和光耦，所述光耦的发射端正极通过电阻连接非隔离电源，发射端负极连接处理器MCU的I/O控制引脚，接收端正极通过电阻连接外部隔离电源，接收端负极连接分流器的IBATS+、IBATS‑端。本发明专利技术相比较现有技术，可以准确检测到分流器两端的IBATS+或IBATS‑断线故障，当系统上电时或电流采集为0A时可以采用本诊断电路诊断出是否有断线故障，为整车控制提供精准的保护措施、同时为维修人员提供故障信息，避免因断线故障导致整车无法进行电流保护或安时积分计算电池电量等。

【技术实现步骤摘要】
一种分流器断线检测电路及断线检测方法
本专利技术涉及电动汽车电池管理系统，具体涉及一种分流器断线检测电路及断线检测方法。
技术介绍
目前电动汽车采用霍尔电流传感器或者分流器来检测动力电池的充放电电流，其中使用分流器采集电流具有高精度、低成本的优势，被广泛使用。一般的分流器电流检测电路是采用运算放大器来检测分流器两端的差分信号，如附图1所示，IVCC_5V是隔离5V电源，IGND是隔离地，RX为分流器(假设量程为75mv/400A)，当电池组进行充放电时，分流器RX两端(IBATS+、IBATS-)会产生一个差分信号电压，电路通过使用一个低失调电压运放MCP6N16将分流器差分信号放大21倍，然后与基准TL431输出的2500mV电压相加，输出电压Vi到隔离ADC进行采集，电流计算公式为：电动汽车上的分流器一般安装在电池充放电回路上(靠近电池总负)，采集分流器两端的差分电压，需要从电路板上引出IBATS+、IBATS-两根线接到分流器两端，这两根线在长期使用过程中(震动或老化因素)可能会出现断线的故障，当发生这种故障时Vi的电压为2500mv，转换成电流为0A；由于不确定这个采集到的0A是电池未进行充放电时的电流还是断线故障的电流，这会导致整车的控制策略紊乱，如无法进行过流检测保护或者无法进行电流安时积分计算电池电量等。
技术实现思路
为了解决以上断线故障带来的问题，本专利技术提供了一种分流器断线检测电路及断线检测方法，可以准确检测到IBATS+或IBATS-断线故障，为整车控制提供精准的保护措施和及时维修提示。本专利技术采用以下技术方案来实现：本专利技术提供了一种分流器断线检测电路，设于分流器的IBATS+、IBATS-引出线上，包括处理器MCU、第一电阻、第二电阻、第三电阻和光耦，所述光耦的发射端正极通过第一电阻连接至外部非隔离电源，光耦的发射端负极连接至处理器MCU的I/O控制端，光耦的接收端正极通过依次串联的第二电阻、第三电阻与外部隔离电源连接，第二电阻与第三电阻之间连接到隔离ADC，光耦的接收端负极连接至分流器的IBATS+、IBATS-引出线路中。作为本专利技术的进一步优化方案，所述非隔离电源为非隔离5V电源，所述隔离电源为隔离5V电源。作为本专利技术的进一步优化方案，第一电阻的阻值为680Ω，第二电阻和第三电阻的阻值为10KΩ。作为本专利技术的进一步优化方案，光耦的型号为TLP291GB，其隔离耐压值为3750Vrms。本专利技术还提供了一种利用上述分流器断线检测电路进行断线检测的方法，包括以下步骤：步骤S1、将两个分流器断线检测电路分别连接到分流器的IBATS+、IBATS-端引出线上，利用处理器MCU向IBATS-端和BATS+端的断线检测电路输出高电平，利用分流器电流检测电路检测分流器IBATS+、IBATS-端的差分信号，若检测的差分信号电流为0A，则启动下一步诊断流程；步骤S2：在IBATS-端和BATS+端的断线检测电路的第二电阻和第三电阻的连接线路上设置诊断采集点，利用隔离ADC采集IBATS-端和BATS+端的诊断电压V1、V2；步骤S3：利用处理器MCU向IBATS-端的断线检测电路输出低电平，IBATS+端的断线检测电路输出高电平，如果检测到V1低于IBATS-端的断线检测电路连接的隔离电源电压，说明电路IBATS-与分流器连接良好，如果检测到电压等于IBATS-端的断线检测电路连接的隔离电源电压，说明电路IBATS-与分流器连接断开；步骤S4：利用处理器MCU向IBATS+端的断线检测电路输出低电平，IBATS-端的断线检测电路输出高电平，如果检测到V2低于IBATS+端的断线检测电路连接的隔离电源电压，说明电路IBATS+与分流器连接良好，如果检测到电压等于IBATS+端的断线检测电路连接的隔离电源电压，说明电路IBATS+与分流器连接断开。本专利技术相比较现有技术的有益效果是：本专利技术可以准确检测到分流器两端的IBATS+或IBATS-断线故障，当电流采集为0A时可以采用本诊断电路诊断出是否有断线故障，为整车控制提供精准的电流保护措施、同时为维修人员提供故障信息，避免因断线故障导致整车无法进行电流保护或安时积分计算电池电量等。附图说明图1为现有分流器电流检测电路结构原理图；图2为含有断线检测电路的分流器电流检测电路结构原理图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。实施例1如图2所示，本实施例提供了一种含有断线检测电路的分流器电流检测电路，其中分流器电流检测电路包括低失调电压运放MCP6N16和稳压器TL431，所述低失调电压运放MCP6N16的电源端与隔离5V电源IVCC_5V连接，VSS端与隔离地IGND连接，VIM端和VIP端分别与分流器的IBATS-、IBATS+引出线连接，VOUT端与稳压器TL431连接，所述稳压器TL431与隔离5V电源IVCC_5V连接，输出2500mA的基准电压，并与低失调电压运放MCP6N16输出的放大电压叠加后，输出电压Vi到隔离ADC进行采集。在分流器的IBATS-、IBATS+的引出线上还设有一断线检测电路，IBATS-端和IBATS+端的断线检测电路结构相同，包括处理器MCU，第一电阻R8、R11，第二电阻R9、R13，第三电阻R10、R12，光耦U2、U3，其中光耦U2、U3的发射端正极分别通过第一电阻R8、R11连接至非隔离5V电源MCU_5V，光耦U2、U3的发射端负极连接至处理器MCU的两个I/O控制端CTL_N、CTL_P，光耦U2、U3的接收端正极通过依次串联的第二电阻R9、R13，第三电阻R10、R12与隔离5V电源IVCC_5V连接，第二电阻R9、R13与第三电阻R10、R12之间线路的中点设置诊断采集点，并连接到隔离ADC，光耦U2、U3的接收端负极分别与分流器的IBATS+、IBATS-的引出线路连接。其中，本实施例中，第一电阻R8、R11的阻值为680Ω，第二电阻R9、R13，第三电阻R10、R12的阻值为10KΩ，光耦的型号为TLP291GB。本实施例还提供了基于上述分流器断线检测电路进行断线检测的方法，包括以下步骤：步骤S1、将两个分流器断线检测电路分别连接到分流器电流检测电路与分流器IBATS+、IBATS-端的连接线路上，利用处理器MCU控制CTL_N输出高电平，CTL_P输出高电平，利用分流器电流检测电路检测分流器IBATS+、IBATS-端的差分信号，若差分信号电流为0A，启动下一步诊断流程；步骤S2：在电阻R9和R10连接线路的中点、电阻R12和R13连接线路的中点设置诊断采集点，利用隔离ADC采集诊断电压V1、V2；步骤S3：利用处理器MCU控制CTL_N输出低电平，CTL_P输出高电平，光耦U2的接收端正负极导通，如果检测到V1电压为2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分流器断线检测电路，设于分流器的IBATS+、IBATS-引出线上，其特征在于，包括处理器MCU、第一电阻、第二电阻、第三电阻和光耦，所述光耦的发射端正极通过第一电阻连接至外部非隔离电源，光耦的发射端负极连接至处理器MCU的I/O控制端，光耦的接收端正极通过依次串联的第二电阻、第三电阻与外部隔离电源连接，第二电阻与第三电阻之间连接到隔离ADC，光耦的接收端负极连接至分流器的IBATS+、IBATS-的引出线路中。/n

【技术特征摘要】
1.一种分流器断线检测电路，设于分流器的IBATS+、IBATS-引出线上，其特征在于，包括处理器MCU、第一电阻、第二电阻、第三电阻和光耦，所述光耦的发射端正极通过第一电阻连接至外部非隔离电源，光耦的发射端负极连接至处理器MCU的I/O控制端，光耦的接收端正极通过依次串联的第二电阻、第三电阻与外部隔离电源连接，第二电阻与第三电阻之间连接到隔离ADC，光耦的接收端负极连接至分流器的IBATS+、IBATS-的引出线路中。


2.根据权利要求1所述的一种分流器断线检测电路，其特征在于，所述非隔离电源为非隔离5V电源，所述隔离电源为隔离5V电源。


3.根据权利要求1所述的一种分流器断线检测电路，其特征在于，第一电阻的阻值为680Ω，第二电阻和第三电阻的阻值为10KΩ。


4.根据权利要求1所述的一种分流器断线检测电路，其特征在于，光耦的型号为TLP291GB，其隔离耐压值为3750Vrms。


5.一种利用如权利要求1-4任一所述的分流器断线检测电路进行断线检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、将两个分流器断线检测电路分别连接到分流器的IBA...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹志勇，王翰超，王云，姜明军，孙艳，刘欢，沈永柏，江梓贤，
申请(专利权)人：力高山东新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37