测温异常检测电路及测温异常自动检测方法与流程

1.本发明涉及bms电池管理系统，尤其涉及一种测温异常检测电路及测温异常自动检测方法。


背景技术：

2.在bms(battery management system，电池管理系统)的设计中，其中需要严格确保温度检测准确性及可靠性，因为温度异常可能导致热失控，这在动力电池中是无法承受的，所以温度的准确性、可靠性以及故障的预警显得非常重要。
3.相关技术中通过带线的热敏电阻检测温度，但由于在动力电池中，电池包离bms的距离较远，对于温度检测需要用带线的热敏电阻，一般线长从几厘米到几十厘米不等，而带线热敏电阻的个数从几个到十几个不等，这些带线的热敏电阻一般是当做线束扎在一起的，虽然有做绝缘防护，但难免有因为破损等原因短接在一起的，也有因为震动等原因脱落断线的情况；这些情况都会引起若干热敏电阻短路在一起或者某条线断路，导致测温功能异常甚至失效；在bms系统温度发生故障时无法正确判断故障原因或者无法识别故障，会导致热失控，严重情况可能触发安全事故。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，bms电池管理系统中若干个热敏电阻在使用过程中容易连接异常，导致测温功能异常，提供一种测温异常检测电路及测温异常自动检测方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种测温异常检测电路，作用于bms电池管理系统，该bms电池管理系统包括若干个用于检测温度的热敏电阻rtn，其特征在于，检测电路包括第一控制器、对应连接若干个所述热敏电阻rtn的若干个检测模块；
6.单个所述检测模块包括第一电阻元件、第一开关单元、第二开关单元、第二电阻元件；所述第一电阻元件的第一端连接电源输入端，所述第一电阻元件的第二端一路通过所述第一开关单元连接对应单个所述热敏电阻rtn，所述热敏电阻rtn另一端接地；所述第一电阻元件的第二端另一路通过所述第二开关单元连接所述第二电阻元件，所述第二电阻元件另一端接地；
7.所述第一控制器分别连接每个所述检测模块中的第一电阻元件的第二端、第一开关单元及第二开关单元；所述第一控制器分别先后控制相应第一开关单元和第二开关单元的通断并测出相应第一电阻元件第二端的电压值变化，进而检测与第一电阻元件连接的热敏电阻rtn所处电路是否异常。
8.优选地，所述第一开关单元包括第一mos管器件qn，所述第二开关单元包括第二mos管器件q2n；
9.所述第一mos管器件qn的漏极连接所述第一电阻元件的第二端，其栅极连接至所述第一控制器用于输出控制信号的第一输出引脚，其源极连接对应的热敏电阻rtn；
10.所述第二mos管器件q2n的漏极连接所述第一电阻元件的第二端，其栅极连接至所述第一控制器用于输出控制信号的第二输出引脚，其源极连接所述第二电阻元件。
11.优选地，所述bms电池管理系统还包括用于散热作用的送风组件；所述第一控制器与所述送风组件电连接以控制其工作；根据所述送风组件工作前后，相应热敏电阻rtn连接的第一电阻元件第二端的电压值变化，以判断所述对应热敏电阻rtn两端是否短接。
12.优选地，所述第一控制器配置为，控制两个检测模块中对应第一开关单元和第二开关单元的通断，分别检测所述两个检测模块中对应第一电阻元件第二端的电压值变化，以判断所述第一控制器中与所述两个检测模块连接的对应两个用于采集电压值的采集引脚是否短接。
13.优选地，其特征在于，每个所述检测模块中的所述第二电阻元件阻值均不相同。
14.本发明还构造一种测温异常自动检测方法，作用于bms电池管理系统，该bms电池管理系统包括若干个用于检测温度的热敏电阻rtn；其特征在于，所述测温异常自动检测方法包括以下步骤：
15.s10：将上述的测温异常检测电路分别与若干热敏电阻rtn电连接；
16.s20：根据预设控制规则，第一控制器输出第一控制信息作用于相应检测模块以控制对应第一开关单元和第二开关单元通断，所述第一控制信息至少包括先后顺序输出的第一控制信号及第二控制信号；
17.s30：根据第一控制信息，第一控制器分别采集第一控制信号作用于相应检测模块后其中第一电阻元件第二端的第一电压信号，以及第二控制信号作用于相应检测模块后其中第一电阻元件第二端的第二电压信号；
18.s40：根据第一控制信号与第一电压信号、第二控制信号与第二电压信号，判断对应热敏电阻rtn所处电路是否异常。
19.优选地，在步骤s40中，包括以下子步骤：
20.s41：若第一控制信号为控制其一检测模块中第一开关单元及第二开关单元闭合，第二控制信号为控制所述其一检测模块中第一开关单元断开，第二开关单元保持闭合；
21.判断所述其一检测模块中第一电压信号大小与第二电压信号信号是否相等；若是，则说明所述其一检测模块连接的热敏电阻rtn所处电路断路；若否，则说明为无异常。
22.优选地，在步骤s40中，包括以下子步骤：
23.s42：若第一控制信号为控制其一检测模块中第一开关单元闭合、第二开关单元断开，第二控制信号为控制其二检测模块中第一开关单元、第二开关单元闭合；
24.判断第一电压信号大小与第二电压信号信号是否相等；若是，则说明为无异常；若否，则说明分别与所述其一检测模块、其二检测模块连接的对应两个热敏电阻rtn短接在一起。
25.优选地，在步骤s40后，还包括以下步骤：
26.s50：第一控制器输出第二控制信息作用于相应检测模块，第二控制信息包括先后顺序输出的第三控制信号及第四控制信号；
27.第三控制信号为控制其一检测模块中第一开关单元断开、第二开关单元闭合，第四控制信号为控制其二检测模块中第一开关单元断开、第二开关单元闭合；
28.第一控制器分别采集第三控制信号作用于所述其一检测模块后其中第一电阻元
件第二端的第三电压信号，以及第四控制信号作用于所述其二检测模块后其中第一电阻元件第二端的第四电压信号；
29.判断第三电压信号大小与第四电压信号是否相等；若是，则说明第一控制器中用于连接所述其一检测模块及其二检测模块中第一电阻元件的两个连接引脚短接。
30.优选地，所述bms电池管理系统还包括用于散热的送风组件；第一控制器与送风组件电连接以控制其工作；
31.在步骤s40后，还包括以下步骤：
32.s60：第一控制器控制相应检测模块中第一开关单元闭合，并采集所述相应检测模块中第一电阻元件第二端的第五电压信号；
33.s61：保持相应检测模块中第一开关单元闭合，第一控制器控制送风组件开启，并采集所述相应检测模块中第一电阻元件第二端的第六电压信号；
34.s62：判断第五电压信号大小与第六电压信号是否相等；若是，则说明与所述相应检测模块连接的热敏电阻rtn两端短接；若否，则说明无异常。
35.实施本发明具有以下有益效果：通过将测温异常检测电路与包括热敏电阻的bms电池管理系统电连接，可快速检测出热敏电阻所处电路是否异常，以及具体异常原因；同时也解决了bms电池管理系统在温度发生故障时无法准备判断故障原因或者无法识别故障的问题，起到提前预警的作用，提高bms电池管理系统的安全性能。
附图说明
36.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
37.图1-图2是本发明测温异常检测电路的电路原理图。
具体实施方式
38.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
39.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体
细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
41.相关技术中，bms电池管理系统包括若干个用于检测温度的热敏电阻rtn，其中利用热敏电阻rtn在不同温度其阻值变化的特性，通过将热敏电阻rtn两端接入电路以检测其阻值，根据热敏电阻rtn的阻值对应温度的关系表，可检测bms电池管理系统内部温度是否正常。另外，bms电池管理系统中还包括送风组件，该送风组件用于对bms电池管理系统进行散热，在散热过程中热敏电阻rtn的阻值同样会发生变化。
42.但是由于在动力电池中，电池包离bms电池管理系统的距离较远，使得热敏电阻rtn两端的用于接入电路的连接线过长，一般线长从几厘米到几十厘米不等，而热敏电阻rtn的数量较多，一般用线束扎在一起的；在运输或使用过程中可能会出现破损等原因短接在一起的，也有因为震动等原因脱落断线的情况，导致测温功能异常。
43.为了解决bms电池管理系统中若干个热敏电阻在使用过程中容易连接异常，导致测温功能异常，本发明创造了一种测温异常检测电路及测温异常自动检测方法。
44.其中，测温异常检测电路包括第一控制器2、对应连接若干个热敏电阻rtn的若干个检测模块1；
45.单个检测模块1包括第一电阻元件11、第一开关单元12、第二开关单元13、第二电阻元件14；第一电阻元件11的第一端连接电源输入端，第一电阻元件11的第二端一路通过第一开关单元12连接对应单个热敏电阻rtn，热敏电阻rtn另一端接地；第一电阻元件11的第二端另一路通过第二开关单元13连接第二电阻元件14，第二电阻元件14另一端接地；
46.第一控制器2分别连接每个检测模块1中的第一开关单元12、第二开关单元13以及第一电阻元件11的第二端；第一控制器2配置为，根据第一预设规则控制相应第一开关单元12和第二开关单元13的通断并测出相应第一电阻元件11第二端的电压值变化，进而检测与第一电阻元件11连接的热敏电阻rtn所处电路是否异常。
47.可以理解地，热敏电阻rtn所处电路异常情况包括指连接热敏电阻rtn的连接线断路、热敏电阻rtn自身断路、热敏电阻rtn自身短路、热敏电阻rtn两端的连接线短路、相邻的若干热敏电阻rtn短接在一起中的一种或多种的结合。需要说明的是，相邻的若干热敏电阻rtn是指在距离上相邻的若干热敏电阻rtn，并非指代如附图1中热敏电阻rtn之间在电路原理图中相邻。
48.进一步地，第一开关单元12为第一mos管器件qn，第二开关单元13为第二mos管器件q2n；
49.第一mos管器件qn的漏极连接第一电阻元件11的第二端，其栅极连接至第一控制器2用于输出控制信号的第一输出引脚，其源极连接对应的热敏电阻rtn；
50.第二mos管器件q2n的漏极连接第一电阻元件11的第二端，其栅极连接至第一控制器2用于输出控制信号的第二输出引脚，其源极连接第二电阻元件14。
51.进一步地，第一控制器2与bms电池管理系统中的送风组件电连接以控制其工作；根据送风组件工作前后，相应热敏电阻rtn连接的第一电阻元件11第二端的电压值变化，以判断对应热敏电阻rtn两端是否短接。
52.进一步地，当第一控制器2用于采集并读取电压值的两个采集引脚短路时，会导致该两个引脚对应的两个热敏电阻rtn的温度值一样，这时会误认为该两个热敏电阻rtn测到
的电池温度是一样的，实际电池上的温度有可能不一样，造成误判。本检测电路还可以检测第一控制器2中若干引脚之间是否连接异常。例如，由于金属颗粒等原因而造成上述采集引脚之间短路。具体为，第一控制器2根据第二预设规则控制两个检测模块1中对应第一开关单元12和第二开关单元13的通断，分别检测两个检测模块1中对应第一电阻元件11第二端的电压值变化，以判断第一控制器2中与两个检测模块1连接的两个对应采集引脚是否短接。
53.可选地，第一控制器2可采用型号为atmega16的控制芯片。
54.优选地，第一mos管器件qn、第二mos管器件q2n选用内阻尽可能小的mos管，以提高检测电路的准确性。
55.优选地，每个检测模块1中的第二电阻元件14选取不同阻值的电阻元件，且避免选择阻值为10k的电阻元件；因为热敏电阻rtn在常温下的内阻一般为10k，会对检测结果造成影响。
56.优选地，第一电阻元件11、第二电阻元件14选用精度高的电阻元件，以提高检测电路的准确性。
57.以下对整个测温异常检测电路的工作原理进行说明，参照图1及图2所示，其中图1中列举检测四个热敏电阻rtn的情况，包括第一热敏电阻rt1、第二热敏电阻rt2、第三热敏电阻rt3及第四热敏电阻rt4，但是为了简要说明，以下只例举当中第一热敏电阻rt1及第二热敏电阻rt2的具体情况，具体连接关系如下：
58.第一检测模块与第一热敏电阻rt1连接，第二检测模块与第二热敏电阻rt2连接；具体为，
59.第一检测模块包括第一电阻r1、第一mos管q1、第二mos管q2及第二电阻r2；
60.第一电阻r1第一端连接电源输入端；第一电阻r1第二端一路连接第一mos管q1的漏极，第一mos管q1的源极连接第一热敏电阻rt1，第一热敏电阻rt1另一端接地；第一电阻r1第二端另一路连接第二mos管q2的漏极，第二mos管q2的源极连接第二电阻r2，第二电阻r2另一端接地；第一mos管q1的栅极连接至第一控制器2的第二十六引脚pc7；第二mos管q2的栅极连接至第一控制器2的第二十五引脚pc6；第一控制器2的第三十七引脚pa0还连接至第一电阻r1第二端，以读取该端第一电压值t1。
61.第二检测模块包括第三电阻r3、第三mos管q3、第四mos管q4及第四电阻r4；
62.第三电阻r3第一端连接电源输入端；第三电阻r3第二端一路连接第三mos管q3的漏极，第三mos管q3的源极连接第二热敏电阻rt2，第二热敏电阻rt2另一端接地；第三电阻r3第二端另一路连接第四mos管q4的漏极，第四mos管q4的源极连接第四电阻r4，第四电阻r4另一端接地；第三mos管q3的栅极连接至第一控制器2的第二十四引脚pc5；第四mos管q4的栅极连接至第一控制器2的第二十三引脚pc4；第一控制器2的第三十六引脚pa1还连接至第三电阻r3第二端，以读取该端第二电压值t2。
63.在检测第一热敏电阻rt1所处电路是否断路时，首先闭合第一mos管q1及第二mos管q2，读取t1值为u1；再断开第一mos管q1、保持第二mos管q2闭合，读取t1值为u11；若u1＝u11，则证明第一热敏电阻rt1所处电路是否断路。其他热敏电阻rtn依次类推。
64.在检测第一热敏电阻rt1是否与第二热敏电阻rt2短接在一起时，首先闭合第一mos管q1、断开第二mos管q2，读取t1的值为u2；再闭合第三mos管q3及第四mos管q4，再次读
取t1的值并判断是否为u2，若否则证明第一热敏电阻rt1与第二热敏电阻rt2短接在一起。
65.在检测第一热敏电阻rt1两端是否短接时，首先闭合第一mos管q1，读取t1的值为u4，然后开启送风组件，再次读取t1的值并判断是否为u4，若是则证明第一热敏电阻rt1两端短接。
66.在检测第一控制器2中第三十七引脚pa0与第三十六引脚pa1是否短接时，首先断开第一mos管q1、闭合第二mos管q2，读取t1的值为u3；再断开第三mos管q3、闭合第四mos管q4，读取t2的值为u33；若u3＝u33，则证明第一控制器2中第三十七引脚pa0与第三十六引脚pa1短接。其他引脚短路以此类推，按照同样方法即可。
67.可以理解地，本发明的测温异常检测电路中通过第一控制器2先后控制相应第一开关单元12和第二开关单元13的通断，或者先后控制送风组件的开关，同时测出相应第一电阻元件11第二端在先后控制中电压值的变化，基于电压值变化来检测出测温异常的具体情况。
68.根据上述的测温异常检测电路，本发明还构造了一种测温异常自动检测方法，作用于bms电池管理系统，包括以下步骤：
69.s10：将上述测温异常检测电路分别与若干热敏电阻rtn电连接；
70.s20：根据预设控制规则，第一控制器2输出第一控制信息作用于相应检测模块1以控制对应第一开关单元12和第二开关单元13通断，第一控制信息至少包括先后顺序输出的第一控制信号及第二控制信号；
71.s30：根据第一控制信息，第一控制器2分别采集第一控制信号作用于相应检测模块1后其中第一电阻元件11第二端的第一电压信号，以及第二控制信号作用于相应检测模块1后其中第一电阻元件11第二端的第二电压信号；
72.s40：根据第一控制信号与第一电压信号、第二控制信号与第二电压信号，判断对应热敏电阻rtn所处电路是否异常。
73.可以理解地，预设控制规则可参考上述整个测温异常检测电路的工作原理，该预设控制规则可在步骤s10前通过烧录的方式输入至第一控制器2。由第一控制器2根据预设控制规则自动控制第一开关单元12和第二开关单元13的通断，并通过采集并判断先后控制的电压信号大小，进而判断热敏电阻rtn所处电路是否异常。
74.进一步地，在步骤s40中，包括以下子步骤：
75.s41：若第一控制信号为控制其一检测模块1中第一开关单元12及第二开关单元13闭合，第二控制信号为控制其一检测模块1中第一开关单元12断开，第二开关单元13保持闭合；
76.判断其一检测模块1中第一电压信号大小与第二电压信号信号是否相等；若是，则说明其一检测模块1连接的热敏电阻rtn所处电路断路；若否，则说明为无异常。
77.进一步地，在步骤s40中，包括以下子步骤：
78.s42：若第一控制信号为控制其一检测模块1中第一开关单元12闭合、第二开关单元13断开，第二控制信号为控制与其一检测模块1连接的其二检测模块1中第一开关单元12、第二开关单元13闭合；
79.判断第一电压信号大小与第二电压信号信号是否相等；若是，则说明为无异常；若否，则说明分别与其一检测模块1、其二检测模块1连接的对应两个热敏电阻rtn短接在一
起。
80.进一步地，在步骤s40后，还包括以下步骤：
81.s50：第一控制器2输出第二控制信息作用于相应检测模块1，第二控制信息包括先后顺序输出的第三控制信号及第四控制信号；
82.第三控制信号为控制其一检测模块1中第一开关单元12断开、第二开关单元13闭合，第四控制信号为控制与其一检测模块1连接的其二检测模块1中第一开关单元12断开、第二开关单元13闭合；
83.第一控制器2分别采集第三控制信号作用于其一检测模块1后其中第一电阻元件11第二端的第三电压信号，以及第四控制信号作用于其二检测模块1后其中第一电阻元件11第二端的第四电压信号；
84.判断第三电压信号大小与第四电压信号是否相等；若是，则说明第一控制器2中用于连接其一检测模块1及其二检测模块1中第一电阻元件11的两个连接引脚短接。
85.进一步地，在步骤s40后，还包括以下步骤：
86.s60：第一控制器2控制相应检测模块1中第一开关单元12闭合，并采集相应检测模块1中第一电阻元件11第二端的第五电压信号；
87.s61：保持相应检测模块1中第一开关单元12闭合，第一控制器2控制送风组件开启，并采集相应检测模块1中第一电阻元件11第二端的第六电压信号；
88.s62：判断第五电压信号大小与第六电压信号是否相等；若是，则说明与相应检测模块1连接的热敏电阻rtn两端短接；若否，则说明无异常。
89.综上，本发明的测温异常检测电路及测温异常自动检测方法可快速检测出热敏电阻所处电路是否异常，以及具体异常原因；同时也解决了bms电池管理系统在温度发生故障时无法准备判断故障原因或者无法识别故障的问题，起到提前预警的作用，提高bms电池管理系统的安全性能。
90.可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。