一种多路模拟开关故障诊断电路及温度采集系统

专利摘要:
本实用新型公开了一种多路模拟开关故障诊断电路，包括N个采样电阻、多路模拟开关；N个采样电阻一端接地，另一端与多路模拟开关相应通道连接，形成N个不同的采集通道，用于采集不同位置的电池温度参数，并通过多路模拟开关的相应通道分时依次输出；采集通道中有至少一路且至多N‑1路的采集通道中设有诊断电阻，所述诊断电阻用于改变采集通道的分压关系，使设有诊断电阻的采集通道和未设有诊断电阻的采集通道输出的电池温度参数采用不同的公式换算相应的温度值，得到各采集通道采集电池温度的温差值，如果温差值超过预设的温差值则进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效故障报警提示。本实用新型还公开了一种温度采集系统。
公开号:CN214334061U
申请号:CN202120366348.8U
申请日:2021-02-09
公开日:2021-10-01
发明作者:李陟峰；贾成杰；聂建波；姚佩琰；李小龙；黎夏
申请人:Hangzhou Xieneng Technology Co ltd；State Grid Zhejiang Integrated Energy Service Co ltd；
IPC主号:G01K7-22

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及汽车电池技术领域，更具体地，涉及一种多路模拟开关故障诊断电路及温度采集系统。
[n0002] 随着新能源行业的发展，电池系统在汽车、储能领域得到了广泛的应用，温度对电池的容量、充放电性能、寿命等有较大的影响，如环境温度一旦超过25℃，温度就会升高10℃，电池的使用寿命就会减少，因此电池管理系统必须对电池的温度进行监测；为了有效监控电池温度参数，电池管理系统需要布置更多的温度传感器覆盖更多的电池温度参数，以及时发现电池温度异常，采取必要的保护措施，以免造成电池损坏，着火等重大事故。
[n0003] 由于温度传感器数量众多，一般多路温度传感器采样系统会使用模拟开关选通功能来扩展采样芯片的AD通道。例如使用八选一的模拟开关分时切换到不同的温度传感器通道，只使用一个AD通道即可以读取不同温度传感器实时参数。然而当模拟开关选通功能故障或控制失效时，多路温度传感器无法进行通道切换，只有一路温度传感器能被选通，而系统也无法识别，会继续认为八路温度传感器都采样正常，部分温度传感器无法继续监控电池温度，因此必须提供有效的诊断手段来确定多路模拟开关是否正常工作，进而对电池的温度进行有效的监控。
[n0004] 现有解决方案有两个，方案一：通过增加模拟开关和温度传感器数量对同一套电池进行监控，采样数据互相校验，以增强系统鲁棒性。
[n0005] 方案二：外部温度传感器使用R-T表值差异较大的不同型号，不同通道的温度传感器使用不同的R-T表进行查表，当模拟开关切换卡滞时，温度传感器就无法用正确的R-T表进行查询，从而触发合理性诊断报警。
[n0006] 上述的两种方案存在以下问题：方案一需要依靠成倍的成本投入，不经济；方案二需要复杂的系统管理，增加系统设计难度，供应链管理难度，生产难度以及软件开发难度。
[n0007] 所以，有必要提供一种新方案，可以有效监控多路模拟开关的切换故障，不增加系统成本且不占用模拟开关的选通通道资源，同时不需要复杂的电池系统管理，进而有效的监控电池系统的温度。
[n0008] 在对电池温度实时监控的过程中，多路模拟开关在选通温度传感器时，针对多路模拟开关选通功能故障或控制失效，多路温度传感器无法进行通道切换，导致部分温度传感器无法继续监控电池温度的问题，本实用新型提出了一种多路模拟开关的故障诊断电路，在N路采样通道中设有部分通道设有诊断电阻，用于改变了此采样通道的分压关系，根据是否有诊断电阻采用不同的计算公式进行处理，得到相应的温度值，对当前采集通道采集的温度值与其他通道已采集的温度值作差，得到的温差；若超过预设的温差值则进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效的故障报警提示。本实用新型不增加系统成本，不占用模拟开关的选通通道资源，简单可靠，且通过上拉电阻的方式不会影响热敏电阻的采样精度。
[n0009] 根据本实用新型的目的提出一种多路模拟开关故障诊断电路，包括N个采样电阻、多路模拟开关；
[n0010] 所述N个采样电阻一端接地，另一端与所述多路模拟开关相应通道连接，形成N个不同的采集通道，用于采集不同位置的电池温度参数，并通过控制所述多路模拟开关的相应通道分时依次输出；
[n0011] 所述采集通道中有至少一路且至多N-1路的采集通道中设有诊断电阻，所述诊断电阻与所述采样电阻串联且一端与电源连接，另一端与所述多路模拟开关输入端相连接，用于改变所述采集通道的分压关系，使设有诊断电阻的采集通道和未设有诊断电阻的采集通道输出的电池温度参数采用不同的公式换算相应的温度值，得到各采集通道采集电池温度的温差值，如果所述温差值超过预设的温差值则进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效故障报警提示。
[n0012] 优选的，所述的采样电阻为热敏电阻，所述热敏电阻阻值随着温度上升而迅速下降，通过测量热敏电阻的阻值而得到相应的温度值。
[n0013] 优选的，所述的诊断电阻为上拉电阻，所述上拉电阻设在一路或多路的采样通道中，所述上拉电阻与所述采样电阻串联且一端与电源连接，另一端与所述多路模拟开关输入端连接。
[n0014] 优选的，所述多路模拟开关通过外部的控制单元分时的切换不同的采集通道，各采集通道采集的数据采用不同的计算公式进行处理，对设有诊断电阻的采集通道采用第一计算公式处理，对未设有诊断电阻的采集通道采用第二计算公式处理。
[n0015] 优选的，还包括A/D模数转换单元，所述A/D模数转换单元用于将所述采样电阻采集的模拟信号转化为数字信号。
[n0016] 优选的，还包括MCU单元，所述MCU单元用于将所述采样电阻采集的电池温度参数进行处理，得到相应的温度值；对设有诊断电阻的采集通道采用第一计算公式处理，对未设有诊断电阻的采集通道采用第二计算公式处理，对当前采集通道的温度值与其他通道已采集的温度值进行作差处理，如果温差值超过预设的温度值，进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效故障报警提示。
[n0017] 本实用新型还提供了一种温度采样系统，包括如上所述的多路模拟开关故障诊断电路。
[n0018] 本实用新型的有益效果是：
[n0019] 1.本实用新型在N路采样通道中设有部分通道设有诊断电阻，用于改变了此采样通道的分压关系，根据是否有诊断电阻采用不同的计算公式进行处理，得到相应的温度值，对当前采集通道采集的温度值与其他通道已采集的温度值作差，得到的温差；若超过预设的温差值则进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效的故障报警提示。本实用新型不增加系统成本，不占用模拟开关的选通通道资源，简单可靠。
[n0020] 2.本实用新型设置上拉电阻到电源的方式，改变采集通道的分压关系，在判断模拟开关是否出现卡滞或控制失效时，不会影响热敏电阻的采样精度。
[n0021] 图1一具体实施例多路模拟开关的故障诊断电路结构示意图；
[n0022] 图中：1：诊断电阻；2：采样电阻；3：多路模拟开关；4：A/D模数转换单元；
[n0023] 以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述，但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[n0024] 本实用新型公开的一种多路模拟开关故障诊断电路，包括N个采样电阻、多路模拟开关；
[n0025] N个采样电阻一端接地，另一端与多路模拟开关相应通道连接，形成N个不同的采集通道，用于采集不同位置的电池温度参数，并通过所述多路模拟开关的相应通道分时依次输出；
[n0026] 有一优选方案，采样电阻为热敏电阻，热敏电阻阻值随着温度上升而迅速下降，通过测量热敏电阻的阻值而得到相应的温度值。
[n0027] 采集通道中有至少一路且至多N-1路的采集通道中设有诊断电阻，诊断电阻与所述采样电阻串联且一端与电源连接，另一端与所述多路模拟开关输入端相连接，用于改变所述采集通道的分压关系，使设有诊断电阻的采集通道和未设有诊断电阻的采集通道输出的电池温度参数采用不同的公式换算相应的温度值，得到各采集通道采集电池温度的温差值，如果所述温差值超过预设的温差值则进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效故障报警提示。
[n0028] 有一优选方案，诊断电阻为上拉电阻，上拉电阻设在一路或多路的采样通道中，上拉电阻与所述采样电阻串联且一端与电源连接，另一端与所述多路模拟开关输入端连接。
[n0029] 有一具体的实施例，多路模拟开关通过外部的控制单元分时的切换不同的采集通道，各采集通道采集的数据采用不同的计算公式进行处理，对设有诊断电阻的采集通道采用第一计算公式处理，对未设有诊断电阻的采集通道采用第二计算公式处理。
[n0030] 有一具体的实施例，本实用新型还包括A/D模数转换单元，A/D模数转换单元用于将所述采样电阻采集的模拟信号转化为数字信号。
[n0031] 有一具体的实施例，本实用新型还包括MCU单元，MCU单元用于将采样电阻采集的电池温度参数进行处理，得到相应的温度值；对设有诊断电阻的采集通道采用第一计算公式处理，对未设有诊断电阻的采集通道采用第二计算公式处理，对当前采集通道的温度值与其他通道已采集的温度值进行作差处理，如果温差值超过预设的温度值，进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效故障报警提示。
[n0032] 如图1所示，一具体的实施例，包括八个采样电阻2、多路模拟开关3
[n0033] 需要说明的是，多路模拟开关3为八选一模拟开关；八个采样电阻2一端接地，另一端与八选一模拟开关相应通道连接，形成8个不同的采集通道，用于采集不同位置的电池温度参数，并通过控制多路模拟开关的相应通道分时依次输出；
[n0034] 采集通道中的第一路采集通道设有诊断电阻1，其他七路通道均未设置诊断电阻1，诊断电阻1与采样电阻2串联且一端与电源连接，另一端与八选一模拟开关输入端相连接，用于改变采集通道的分压关系，使设有诊断电阻1的采集通道和未设有诊断电阻1的采集通道输出的电池温度参数采用不同的公式换算相应的温度值，得到各采集通道采集电池温度的温差值。
[n0035] 如果温差值超过预设的温差值则进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效故障报警提示。
[n0036] 八选一模拟开关通过外部的控制单元分时的切换不同的采集通道，第一路采集通道与其他七路采集通道采集的数据采用不同的计算公式进行处理，对设有诊断电阻1的第一采集通道采用第一计算公式处理，对其他七路采集通道采用第二计算公式处理。
[n0037] 八选一模拟开关选通的通道输出的电池温度参数经过A/D模数转换单元4，由A/D模数转换单元4将采样电阻2采集的模拟信号转化为数字信号。通过MCU单元进行数据处理，得到相应的温度值；对设有诊断电阻的第一路采集通道输出的电池温度参数采用第一计算公式处理，对其他七路采集通道输出的电池温度参数采用第二计算公式处理；对当前采集通道的温度值与其他通道已采集的温度值进行作差处理，如果温差值超过预设的温度值，进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效故障报警提示。
[n0038] 本实用新型还提供了一种温度采样系统，包括如上所述的多路模拟开关故障诊断电路。
[n0039] 本实用新型在N路采样通道中设有部分通道设有诊断电阻，用于改变了此采样通道的分压关系，根据是否有诊断电阻采用不同的计算公式进行处理，得到相应的温度值，对当前采集通道采集的温度值与其他通道已采集的温度值作差，得到的温差；若超过预设的温差值则进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效的故障报警提示。本实用新型不增加系统成本，不占用模拟开关的选通通道资源，简单可靠，且通过上拉电阻的方式不会影响热敏电阻的采样精度。
[n0040] 尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

权利要求:
Claims (7)
[0001] 1.一种多路模拟开关故障诊断电路，其特征在于：包括N个采样电阻、多路模拟开关；
所述N个采样电阻一端接地，另一端与所述多路模拟开关相应通道连接，形成N个不同的采集通道，用于采集不同位置的电池温度参数，并通过控制所述多路模拟开关的相应通道分时依次输出；
所述采集通道中有至少一路且至多N-1路的采集通道中设有诊断电阻，所述诊断电阻与所述采样电阻串联且一端与电源连接，另一端与所述多路模拟开关输入端相连接，设有诊断电阻的采集通道和未设有诊断电阻的采集通道具有不同的分压关系，使该设有诊断电阻的采集通道和未设有诊断电阻的采集通道输出的电池温度参数采用不同的公式换算相应的温度值。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种多路模拟开关故障诊断电路，其特征在于：所述的采样电阻为热敏电阻，所述热敏电阻阻值随着温度上升而迅速下降，通过测量热敏电阻的阻值而得到相应的温度值。
[0003] 3.根据权利要求1所述的一种多路模拟开关故障诊断电路，其特征在于：所述的诊断电阻为上拉电阻，所述上拉电阻设在一路或多路的采样通道中，所述上拉电阻与所述采样电阻串联且一端与电源连接，另一端与所述多路模拟开关输入端连接。
[0004] 4.根据权利要求1所述的一种多路模拟开关故障诊断电路，其特征在于：所述多路模拟开关通过外部的控制单元分时的切换不同的采集通道，各采集通道采集的数据采用不同的计算公式进行处理，对设有诊断电阻的采集通道采用第一计算公式处理，对未设有诊断电阻的采集通道采用第二计算公式处理。
[0005] 5.根据权利要求1所述的一种多路模拟开关故障诊断电路，其特征在于：还包括A/D模数转换单元，所述A/D模数转换单元用于将所述采样电阻采集的模拟信号转化为数字信号。
[0006] 6.根据权利要求1所述的一种多路模拟开关故障诊断电路，其特征在于：还包括MCU单元，所述MCU单元用于将所述采样电阻采集的电池温度参数进行处理，得到相应的温度值；对设有诊断电阻的采集通道采用第一计算公式处理，对未设有诊断电阻的采集通道采用第二计算公式处理，对当前采集通道的温度值与其他通道已采集的温度值进行作差处理，如果温差值超过预设的温度值，进行多路模拟开关选通功能故障或控制失效故障报警提示。
[0007] 7.一种温度采样系统，其特征在于：包括权利要求1至6中任一项所述的多路模拟开关故障诊断电路。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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