基于電池管理系統的新能源車輛數據記錄方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及新能源車輛的電池管理領域，特別是涉及一種基于電池管理系統的新 能源車輛數據記錄方法。
【背景技術】
[0002] 為了應對日益嚴重的環境污染和能源危機，新能源車輛的開發及普及迫在眉睫。 動力電池作為新能源車輛動力系統的核心部件，其運行可靠性對車輛運行的安全性和高效 性至關重要。為了確保電驅動系統運行的可靠性和有效性，電池管理系統是必不可少的。作 為監控運行及保護電池關鍵技術中的核心部件，電池管理系統（Battery Management System，簡稱BMS)不僅需要記錄電池的外部變量，如電流、電壓、溫度等，同時應給出剩余電 量和功率強度預測的結果，并具備進行智能充電和電池安全診斷等功能集合的綜合系統。 由于電池管理系統的存儲空間有限且通常以等時間間隔記錄數據，在系統控制過程中經常 有數據溢出的情況發生，同時也加重了數據傳輸過程的壓力。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種基于電池管理系統的新能源車輛數據記錄 方法，以解決現有技術中由于電池管理系統空間有限和等時間間隔記錄數據，而導致的數 據溢出和傳輸壓力過大的問題。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案：
[0005] 基于電池管理系統的新能源車輛數據記錄方法，該方法的步驟包括：
[0006] S1、記錄初始時刻電壓數據和容量數據；
[0007] S2、實時采集工作過程中的電池電壓數據，并基于預設閾值AV對當前電池電壓數 據進行判斷;若滿足判斷條件，則執行步驟S3;若不滿足判斷條件，則繼續判斷；
[0008] S3、對滿足條件的電池電壓數據進行容量增量峰值計算，記錄并存儲該電壓數據 和容量增量峰值數據。
[0009] 優選地，所述初始時刻為電池管理系統開始工作的時刻。
[0010] 優選地，所述預設閾值AV根據實際工程要求進行設定。
[0011 ]優選地，所述步驟S2中根據| Vs，AV對當前電池電壓數據進行判斷；其中，V2 為當前待判斷的電壓數據，Vi為前一個記錄的電壓數據。
[0012] 優選地，所述步驟S3中根據
，計算電池容量增量峰值數據;其中，？2為 V2的容量增量峰值數據，〇2和&分別為VdPVi的電池容量數據。
[0013] 優選地，該方法中帶判斷的電池電壓數據和容量數據存儲于電池管理系統的緩存 區中；滿足判斷條件的數據存儲于電池管理系統的永久存儲區中。
[0014] 本發明的有益效果如下：
[0015] 本發明所述技術方案對電池管理系統測量誤差有較高的容忍度，可用于非連續使 用過程或者離線狀態下的電池數據分析;與等時間間隔記錄方式相比，采用本發明所記錄 的數據總量顯著減少，有效緩解了數據的傳輸和存儲壓力；同時可準確復現采用等時間間 隔的記錄方式的數據，實現了數據傳輸快速性和準確性的兼顧;另外，本發明所記錄的數據 可直接用于電池健康狀態的分析，為得到電池使用過程中的老化機理提供依據。
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明；
[0017] 圖1示出本發明所述新能源車輛數據記錄方法的示意圖；
[0018] 圖2示出在不同電壓間隔值下本發明所記錄方法的曲線形狀示意圖；
[0019] 圖3示出本發明的數據記錄和存儲過程的示意圖；
[0020] 圖4示出采用等時間間隔記錄數據的示意圖；
[0021 ]圖5示出采用本發明所述方法記錄數據的示意圖；
[0022] 圖6示出現有技術和本方法所記錄數據量的比對示意圖；
[0023] 圖7示出利用本發明所記錄的數據復現采用等時間間隔記錄方式所記錄數據的示 意圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說 明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體 描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護范圍。
[0025]如圖1所示，本發明公開了一種能夠適用于電池單獨充/放電的基于電池管理系統 的新能源車輛數據記錄方法，該方法包括：
[0026] S1、記錄電池管理系統開始工作時的電池初始時刻電壓數據和容量數據。
[0027] S2、工作過程中根據預先設定的電壓間隔值AV對電池管理系統采集的實時電池 電壓數據進行判斷;該步驟中根據IVs-Vik AV對當前電池電壓數據進行判斷，其中，^為 當前待判斷的電壓數據，^為前一個記錄的電壓數據。
[0028] S3、對滿足判斷條件的電池電壓數據及當前時刻的容量數據，通過數據運算獲得 容量增量峰值數據，記錄并存儲電壓數據和容量增量峰值數據;該步驟中根據
計算電池容量增量峰值數據;其中，P2*V2的容量增量峰值數據，〇2和&分別為VdPVi的電池 容量數據。
[0029] 如圖2所示，在不同電壓間隔值AV的情況下，利用本發明所述方法所記錄的曲線 形狀基本不變，雖然在第二個峰的高度發生了變化，但其位置仍未改變，說明本發明對電池 管理系統測量誤差有較高的容忍度。
[0030] 如圖3所示，為本發明的數據記錄和存儲過程，待判斷的電壓數據和容量數據等存 儲在BMS緩存區中，滿足條件的數據存儲于BMS永久存儲區，當數據量過大時可存儲于后臺 服務器中。利用后臺服務器的存儲數據，本發明所記錄的數據可用于非連續使用過程或者 離線狀態下的電池數據分析。
[0031 ]下面通過一組實例對本發明作進一步說明：
[0032] 本發明在保證實際運行環境和測試對象的完整性和一致性的前提下，以電池恒流 充電過程為例，其中，電池初始的荷電狀態(State of Charge,簡稱S0C)為0%，充電電流為 1/3C，當電池電壓達到充電截止電壓時該充電過程結束，整個過程分別采用等時間間隔記 錄方式和本發明進行數據記錄（A V取4mV):如圖4所示，采用等時間間隔記錄方式所記錄的 數據反映的是電壓隨充電容量的變化關系，即公知的電池充電曲線；如圖5所示，采用本發 明所記錄的數據則描述了容量增量峰值隨電壓的變化關系，可作為容量增量分析法的數據 基礎。如圖6所示，本發明所記錄的數據總量僅為采用等時間等時間間隔記錄的數據量的1/ 65,記錄數據量顯著減少，有效緩解了數據的傳輸和存儲壓力。
[0033] 本方案所述容量增量分析法作為一種原位觀測方法，通過充放電電壓曲線得到容 量增量曲線（即本發明所記錄的變化關系)能夠探查到電池微小且逐步改變的電化學特性， 并將曲線每部分的變化趨勢與電池的熱力學和動力學特性相結合，進而得到電池老化過程 中材料特性的變化過程。
[0034] 以等時間間隔記錄方式的容量數據為待插值點，利用本發明所記錄相鄰點之間的 電壓數據和容量數據進行線性插值，即可得到復原的采用等時間間隔記錄方式所記錄的數 據。如圖7所示，復原的采用等時間間隔記錄方式所記錄的數據誤差在lmV以內。
[0035] 顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對 本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可 以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發 明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
【主權項】
1. 基于電池管理系統的新能源車輛數據記錄方法，其特征在于，該方法的步驟包括： 51、 記錄初始時刻電壓數據和容量數據； 52、 實時采集工作過程中的電池電壓數據，并基于預設闊值Δν對當前電池電壓數據進 行判斷;若滿足判斷條件，則執行步驟S3;若不滿足判斷條件，則繼續判斷； 53、 對滿足條件的電池電壓數據進行容量增量峰值計算，記錄并存儲該電壓數據和容 量增量峰值數據。2. 根據權利要求1所述的新能源車輛數據記錄方法，其特征在于，所述初始時刻為電池 管理系統開始工作的時刻。3. 根據權利要求1所述的新能源車輛數據記錄方法，其特征在于，所述預設闊值Δν根 據實際工程要求進行設定。4. 根據權利要求1所述的新能源車輛數據記錄方法，其特征在于，所述步驟S2中根據 V2-Vi| ^Δν對當前電池電壓數據進行判斷;其中，V2為當前待判斷的電壓數據，Vi為前一個 記錄的電壓數據。5. 根據權利要求4所述的新能源車輛數據記錄方法，其特征在于，所述步驟S3中根據計算電池容量增量峰值數據;其中，P2為V2的容量增量峰值數據，化和化分別為 V2和Vi的電池容量數據。6. 根據權利要求1所述的新能源車輛數據記錄方法，其特征在于，該方法中帶判斷的電 池電壓數據和容量數據存儲于電池管理系統的緩存區中；滿足判斷條件的數據存儲于電池 管理系統的永久存儲區中。
【專利摘要】本發明公開了基于電池管理系統的新能源車輛數據記錄方法，該方法的步驟包括：S1、記錄電池的初始時刻電壓數據和容量數據；S2、實時采集工作過程中的電池電壓數據，并基于預設閾值△V對當前電池電壓數據進行判斷；若滿足判斷條件，則執行下一步驟；若不滿足判斷條件，則繼續執行本步驟；S3、對滿足條件的電池電壓數據進行容量增量峰值計算，記錄并存儲該電壓數據和容量增量峰值數據。本發明所述技術方案能夠解決現有技術中由于電池管理系統空間有限和等時間間隔記錄數據，而導致的數據溢出和傳輸壓力過大的問題。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號】CN105548907
【申請號】CN201610027448
【發明人】張維戈, 姜久春, 張彩萍, 馬澤宇, 劉思佳, 姜研
【申請人】北京交通大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月15日