基于电池管理系统的新能源车辆数据记录方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及新能源车辆的电池管理领域，特别是涉及一种基于电池管理系统的新 能源车辆数据记录方法。
【背景技术】
[0002] 为了应对日益严重的环境污染和能源危机，新能源车辆的开发及普及迫在眉睫。 动力电池作为新能源车辆动力系统的核心部件，其运行可靠性对车辆运行的安全性和高效 性至关重要。为了确保电驱动系统运行的可靠性和有效性，电池管理系统是必不可少的。作 为监控运行及保护电池关键技术中的核心部件，电池管理系统（Battery Management System，简称BMS)不仅需要记录电池的外部变量，如电流、电压、温度等，同时应给出剩余电 量和功率强度预测的结果，并具备进行智能充电和电池安全诊断等功能集合的综合系统。 由于电池管理系统的存储空间有限且通常以等时间间隔记录数据，在系统控制过程中经常 有数据溢出的情况发生，同时也加重了数据传输过程的压力。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于电池管理系统的新能源车辆数据记录 方法，以解决现有技术中由于电池管理系统空间有限和等时间间隔记录数据，而导致的数 据溢出和传输压力过大的问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
[0005] 基于电池管理系统的新能源车辆数据记录方法，该方法的步骤包括：
[0006] S1、记录初始时刻电压数据和容量数据；
[0007] S2、实时采集工作过程中的电池电压数据，并基于预设阈值AV对当前电池电压数 据进行判断;若满足判断条件，则执行步骤S3;若不满足判断条件，则继续判断；
[0008] S3、对满足条件的电池电压数据进行容量增量峰值计算，记录并存储该电压数据 和容量增量峰值数据。
[0009] 优选地，所述初始时刻为电池管理系统开始工作的时刻。
[0010] 优选地，所述预设阈值AV根据实际工程要求进行设定。
[0011 ]优选地，所述步骤S2中根据| Vs，AV对当前电池电压数据进行判断；其中，V2 为当前待判断的电压数据，Vi为前一个记录的电压数据。
[0012] 优选地，所述步骤S3中根据
，计算电池容量增量峰值数据;其中，？2为 V2的容量增量峰值数据，〇2和&分别为VdPVi的电池容量数据。
[0013] 优选地，该方法中带判断的电池电压数据和容量数据存储于电池管理系统的缓存 区中；满足判断条件的数据存储于电池管理系统的永久存储区中。
[0014] 本发明的有益效果如下：
[0015] 本发明所述技术方案对电池管理系统测量误差有较高的容忍度，可用于非连续使 用过程或者离线状态下的电池数据分析;与等时间间隔记录方式相比，采用本发明所记录 的数据总量显著减少，有效缓解了数据的传输和存储压力；同时可准确复现采用等时间间 隔的记录方式的数据，实现了数据传输快速性和准确性的兼顾;另外，本发明所记录的数据 可直接用于电池健康状态的分析，为得到电池使用过程中的老化机理提供依据。
【附图说明】
[0016] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明；
[0017] 图1示出本发明所述新能源车辆数据记录方法的示意图；
[0018] 图2示出在不同电压间隔值下本发明所记录方法的曲线形状示意图；
[0019] 图3示出本发明的数据记录和存储过程的示意图；
[0020] 图4示出采用等时间间隔记录数据的示意图；
[0021 ]图5示出采用本发明所述方法记录数据的示意图；
[0022] 图6示出现有技术和本方法所记录数据量的比对示意图；
[0023] 图7示出利用本发明所记录的数据复现采用等时间间隔记录方式所记录数据的示 意图。
【具体实施方式】
[0024] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说 明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体 描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0025]如图1所示，本发明公开了一种能够适用于电池单独充/放电的基于电池管理系统 的新能源车辆数据记录方法，该方法包括：
[0026] S1、记录电池管理系统开始工作时的电池初始时刻电压数据和容量数据。
[0027] S2、工作过程中根据预先设定的电压间隔值AV对电池管理系统采集的实时电池 电压数据进行判断;该步骤中根据IVs-Vik AV对当前电池电压数据进行判断，其中，^为 当前待判断的电压数据，^为前一个记录的电压数据。
[0028] S3、对满足判断条件的电池电压数据及当前时刻的容量数据，通过数据运算获得 容量增量峰值数据，记录并存储电压数据和容量增量峰值数据;该步骤中根据
计算电池容量增量峰值数据;其中，P2*V2的容量增量峰值数据，〇2和&分别为VdPVi的电池 容量数据。
[0029] 如图2所示，在不同电压间隔值AV的情况下，利用本发明所述方法所记录的曲线 形状基本不变，虽然在第二个峰的高度发生了变化，但其位置仍未改变，说明本发明对电池 管理系统测量误差有较高的容忍度。
[0030] 如图3所示，为本发明的数据记录和存储过程，待判断的电压数据和容量数据等存 储在BMS缓存区中，满足条件的数据存储于BMS永久存储区，当数据量过大时可存储于后台 服务器中。利用后台服务器的存储数据，本发明所记录的数据可用于非连续使用过程或者 离线状态下的电池数据分析。
[0031 ]下面通过一组实例对本发明作进一步说明：
[0032] 本发明在保证实际运行环境和测试对象的完整性和一致性的前提下，以电池恒流 充电过程为例，其中，电池初始的荷电状态(State of Charge,简称S0C)为0%，充电电流为 1/3C，当电池电压达到充电截止电压时该充电过程结束，整个过程分别采用等时间间隔记 录方式和本发明进行数据记录（A V取4mV):如图4所示，采用等时间间隔记录方式所记录的 数据反映的是电压随充电容量的变化关系，即公知的电池充电曲线；如图5所示，采用本发 明所记录的数据则描述了容量增量峰值随电压的变化关系，可作为容量增量分析法的数据 基础。如图6所示，本发明所记录的数据总量仅为采用等时间等时间间隔记录的数据量的1/ 65,记录数据量显著减少，有效缓解了数据的传输和存储压力。
[0033] 本方案所述容量增量分析法作为一种原位观测方法，通过充放电电压曲线得到容 量增量曲线（即本发明所记录的变化关系)能够探查到电池微小且逐步改变的电化学特性， 并将曲线每部分的变化趋势与电池的热力学和动力学特性相结合，进而得到电池老化过程 中材料特性的变化过程。
[0034] 以等时间间隔记录方式的容量数据为待插值点，利用本发明所记录相邻点之间的 电压数据和容量数据进行线性插值，即可得到复原的采用等时间间隔记录方式所记录的数 据。如图7所示，复原的采用等时间间隔记录方式所记录的数据误差在lmV以内。
[0035] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1. 基于电池管理系统的新能源车辆数据记录方法，其特征在于，该方法的步骤包括： 51、 记录初始时刻电压数据和容量数据； 52、 实时采集工作过程中的电池电压数据，并基于预设阔值Δν对当前电池电压数据进 行判断;若满足判断条件，则执行步骤S3;若不满足判断条件，则继续判断； 53、 对满足条件的电池电压数据进行容量增量峰值计算，记录并存储该电压数据和容 量增量峰值数据。2. 根据权利要求1所述的新能源车辆数据记录方法，其特征在于，所述初始时刻为电池 管理系统开始工作的时刻。3. 根据权利要求1所述的新能源车辆数据记录方法，其特征在于，所述预设阔值Δν根 据实际工程要求进行设定。4. 根据权利要求1所述的新能源车辆数据记录方法，其特征在于，所述步骤S2中根据 V2-Vi| ^Δν对当前电池电压数据进行判断;其中，V2为当前待判断的电压数据，Vi为前一个 记录的电压数据。5. 根据权利要求4所述的新能源车辆数据记录方法，其特征在于，所述步骤S3中根据计算电池容量增量峰值数据;其中，P2为V2的容量增量峰值数据，化和化分别为 V2和Vi的电池容量数据。6. 根据权利要求1所述的新能源车辆数据记录方法，其特征在于，该方法中带判断的电 池电压数据和容量数据存储于电池管理系统的缓存区中；满足判断条件的数据存储于电池 管理系统的永久存储区中。
【专利摘要】本发明公开了基于电池管理系统的新能源车辆数据记录方法，该方法的步骤包括：S1、记录电池的初始时刻电压数据和容量数据；S2、实时采集工作过程中的电池电压数据，并基于预设阈值△V对当前电池电压数据进行判断；若满足判断条件，则执行下一步骤；若不满足判断条件，则继续执行本步骤；S3、对满足条件的电池电压数据进行容量增量峰值计算，记录并存储该电压数据和容量增量峰值数据。本发明所述技术方案能够解决现有技术中由于电池管理系统空间有限和等时间间隔记录数据，而导致的数据溢出和传输压力过大的问题。
【IPC分类】G01R31/36
【公开号】CN105548907
【申请号】CN201610027448
【发明人】张维戈, 姜久春, 张彩萍, 马泽宇, 刘思佳, 姜研
【申请人】北京交通大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月15日