基于动态滤波的电池电量估计方法与流程

本发明涉及电池状态监测，更具体的说是涉及一种基于动态滤波的电池电量估计方法。

背景技术：

1、随着电池在移动通讯和电子电器等设备中的广泛运用，有效的电池管理系统成为电池研究人员及电池使用者共同关注的一个热点和难点课题。电池管理系统面对的最大难题是如何延长电池的运行时间，目前大都集中在提高 dc及其转换效率上，而往往忽略了与电源转换效率及电池容量同等重要的电池电量计精确度的问题，因此提高电池电量测量技术的精确度和稳定性也是延长电池运行时间的一个重要手段。

2、传统未经滤波处理的电量计输出数据存在严重抖动、小电流不准等现象；现阶段电量计大都采用恒定噪声参数的滤波方式，噪声因电流及环境等因素影响较大，会存在稳定性差、动态数据延迟严重等现象。

3、针对现有电池电量计算中存在的问题，本发明提供了一种基于动态滤波的电池电量估计方法，该方法不仅降低噪声，提高输出电流的稳定性和精确度，而且在动态电流输出的情况下，根据数据的相关特性动态调整滤波阈值，响应速度快，电流精度高。

技术实现思路

1、本发明提供一种电池电量估计方法，包括在预设时间内，预设温度下，采集预设电流流过负载时所述负载两端的电压值，并记录所述电压值作为样本电压；利用均值滤波对所述样本电压中的白噪声进行处理，获取均值滤波电压；利用中值滤波对所述均值滤波电压中的脉冲噪声进行处理，获取中值滤波电压；判断所述中值滤波电压所属的数据特征区；根据所述中值滤波电压所属的数据特征区，利用动态低通滤波对所述中值滤波电压进行处理，获取低通滤波电压；根据所述低通滤波电压计算所述电池的电量。。

2、本发明公开电池电量估计方法，根据电流数据变动情况将其分为微小扰动抑制区、小数据滤波区、大数据滤波区和截断响应区，从而根据不同电流数据特性给低通滤波的阈值动态赋值，从而达到动态低通滤波效果。

3、本发明公开的电池电量估计方法，不仅可以有效地降低输出噪声，提高输出的稳定性，而且在稳定电流输出的情况下，用户能够方便的观察实时数据，同时易于对芯片进行标定，提升芯片整体的电流精度。

技术特征：

1.一种电池电量估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电池电量估计方法，其特征在于，所述步骤2中的均值滤波公式为：

3.根据权利要求2所述的电池电量估计方法，其特征在于利用中值滤波对所述均值滤波电压x_mean(i)处理，对nmed个均值滤波电压进行二分查找，选择中位数输出，其滤波公式为：

4.根据权利要求3所述的电池电量估计方法，其特征在于，对中值滤波电压采用一阶低通滤波，其中一阶低通滤波公式如下：

5.根据权利要求4所述的电池电量估计方法，其特征在于，当xfilter(i)与xfilter(i-1)之间的电压差属于微小抑制区时，所述动态低通滤波阈值ratio的取值为1。

6.根据权利要求4所述的电池电量估计方法，其特征在于，当xfilter(i)与xfilter(i-1)之间的电压差属于小数据滤波区时，所述动态低通滤波阈值ratio的取值范围为0.95＜ratio＜0.99。

7.根据权利要求4所述的电池电量估计方法，其特征在于，当xfilter(i)与xfilter(i-1)之间的电压差属于大数据滤波区时，所述动态低通滤波阈值ratio的取值范围为0.75＜ratio＜0.95。

8.根据权利要求4所述的电池电量估计方法，其特征在于，当xfilter(i)与xfilter(i-1)之间的电压差属于截断响应区时，所述动态低通滤波阈值ratio的取值为0。

9.根据权利要求4所述的电池电量估计方法，其特征在于，当负载两端的电压差误差高于预设误差时，对中值滤波电压采用二阶低通滤波，并对低通滤波阈值ratio1和ratio2进行动态赋值，具体二阶低通滤波公式如下：

10.根据权利要求4所述的电池电量估计方法，其特征在于，电池当前电量计算公式如下：

技术总结
本发明公开一种电池电量估计方法，包括在预设时间内，预设温度下，采集预设电流流过负载时所述负载两端的电压值，并记录所述电压值作为样本电压；利用均值滤波对所述样本电压中的白噪声进行处理，获取均值滤波电压；利用中值滤波对所述均值滤波电压中的脉冲噪声进行处理，获取中值滤波电压；判断所述中值滤波电压所属的数据特征区；根据所述中值滤波电压所属的数据特征区，利用动态低通滤波对所述中值滤波电压进行处理，获取低通滤波电压；根据所述低通滤波电压计算所述电池的电量。本发明可以有效降低输出噪声，提高输出的稳定性和精确性；同时在稳定电流输出的情况下，用户能够方便的观察实时数据，易于对芯片进行标定，提升芯片整体的输出精度。

技术研发人员：雷鸣,刘志国
受保护的技术使用者：北京大瞬科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25