电池管理系统的数据存储频率的确定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池储能领域，特别涉及一种确定电池管理系统电压电流存储频率的 方法。
【背景技术】
[0002] 电池管理系统（batterymanagementsystem,BMS)对电池组的运行至关重要，良 好的BMS具有如下功能：电池参数检测；电池状态估计；在线故障诊断；电池安全控制与报 警；充电控制；电池均衡；热管理；以及信息存储。
[0003] 在上述功能中，电池参数检测是其他功能的基础，其他所有功能的良好运行都必 须依靠电池参数检测功能。而参数检测功能中总电压、总电流和单体电压检测是BMS运行 的基础。电池参数检测所得到的电压和电流等信号可以通过信息存储功能进行存储，以进 行离线分析。离线数据的存储有利于了解实际工况下的电池组性能与衰减、电池组工况和 充电策略等一系列问题。特别地，存储数据的分析可以为电动汽车或其他储能设备的开发 提供较准确的运行情况，并以期改进，同时对故障的处理提供数据支持。
[0004] 然而，电池数据的存储通常需要占用海量的存储空间，原因主要有以下几方面： (1)从数据存储量看，对于成千上万个串联单体组成的电池组，除了总电压总电流外，每节 单体的电压都需要分别测量和存储，甚至每节单体的温度也需要存储；（2)从存储时间看， 即使是调试开发阶段也至少以月计算，而对于实车，存储时间长度可能需要以年来计算； (3)从数据存储频率上看，由于电池组经常处于动态工作阶段，因此需要有较快的存储频 率。由于目前的BMS常采用分布式控制系统，因此数据存储必须通过网络通讯进行，如汽车 上常用的CAN网络或工业上常用的RS485等，因受限于网络通讯速率，即使采用专有的通讯 网络进行数据存储，成百上千个信号平均采用4Hz的存储频率已接近网络数据承载能力的 极限。
[0005] 由于存储信号的数量和存储的时间是电池组的系统需求，所以无法改变，因此只 能通过调整数据存储的频率来减少数据存储占用空间。通常采用IHz的存储频率，而一些 更大的电池组或存储时间更长的电池组，除了增加存储空间外，通常采用降低存储频率的 方式。然而，降低存储频率的做法可能带来存储信号的失真问题。如何选择最佳的存储频 率，在保证BMS存储彳目号不失真的条件下最大程度地减少存储空间是亟需解决的工程问 题。
【发明内容】
[0006] 本发明是针对上述问题进行的，目的在于提供一种既可保证存储信号不失真，又 可最大程度地减少存储空间的BMS存储频率的确定方法。
[0007] 本发明为实现上述目的，采用了以下的技术方案：
[0008] 本发明提供一种电池管理系统的数据存储频率的确定方法，其特征在于，包括以 下步骤：步骤一，使电池组全工况试运行，使电池管理系统以设计最高存储频率存储电池组 的总电流和总电压，以设计的一般存储频率存储单体电压；步骤二，对电池组的总电流信号 中动态最大的一段电流信号进行截取；步骤三，对步骤二截取的电流信号进行快速傅里叶 变换；步骤四，采用试错法舍弃步骤三的计算结果中低幅值的高频电流成分，对结算结果进 行傅里叶逆变换，将傅里叶逆变换计算结果与步骤二截取的电流信号进行对比，避免傅里 叶逆变换后信号严重失真，得到需要保留的最高电流频率信号；步骤五，利用采样定理，根 据步骤四获得的最高电流频率信号确定电池管理系统的最佳存储频率；步骤六，将电池管 理系统的存储频率调整为最佳存储频率，用于电池组实际运行时的数据存储，其中，进行快 速傅里叶变换时，不考虑步骤二截取的电流信号的平均值，且分析频率最大值为设计最高 存储频率的一半。
[0009] 进一步，本发明所提供的电池管理系统的数据存储频率的确定方法，还可以具有 这样的特征：其中，步骤二中截取总电流信号中动态最大的一段电流信号的方法如下：记 总电流为I，设计最高存储频率为f_，则得到电流信号序列为
[0010] I (t) = [I (l/f_) I (2/f_) I (3/f_) ? ? ? I (n/f_) ] (I)，
[0011] 将电流信号序列作如下运算：
[0013] 式中*为求绝对值运算，式（2)的运算得到信号序列dl(t)，记截取的时间长度为 Ts，则
[0015] 当式⑶取最大值时，从i/f_S i/f 时间窗口的电流信号即为动态最大 的一段电流信号。
[0016] 另外，本发明所提供的电池管理系统的数据存储频率的确定方法，还可以具有这 样的特征：其中，步骤五中采用香农采样定理确定电池管理系统的最佳存储频率。
[0017] 发明的作用与效果
[0018] 根据本发明所提供的电池管理系统的数据存储频率的确定方法，因为对电池组全 工况试运行的电流信号截取动态最大的一段电流信号，进行快速傅里叶变换后，采用试错 法舍弃低幅值的高频电流成分，然后进行傅里叶逆变换，确定需要保留的最高电流频率信 号，最后利用采样定理确定电池管理系统的最佳存储频率，因此该方法可以在保证存储信 号不失真的情况下确定电池管理系统的最佳存储频率，而且最大程度地减少存储空间。
【附图说明】
[0019] 图1是实施例的电池管理系统的数据存储频率的确定方法的流程图；
[0020] 图2是实施例的电流信号动态计算结果；
[0021] 图3是实施例所截取的动态最大的电流区间；
[0022] 图4是实施例所截取的电流区间的动态电流除平均值后的傅里叶变换结果；
[0023] 图5是实施例中选择舍弃的高频电流成分为大于0. 6Hz时，傅里叶逆变换后的信 号与原始信号的对比图；以及
[0024] 图6是实施例中选择舍弃的高频电流成分为大于0. 7Hz时，傅里叶逆变换后的信 号与原始信号的对比图。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合附图，对本发明所提供的电池管理系统的数据存储频率的确定方法作详 细阐述。
[0026]〈实施例〉
[0027]图1是实施例的电池管理系统的数据存储频率的确定方法的流程图。
[0028] 如图1所示，本实施例的电池管理系统（BMS)的数据存储频率的确定方法包括以 下步骤：
[0029] 步骤S-I，使电池组全工况试运行，使BMS以设计最高存储频率存储电池组的总电 流和总电压，以设计的一般存储频率存储单体电压。
[0030] 在本实施例中，BMS的设计最高存储频率为f_= 4Hz，且需要保证电池组试运行 工况可以覆盖电池组的全工况。
[0031] 步骤S-2,对电池组的总电流信号中动态最大的一段电流信号进行截取。截取方法 如下：
[0032] 记B