CN103121412A - 电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法及系统，该方法包括以下步骤：向模拟采集信号源发送信号请求命令；模拟采集信号源根据信号请求命令产生至少两组模拟采集信号；电池管理系统对至少两组模拟采集信号进行采集，以得到至少两组待修正采集信号；根据至少两组模拟采集信号和至少两组待修正采集信号得到偏差修正值；电池管理系统采集动力电池的采集信号，并根据偏差修正值对采集信号进行修正以得到修正采集信号。根据本发明的实施例能够对电动汽车的电动电池的采集信号进行适当矫正，有效提高采集信号精度。

Description

电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法及系统。

背景技术

电动汽车或混合动力汽车采用动力电池作为能量存储装置，电动汽车电池管理系统具有电池荷电状态SOC预测、电池充放电允许功率预测等主要功能，这些功能保证电池不会被过充或过放，且确保电池工作在最高效率的充放电功率区间。电池管理系统对动力电池的预测功能是基于对电池数据采集(电池温度、电池单体电压、电池总电压、总线电流等数据)，所以只有保证电池管理系统采集的电池的基础数据更加准确，才可以确保电池管理系统对电池状态的预测是正确的。

电池单体电压采集精度与电路原理、电压处理电路及电子元器件有关，在控制器设计阶段，经过验证，可以确保电压采集电路采集功能满足要求，但在控制器生产阶段，由于电子元器件的不一致性，将影响电池电压、电流、温度等信号的采集精度，从而直接影响电池管理系统(BMS)对电池状态的预测功能。

现有的提高信号采集精度的方法主要通过在控制器制造过程中使用高精度的电子元器件的方法，这种方法不仅增加了控制器的成本，而且受环境因素和信号范围影响因素很大，现有的方法在控制器下线检验环节上不能做到对信号全范围的检测，导致在信号的某些范围内，出现采集信号与实际信号之间的偏差过大，影响对电池SOC的预测，导致电池的使用寿命降低。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种对电动汽车的电动电池的采集信号进行适当矫正，有效提高采集信号精度的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法。

本发明的另一目的在于提出一种电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法，包括以下步骤：向模拟采集信号源发送信号请求命令；所述模拟采集信号源根据所述信号请求命令产生至少两组模拟采集信号；所述电池管理系统对所述至少两组模拟采集信号进行采集，以得到分别与所述至少两组模拟采集信号对应的至少两组待修正采集信号；根据所述至少两组模拟采集信号和所述至少两组待修正采集信号得到偏差修正值；所述电池管理系统采集电动汽车的动力电池的采集信号，并根据所述偏差修正值对所述采集信号进行修正以得到修正采集信号。

另外，根据本发明上述实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述模拟采集信号包括模拟电压信号、模拟温度信号和模拟电流信号，所述待修正采集信号包括待修正模拟电压信号、待修正模拟温度信号和待修正模拟电流信号。

在本发明的一个实施例中，所述模拟采集信号和所述待修正采集信号之间满足以下公式：

Y＝mX+n，

其中，Y为模拟采集信号，X为与所述模拟采集信号对应的待修正采集信号，m和n为偏差修正值。

在本发明的一个实施例中，所述模拟电压信号与所述待修正模拟电压信号之间满足以下公式：

V’＝aV+b，

其中，V’为模拟电压信号，V为待修正电压信号，a和b为电压偏差修正值，

所述模拟温度信号与所述待修正模拟温度信号之间满足以下公式：

T’＝cT+d，

其中，T’为模拟温度信号，T为待修正温度信号，c和d为温度偏差修正值，

所述模拟电流信号与所述待修正模拟电流信号之间满足以下公式：

I’＝eI+f，

其中，I’为模拟电流信号，I为待修正电流信号，e和f为电流偏差修正值。

本发明第二方面实施例提出了一种电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统，包括信号修正控制器，所述信号修正控制器用于向信号发生装置发送信号请求命令，并根据至少两组模拟采集信号和至少两组待修正采集信号得到偏差修正值；信号发生装置，所述信号发生装置根据所述信号请求命令产生至少两组模拟采集信号；电池管理系统，所述电池管理系统用于对所述至少两组模拟采集信号进行采集，以得到分别与所述至少两组模拟采集信号对应的至少两组待修正采集信号，还用于采集电动汽车的动力电池的采集信号，并根据所述偏差修正值对所述采集信号进行修正以得到修正采集信号。

另外，根据本发明上述实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述信号发生装置产生的模拟采集信号包括模拟电压信号、模拟温度信号和模拟电流信号，所述待修正采集信号包括待修正模拟电压信号、待修正模拟温度信号和待修正模拟电流信号。

在本发明的一个实施例中，所述模拟采集信号和所述待修正采集信号之间满足以下公式：

Y＝mX+n，

其中，Y为模拟采集信号，X为与所述模拟采集信号对应的待修正采集信号，m和n为偏差修正值。

在本发明的一个实施例中，所述信号发生装置包括：模拟电压信号发生器，用于产生模拟电压信号；模拟温度信号发生器，用于产生模拟温度信号；模拟电流信号发生器，用于产生模拟电流信号；信号产生控制器，用于分别控制所述模拟电压信号发生器、模拟温度信号发生器和模拟电流信号发生器按照预定方式产生至少两组模拟电压信号、至少两组模拟温度信号和至少两组模拟电流信号。

根据本发明的实施例通过至少两组模拟采集信号与至少两组待修正采集信号，并根据模拟采集信号和待修正采集信号之间的线性变化关系确定出两个两个修正值，进而根据两个修正值计算出对动力电池的采集信号进行修正后的采集信号。本发明的实施例具有计算速度快、对硬件要求低的优点。另外，通过两个修正值对动力电池的采集信号进行适当矫正，有效的提高采集信号精度，进而延长动力电池的使用寿命。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法的流程图；

图2为本发明一个实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统的结构图；

图3为本发明一个实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统的信号发生装置的结构图；以及

图4为本发明一个实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统的控制步骤示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图1首先描述根据本发明实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法。

如图1所示，根据本发明实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法包括以下步骤：

步骤S101，向模拟采集信号源发送信号请求命令。

步骤S102，所述模拟采集信号源根据所述信号请求命令产生至少两组模拟采集信号。

在本发明的一个实施例中，模拟采集信号包括三种采集信号，即模拟电压信号、模拟温度信号和模拟电流信号。为了简化描述，此处做如下定义，模拟采集信号记为Y，模拟电压信号记为V’、模拟温度信号记为T’和模拟电流信号记为I’，因此，当模拟采集信号源接收到请求命令后，如按照一定的电压增加步长V_step，产生V’_min～V’_Max之间的模拟电压信号，在本发明的一个实施例中，只需要产生两个模拟电压信号即可，记为V’₁和V’₂。同样地，按照一定的温度增加步长T_step，产生T’_min～T’_Max之间的模拟温度信号，只需要产生两个模拟温度信号即可，记为T’₁和T’₂。同样的方式，得到两个模拟电流信号，记为I’₁和I’₂。但是，本发明的实施例并不限于此，通过两个模拟采集信号也可以通过多个模拟采集信号，为了简化流程，本发明的实施例中仅以采集两个模拟采集信号为例进行描述，而采集更多个模拟采集信号同样不失一般性。

步骤S103，所述电池管理系统对所述至少两组模拟采集信号进行采集，以得到分别与所述至少两组模拟采集信号对应的至少两组待修正采集信号。

在本发明的一个实施例中，待修正采集信号包括待修正模拟电压信号、待修正模拟温度信号和待修正模拟电流信号。即电池管理系统采集模拟对信号源中的产生的模拟电压信号V’₁和V’₂进行采集得到与模拟电压信号V’₁和V’₂对应的待修正电压信号，记为V₁和V₂、同样的方式得到待修正温度信号，记为T₁和T₂、待修正电流信号，记为I₁和I₂。

步骤S104，根据所述至少两组模拟采集信号和所述至少两组待修正采集信号得到偏差修正值。

实验发现，模拟采集信号与待修正采集信号之间存在线性关系，即模拟采集信号和所述待修正采集信号之间满足以下公式：

Y＝mX+n，

其中，Y为上述实施例中的模拟采集信号，X为与所述模拟采集信号对应的待修正采集信号，m和n为偏差修正值，由于修正偏差值为两个值，因此，为了计算得到两个修正偏差值，应至少得到两组对应的模拟采集信号与待修正采集信号，也就是上述实施例中得到的两组模拟采集信号与待修正采集信号。

在本发明的一个实施例中，模拟电压信号与所述待修正模拟电压信号之间满足以下公式：

V’＝aV+b，

其中，V’为模拟电压信号，V为待修正电压信号，a和b为电压偏差修正值，

因此有V’₁＝aV₁+b    (1)

V’₂＝aV₂+b    (2)

由于V’₁、V’₂、V₁和V₂已知，进而可以得到两个电压偏差修正值，即a和b。

所述模拟温度信号与所述待修正模拟温度信号之间满足另一线性关系，即：

T’＝cT+d，

其中，T’为模拟温度信号，T为待修正温度信号，c和d为温度偏差修正值。同样的道理，可以得到两个温度偏差修正值c和d。

模拟电流信号与所述待修正模拟电流信号之间同样满足一个线性关系，即：

I’＝eI+f，

其中，I’为模拟电流信号，I为待修正电流信号，e和f为电流偏差修正值。同样的方法，可以得到两个电流偏差修正值e和f。

步骤S105，所述电池管理系统采集电动汽车的动力电池的采集信号，并根据所述偏差修正值对所述采集信号进行修正以得到修正采集信号。

电池管理系统保存上述实施例得到的电压偏差修正值，即a和b、温度偏差修正值c和d和电流偏差修正值e和f。并在电池管理系统对电池进行信号采集以后，分别对采集到待修正电压信号、待修正温度信号和待修正电流信号代入公式V’＝aV+b、T’＝cT+d和I’＝eI+f，由于已经得到a和b、c和d以及e和f的值，因此，能够得到修正以后的修正采集信号。

如图2所示，为本发明实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统的结构图。

本发明实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统的原理为，信号发生装置220根据信号修正控制器210的请求命令，信号发生装置220模拟生成多路电池单体电压(模拟电压信号)，产生不同幅值电压信号、信号发生装置220模拟生成多路电池温度信号(模拟温度信号)以及号发生装置220模拟生成电流信号(模拟电流信号)。电池管理系统230以上述的模拟采集信号作为基准信号以采集的到待修正的电压、温度和电流信号。接着通过模拟采集信号与待修正采集信号之间的线性关系，以至少两组的模拟采集信号和待修正采集信号建立线性方程组，从而计算得到两个偏差修正值。

结合图2，根据本发明实施例的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统包括信号修正控制器210、信号发生装置220和电池管理系统230。

结合图4，信号修正控制器210用于向信号发生装置220发送信号请求命令，并根据至少两组模拟采集信号和至少两组待修正采集信号得到偏差修正值。信号发生装置220根据所述信号请求命令产生至少两组模拟采集信号。电池管理系统230用于对所述至少两组模拟采集信号进行采集，以得到分别与所述至少两组模拟采集信号对应的至少两组待修正采集信号，还用于采集电动汽车的动力电池的采集信号，并根据所述偏差修正值对所述采集信号进行修正以得到修正采集信号。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，信号发生装置220包括模拟电压信号发生器221、模拟温度信号发生器222、模拟电流信号发生器223和信号产生控制器224。

模拟电压信号发生器221用于产生模拟电压信号。模拟温度信号发生器222用于产生模拟温度信号。模拟电流信号发生器223用于产生模拟电流信号。信号产生控制器224用于分别控制所述模拟电压信号发生器221、模拟温度信号发生器222和模拟电流信号发生器223按照预定方式产生至少两组模拟电压信号、至少两组模拟温度信号和至少两组模拟电流信号。

参考图4，在本发明的一个实施例中，信号发生装置220采集的模拟采集信号包括三种采集信号，即模拟电压信号、模拟温度信号和模拟电流信号。为了简化描述，此处做如下定义，模拟采集信号记为Y，模拟电压信号记为V’、模拟温度信号记为T’和模拟电流信号记为I’，因此，当模拟采集信号源接收到请求命令后，如按照一定的电压增加步长V_step，产生V’_min～V’_Max之间的模拟电压信号，在本发明的一个实施例中，只需要产生两个模拟电压信号即可，记为V’₁和V’₂。同样地，按照一定的温度增加步长T_step，产生T’_min～T’_Max之间的模拟温度信号，只需要产生两个模拟温度信号即可，记为T’₁和T’₂。同样的方式，得到两个模拟电流信号，记为I’₁和I’₂。但是，本发明的实施例并不限于此，通过两个模拟采集信号也可以通过多个模拟采集信号，为了简化流程，本发明的实施例中仅以采集两个模拟采集信号为例进行描述，而采集更多个模拟采集信号同样不失一般性。

在本发明的一个实施例中，参考图4，电池管理系统230采集的待修正采集信号包括待修正模拟电压信号、待修正模拟温度信号和待修正模拟电流信号。即电池管理系统采集模拟对信号源中的产生的模拟电压信号V’₁和V’₂进行采集得到与模拟电压信号V’₁和V’₂对应的待修正电压信号，记为V₁和V₂、同样的方式得到待修正温度信号，记为T₁和T₂、待修正电流信号，记为I₁和I₂。

实验发现，模拟采集信号与待修正采集信号之间存在线性关系，即模拟采集信号和所述待修正采集信号之间满足以下公式：

Y＝mX+n，

其中，Y为上述实施例中的模拟采集信号，X为与所述模拟采集信号对应的待修正采集信号，m和n为偏差修正值，由于修正偏差值为两个值，因此，为了计算得到两个修正偏差值，应至少得到两组对应的模拟采集信号与待修正采集信号，也就是上述实施例中得到的两组模拟采集信号与待修正采集信号。

在本发明的一个实施例中，模拟电压信号与所述待修正模拟电压信号之间满足以下公式：

V’＝aV+b，

其中，V’为模拟电压信号，V为待修正电压信号，a和b为电压偏差修正值，

因此有V’₁＝aV₁+b    (1)

V’₂＝aV₂+b    (2)

由于V’₁、V’₂、V₁和V₂已知，进而可以得到两个电压偏差修正值，即a和b。

所述模拟温度信号与所述待修正模拟温度信号之间满足另一线性关系，即：

T’＝cT+d，

其中，T’为模拟温度信号，T为待修正温度信号，c和d为温度偏差修正值。同样的道理，可以得到两个温度偏差修正值c和d。

模拟电流信号与所述待修正模拟电流信号之间同样满足一个线性关系，即：

I’＝eI+f，

其中，I’为模拟电流信号，I为待修正电流信号，e和f为电流偏差修正值。同样的方法，可以得到两个电流偏差修正值e和f。

在本发明的一个实施例中，电池管理系统230保存上述实施例得到的电压偏差修正值，即a和b、温度偏差修正值c和d和电流偏差修正值e和f。并在电池管理系统对电池进行信号采集以后，分别对采集到待修正电压信号、待修正温度信号和待修正电流信号代入公式V’＝aV+b、T’＝cT+d和I’＝eI+f，由于已经得到a和b、c和d以及e和f的值，因此，能够得到修正以后的修正采集信号。

根据本发明的实施例通过至少两组模拟采集信号与至少两组待修正采集信号，并根据模拟采集信号和待修正采集信号之间的线性变化关系确定出两个两个修正值，进而根据两个修正值计算出对动力电池的采集信号进行修正后的采集信号。本发明的实施例具有计算速度快、对硬件要求低的优点。另外，通过两个修正值对动力电池的采集信号进行适当矫正，有效的提高采集信号精度，进而延长动力电池的使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

向模拟采集信号源发送信号请求命令；

所述模拟采集信号源根据所述信号请求命令产生至少两组模拟采集信号；

所述电池管理系统对所述至少两组模拟采集信号进行采集，以得到分别与所述至少两组模拟采集信号对应的至少两组待修正采集信号；

根据所述至少两组模拟采集信号和所述至少两组待修正采集信号得到偏差修正值；

所述电池管理系统采集电动汽车的动力电池的采集信号，并根据所述偏差修正值对所述采集信号进行修正以得到修正采集信号。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法，其特征在于，所述模拟采集信号包括模拟电压信号、模拟温度信号和模拟电流信号，所述待修正采集信号包括待修正模拟电压信号、待修正模拟温度信号和待修正模拟电流信号。

3.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法，其特征在于，所述模拟采集信号和所述待修正采集信号之间满足以下公式：

Y＝mX+n，

其中，Y为模拟采集信号，X为与所述模拟采集信号对应的待修正采集信号，m和n为偏差修正值。

4.根据权利要求2所述的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正方法，其特征在于，所述模拟电压信号与所述待修正模拟电压信号之间满足以下公式：

V’＝aV+b，

其中，V’为模拟电压信号，V为待修正电压信号，a和b为电压偏差修正值，

所述模拟温度信号与所述待修正模拟温度信号之间满足以下公式：

T’＝cT+d，

其中，T’为模拟温度信号，T为待修正温度信号，c和d为温度偏差修正值，

所述模拟电流信号与所述待修正模拟电流信号之间满足以下公式：

I’＝eI+f，

其中，I’为模拟电流信号，I为待修正电流信号，e和f为电流偏差修正值。

5.一种电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统，其特征在于，包括：

信号修正控制器，所述信号修正控制器用于向信号发生装置发送信号请求命令，并根据至少两组模拟采集信号和至少两组待修正采集信号得到偏差修正值；

信号发生装置，所述信号发生装置根据所述信号请求命令产生至少两组模拟采集信号；

电池管理系统，所述电池管理系统用于对所述至少两组模拟采集信号进行采集，以得到分别与所述至少两组模拟采集信号对应的至少两组待修正采集信号，还用于采集电动汽车的动力电池的采集信号，并根据所述偏差修正值对所述采集信号进行修正以得到修正采集信号。

6.根据权利要求5所述的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正系统，其特征在于，所述信号发生装置产生的模拟采集信号包括模拟电压信号、模拟温度信号和模拟电流信号，所述待修正采集信号包括待修正模拟电压信号、待修正模拟温度信号和待修正模拟电流信号。

7.根据权利要求5所述的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正装置，其特征在于，所述模拟采集信号和所述待修正采集信号之间满足以下公式：

Y＝mX+n，

其中，Y为模拟采集信号，X为与所述模拟采集信号对应的待修正采集信号，m和n为偏差修正值。

8.根据权利要求6所述的电动汽车电池管理系统采集信号的偏差修正装置，其特征在于，所述信号发生装置包括：

模拟电压信号发生器，用于产生模拟电压信号；

模拟温度信号发生器，用于产生模拟温度信号；

模拟电流信号发生器，用于产生模拟电流信号；

信号产生控制器，用于分别控制所述模拟电压信号发生器、模拟温度信号发生器和模拟电流信号发生器按照预定方式产生至少两组模拟电压信号、至少两组模拟温度信号和至少两组模拟电流信号。

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