CN108008315B - 电池数据诊断方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了电池数据诊断方法和系统，涉及电动汽车技术领域，包括获取电池数据，其中，电池数据包括主正继电器的内侧总电压、主正继电器的外侧总电压和单体电池电压；将内侧总电压、外侧总电压和单体电池电压进行比较验证，获得电池数据的诊断结果，通过多种校验检测方式，输出可靠数据，极大程度上保证电池总电压和总电流数据的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及电池数据诊断方法和系统。
背景技术
随着全球交通事故的频发，对于汽车安全的要求也随之不断提升，从最早的被动安全(诸如安全气囊，安全带等)，到后来的主动安全(ABS、ESC等)，再到安全性预测(车道偏离、行人报警等)，甚至到近期功能安全的概念的出现。这都无疑表明汽车安全将是汽车电子设计中必不可少且尤为重要的一个考虑。
目前的电动汽车的电池管理系统(BMS)主要通过对电池工作状态进行监控来保证电动汽车的行驶充电安全，但现有的电池管理系统检测的数据准确性较差，使得当电动汽车电池包的总电压和总电流的检测数据出现异常时，电池很可能会出现过充或过放，甚至是起火爆炸的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供电池数据诊断方法和系统，通过多种校验检测方式，输出可靠数据，极大程度上保证电池总电压和总电流数据的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了电池数据诊断方法，包括：
获取电池数据，其中，所述电池数据包括主正继电器的内侧总电压、主正继电器的外侧总电压和单体电池电压；
将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果包括：
获取当前主继电器的开关状态，其中，所述开关状态包括高压闭合和高压断开；
当高压闭合时，将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压依次进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果；
当高压断开时，将所述内侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述当高压闭合时，将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压依次进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果包括：
将所述内侧总电压与所述外侧总电压比较作差，得到第一比较差值；
当所述第一比较差值的绝对值小于第一阈值时，将所述内侧总电压作为所述电池数据的可靠电压结果；
当所述第一比较差值的绝对值大于第二阈值时，将所述内侧总电压与所述单体电池电压比较作差，得到第二比较差值；
当所述第二比较差值的绝对值小于所述第一阈值时，将所述内侧总电压作为所述电池数据的可靠电压结果；
当所述第二比较差值的绝对值大于所述第二阈值时，将所述外侧总电压与所述单体电池电压比较作差，得到第三比较差值；
当所述第三比较差值的绝对值小于所述第一阈值时，将所述外侧总电压作为所述电池数据的可靠电压结果；
当所述第三比较差值的绝对值大于所述第二阈值时，则发出所述电池数据的电压不可靠警报。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述当高压断开时，将所述内侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果包括：
将所述内侧总电压与所述单体电池电压比较作差，得到比较差值；
当所述比较差值的绝对值小于第一阈值时，将所述内侧总电压作为所述电池数据的可靠电压结果；
当所述比较差值的绝对值大于第二阈值时，则发出所述电池数据的电压不可靠警报。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述电池数据还包括通过霍尔传感器采集电池总电流得到的第一电流和通过分流器采集电池总电流得到的第二电流，所述方法还包括：
将所述第一电流与所述第二电流进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述将所述第一电流与所述第二电流进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果包括：
所述第一电流与所述第二电流比较作差，得到第四比较差值；
当所述第四比较差值的绝对值小于第三阈值时，将所述第一电流值作为所述电池数据的可靠电流结果；
当所述第四比较差值的绝对值大于所述第三阈值时，则发出所述电池数据的电流不可靠警报。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述获取电池数据包括：
通过AD采集芯片采集所述主正继电器的所述内侧总电压、所述主正继电器的所述外侧总电压和所述单体电池电压。
第二方面，本发明实施例还提供电池数据诊断系统，包括：
获取单元，用于获取电池数据，其中，所述电池数据包括主正继电器的内侧总电压、主正继电器的外侧总电压和单体电池电压；
处理单元，用于将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述处理单元还用于获取当前主继电器的开关状态，其中，所述开关状态包括高压闭合和高压断开；当高压闭合时，将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压依次进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果；当高压断开时，将所述内侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述电池数据还包括通过霍尔传感器采集电池总电流得到的第一电流和通过分流器采集电池总电流得到的第二电流，所述处理单元还用于将所述第一电流与所述第二电流进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果。
本发明实施例提供了电池数据诊断方法和系统，涉及电动汽车技术领域，包括获取电池数据，其中，电池数据包括主正继电器的内侧总电压、主正继电器的外侧总电压和单体电池电压；将内侧总电压、外侧总电压和单体电池电压进行比较验证，获得电池数据的诊断结果，通过多种校验检测方式，输出可靠数据，极大程度上保证电池总电压和总电流数据的准确性。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电池数据诊断方法流程图；
图2为本发明实施例提供的电池数据诊断方法中步骤S230的流程图；
图3为本发明实施例提供的电池数据诊断方法中步骤S220的流程图；
图4为本发明实施例提供的电池数据诊断方法中步骤S130的流程图；
图5为本发明实施例提供的电池数据诊断方法中主正继电器内/侧总电压检测示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前的电动汽车的电池管理系统(BMS)主要通过对电池工作状态进行监控来保证电动汽车的行驶充电安全，但现有的电池管理系统检测的数据准确性较差，使得当电动汽车电池包的总电压和总电流的检测数据出现异常时，电池很可能会出现过充或过放，甚至是起火爆炸的情况
基于此，本发明实施例提供的电池数据诊断方法和系统，通过多种校验检测方式，输出可靠数据，极大程度上保证电池总电压和总电流数据的准确性。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的电池数据诊断方法进行详细介绍，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1为本发明实施例提供的电池数据诊断方法流程图。
参照图1，电池数据诊断方法包括如下步骤：
步骤S110，获取电池数据，其中，电池数据包括主正继电器的内侧总电压、主正继电器的外侧总电压和单体电池电压；
步骤S120，将内侧总电压、外侧总电压和单体电池电压进行比较验证，获得电池数据的诊断结果。
具体地，电动汽车的电池管理系统(BMS)主要涵盖以下几个功能：
⑴电池工作状态监控：主要指在电池的工作过程中，对电池的电压、温度、工作电流、电池电量等一系列电池相关参数进行实时监测或计算，并根据这些参数判断目前电池的状态，以进行相应的操作，防止电池的过充或过放。
⑵电池充放电管理：在电池的充电或放电的过程中，根据环境状态、电池状态等相关参数对电池的充电或放电进行管理，设置电池的最佳充电或放电曲线，如充电电流，充电上限电压值，放电下限电压值等。
⑶单体电池间均衡：即为单体电池均衡充放电，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。
其中，电池工作状态监控是电池管理系统中尤为重要的部分。因为电动汽车电池包的电池数据(总电压和总电流)的检测是电池工作状态监控中尤为重要的基础数据，而这些数据的精准与否，将与电动汽车的安全设计尤其是人的安全有着密不可分的关系。若电动汽车电池包的总电压和总电流的可靠性较差，检测数据出现异常，电池很可能会出现过充或过放，甚至是起火爆炸。
这里，本申请实施例提供的电池数据诊断方法通过对获取的多种电压、电流参数进行多种校验检测(至少有两种校验检测方式)，以保证输出的电池数据的可靠性，极大程度上保证电池总电压和总电流数据的准确性。
具体地，在电动汽车电池管理系统中，电动汽车电池包的总电压数据的获得方式大体可以分为电池包的主正继电器内侧总电压检测、主正继电器外侧总电压检测两种以及各单体电压相加总和三种，这三种方式得到的电池包的总电压相互校验，从而得出电池包的总电压的可靠性检测数据。
进一步的，根据上述电池数据诊断方法实施例，步骤S120可采用以下步骤实现，包括：
步骤S210，获取当前主继电器的开关状态，其中，开关状态包括高压闭合和高压断开；
步骤S220，当高压闭合时，将内侧总电压、外侧总电压和单体电池电压依次进行比较验证，获得电池数据的诊断结果；
步骤S230，当高压断开时，将内侧总电压和单体电池电压进行比较验证，获得电池数据的诊断结果。
进一步的，根据上述电池数据诊断方法实施例，参照图3，步骤S220可采用以下步骤实现，包括：
步骤S310，将内侧总电压与外侧总电压比较作差，得到第一比较差值；
步骤S320，当第一比较差值的绝对值小于第一阈值时，将内侧总电压作为电池数据的可靠电压结果；
步骤S330，当第一比较差值的绝对值大于第二阈值时，将内侧总电压与单体电池电压比较作差，得到第二比较差值；
这里，第一阈值为(5V±总电压1％)，第二阈值为(15V±总电压1％)；
步骤S340，当第二比较差值的绝对值小于第一阈值时，将内侧总电压作为电池数据的可靠电压结果；
步骤S350，当第二比较差值的绝对值大于第二阈值时，将外侧总电压与单体电池电压比较作差，得到第三比较差值；
步骤S360，当第三比较差值的绝对值小于第一阈值时，将外侧总电压作为电池数据的可靠电压结果；
步骤S370，当第三比较差值的绝对值大于第二阈值时，则发出电池数据的电压不可靠警报。
进一步的，根据上述电池数据诊断方法实施例，参照图2，步骤S230可采用以下步骤实现，包括：
步骤S410，将内侧总电压与单体电池电压比较作差，得到比较差值；
步骤S420，当比较差值的绝对值小于第一阈值时，将内侧总电压作为电池数据的可靠电压结果；
步骤S430，当比较差值的绝对值大于第二阈值时，则发出电池数据的电压不可靠警报。
这里，当电压闭合时，主正继电器的内侧总电压、主正继电器的外侧总电压和单体电池电压三者中的任意两者之间差值的绝对值都高于第二阈值(15V±总电压1％)，则发出电池数据的电压不可靠警报(报电池包的总电压检测数据不可靠故障)。
进一步的，电池数据还包括通过霍尔传感器采集电池总电流得到的第一电流和通过分流器采集电池总电流得到的第二电流，方法还包括：
步骤S130，将第一电流与第二电流进行比较验证，获得电池数据的诊断结果。
其中，在电动汽车电池管理系统中，电动汽车电池包的总电流的数据检测方式采用霍尔传感器和分流器两种方式，这两种方式检测到的电流相互校验，从而得出电池包的总电流的可靠性检测数据。
进一步的，根据上述电池数据诊断方法实施例，如图4所示，步骤S130可采用以下步骤实现，包括：
步骤S510，第一电流与第二电流比较作差，得到第四比较差值；
步骤S520，当第四比较差值的绝对值小于第三阈值时，将第一电流值作为电池数据的可靠电流结果；
步骤S530，当第四比较差值的绝对值大于第三阈值时，则发出电池数据的电流不可靠警报。
这里，第三阈值为总电流的3％；
进一步的，根据上述电池数据诊断方法实施例，步骤S110可采用以下步骤实现，包括：
步骤S610，通过AD采集芯片采集主正继电器的内侧总电压、主正继电器的外侧总电压和单体电池电压，具体参照图5。
这里，AD采集芯片包括单体电压AD采集芯片和总电压采集芯片；
其中，高压断开时，一般采用8通道的总电压采集芯片采集BC间两点电压(主正继电器内侧总电压)；
高压闭合时，可以监视至少12节电池的单体电压AD采集芯片，采集单体电压1、单体电压2……单体电池N的总和(单体电池电压)，总电压采集芯片采集BC间两点电压(主正继电器内侧总电压)和AC间两点电压(主正继电器外侧总电压)。
本申请还提供又一应用上述电池数据诊断方法的系统实施例，其中，电池数据诊断系统包括：
获取单元，用于获取电池数据，其中，电池数据包括主正继电器的内侧总电压、主正继电器的外侧总电压和单体电池电压；
处理单元，用于将内侧总电压、外侧总电压和单体电池电压进行比较验证，获得电池数据的诊断结果。
进一步的，处理单元还用于获取当前主继电器的开关状态，其中，开关状态包括高压闭合和高压断开；当高压闭合时，将内侧总电压、外侧总电压和单体电池电压依次进行比较验证，获得电池数据的诊断结果；当高压断开时，将内侧总电压和单体电池电压进行比较验证，获得电池数据的诊断结果。
进一步的，电池数据还包括通过霍尔传感器采集电池总电流得到的第一电流和通过分流器采集电池总电流得到的第二电流，处理单元还用于将第一电流与第二电流进行比较验证，获得电池数据的诊断结果。
本发明实施例提供的电池数据诊断系统，与上述实施例提供的电池数据诊断方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
本发明实施例所提供的电池数据诊断方法和系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，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。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的电池数据诊断方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的电池数据诊断方法的步骤。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种电池数据诊断方法，其特征在于，包括：
获取电池数据，其中，所述电池数据包括主正继电器的内侧总电压、主正继电器的外侧总电压和单体电池电压；
将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果；
所述将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果包括：
获取当前主继电器的开关状态，其中，所述开关状态包括高压闭合和高压断开；
当高压闭合时，将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压依次进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果；
当高压断开时，将所述内侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果。
2.根据权利要求1所述的电池数据诊断方法，其特征在于，所述当高压闭合时，将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压依次进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果包括：
将所述内侧总电压与所述外侧总电压比较作差，得到第一比较差值；
当所述第一比较差值的绝对值小于第一阈值时，将所述内侧总电压作为所述电池数据的可靠电压结果；
当所述第一比较差值的绝对值大于第二阈值时，将所述内侧总电压与所述单体电池电压比较作差，得到第二比较差值；
当所述第二比较差值的绝对值小于所述第一阈值时，将所述内侧总电压作为所述电池数据的可靠电压结果；
当所述第二比较差值的绝对值大于所述第二阈值时，将所述外侧总电压与所述单体电池电压比较作差，得到第三比较差值；
当所述第三比较差值的绝对值小于所述第一阈值时，将所述外侧总电压作为所述电池数据的可靠电压结果；
当所述第三比较差值的绝对值大于所述第二阈值时，则发出所述电池数据的电压不可靠警报。
3.根据权利要求1所述的电池数据诊断方法，其特征在于，所述当高压断开时，将所述内侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果包括：
将所述内侧总电压与所述单体电池电压比较作差，得到比较差值；
当所述比较差值的绝对值小于第一阈值时，将所述内侧总电压作为所述电池数据的可靠电压结果；
当所述比较差值的绝对值大于第二阈值时，则发出所述电池数据的电压不可靠警报。
4.根据权利要求1所述的电池数据诊断方法，其特征在于，所述电池数据还包括通过霍尔传感器采集电池总电流得到的第一电流和通过分流器采集电池总电流得到的第二电流，所述方法还包括：
将所述第一电流与所述第二电流进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果；
所述将所述第一电流与所述第二电流进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果包括：
所述第一电流与所述第二电流比较作差，得到第四比较差值；
当所述第四比较差值的绝对值小于第三阈值时，将所述第一电流作为所述电池数据的可靠电流结果；
当所述第四比较差值的绝对值大于所述第三阈值时，则发出所述电池数据的电流不可靠警报。
5.根据权利要求1所述的电池数据诊断方法，其特征在于，所述获取电池数据包括：
通过AD采集芯片采集所述主正继电器的所述内侧总电压、所述主正继电器的所述外侧总电压和所述单体电池电压。
6.一种电池数据诊断系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取电池数据，其中，所述电池数据包括主正继电器的内侧总电压、主正继电器的外侧总电压和单体电池电压；
处理单元，用于将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果；
所述处理单元还用于获取当前主继电器的开关状态，其中，所述开关状态包括高压闭合和高压断开；当高压闭合时，将所述内侧总电压、所述外侧总电压和所述单体电池电压依次进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果；当高压断开时，将所述内侧总电压和所述单体电池电压进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果。
7.根据权利要求6所述的电池数据诊断系统，其特征在于，所述电池数据还包括通过霍尔传感器采集电池总电流得到的第一电流和通过分流器采集电池总电流得到的第二电流，所述处理单元还用于将所述第一电流与所述第二电流进行比较验证，获得所述电池数据的诊断结果，所述处理单元还用于将所述第一电流与所述第二电流比较作差，得到第四比较差值；当所述第四比较差值的绝对值小于第三阈值时，将所述第一电流作为所述电池数据的可靠电流结果；当所述第四比较差值的绝对值大于所述第三阈值时，则发出所述电池数据的电流不可靠警报。
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