CN109690335A - 用于处理电池单元电压数据的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于处理电池单元电压数据的装置和方法，其通过将权重指配给从电池单元获取的一个或者多个电压数据来计算移动平均值，并且将所获取的电压数据反映到所计算的移动平均值，并且使用所述电压数据，以快速跟踪从电池单元施加的电压数据的突然变化。

Description

用于处理电池单元电压数据的装置和方法
技术领域
本申请要求于2017年3月6日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0028250的优先权和权益，其全部内容通过引用被合并在此。
本发明涉及一种用于处理电池单元电压数据的装置和方法，并且更具体地，涉及如下一种用于处理电池单元电压数据的装置和方法，其通过将权重指配给从电池单元获取的一个或多个电压数据来计算移动平均值，并且将所获取的电压数据反映到所计算的移动平均值，并且使用电压数据，以快速跟踪从电池单元施加的电压数据的突然变化。
背景技术
具有诸如根据产品组的高适应性和高能量密度的电特性的二次电池，已经普遍应用于通过电驱动源驱动的电动车辆(EV)、混合动力车辆(HV)、能量存储系统等，以及便携式设备。
因为根据二次电池的使用根本不产生副产物以及显着减少化石燃料的使用的主要优点，二次电池作为用于促进环保性能和能量效率的新能源已经受到公众关注。
同时，应用于电动车辆等的二次电池以通过串联连接包括多个电池单元的电池模块以便于获得高输出而构造的电池组的结构应用于电动车辆等。除了这样的基本结构之外，二次电池还可以被配置成另外包括电池管理系统(BMS)，用于通过将用于电源控制和充电/放电控制的算法应用于诸如电动机等的驱动负载来监视和控制各个电池单元和电池组的状态。
这里，BMS通常通过当对电池单元和包括其的电池组充电/放电时周期性地测量电池单元的电压，来检测和控制电池单元的充电状态、容量劣化状态和输出电压，以保护电池组免受诸如过度充电或过度放电的异常情况的影响。
同时，在现有技术的BMS中，因为从电池周期性地测量的多个电压数据被仅仅测量或者算术平均并测量，所以测量的电压数据对微小的外部噪声灵敏地变化，并且结果，在测量电压数据中频繁出现错误。
因此，近年来，在BMS中测量电池单元的电压数据，并且将所获得的电压数据反映到要测量的一个或多个电压数据的移动平均值，从而减少由于外部噪声测量电压数据的误差。
然而，尽管使用移动平均值的电压数据测量方法能够防止由于外部噪声引起的BMS的电压数据的测量误差，但是存在难以跟踪由于电池单元以及包括电池单元的电池组的充电/放电的电压数据的突然变化的限制。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是为了提供一种用于处理电池单元电压数据的装置和方法，其通过将权重指配给从电池单元获取的一个或多个电压数据来计算移动平均值，并将所获取的电压数据反映到所计算的移动平均值，并使用反映到移动平均值的电压数据，以快速跟踪从电池单元施加的电压数据的突然变化。
此外，本发明的目的是为了提供一种用于处理电池单元电压数据的装置和方法，其连续地将权重指配给从电池单元获得的一个或多个电压数据，并使用该电压数据，以连续地检测电压数据的突然变化。
技术解决方案
根据本发明的实施例，一种用于处理电池单元电压数据的装置可以包括：电压数据获取单元，该电压数据获取单元通过测量从一个或多个电池单元施加的电压来获取电压数据；权重处理单元，该权重处理单元计算与一个或多个所获取的电压数据相对应的权重并将所计算的权重指配给相应的电压数据；移动平均值计算单元，该移动平均值计算单元计算指配权重的一个或多个电压数据的移动平均值；以及电压数据处理单元，该电压数据处理单元通过将在先前步骤所获取的电压数据反映到移动平均值，获取当前步骤的电压数据。
在实施例中，权重处理单元可以选择一个或多个所获取的电压数据当中的任意一个或多个电压数据，并且基于所选择的电压数据的数量来计算与电压数据相对应的权重。
在实施例中，权重处理单元可以计算最大权重并将最大权重指配给对应于在当前步骤测量的电压值的电压数据。
在实施例中，电压数据处理单元可以通过使用获取当前步骤的电压数据(这里，c0、c1和cn分别是在初始、在第一步骤、以及在第n步骤获取的电压数据，并且w0、w1和wn分别是在初始、在第一步骤和第n步骤计算的权重)。
此外，根据本发明的另一实施例，一种用于处理电池单元电压数据的方法可以包括：通过测量从一个或多个电池单元施加的电压来获取电压数据；计算与一个或多个所获取的电压数据相对应的权重并将计算的权重指配给相应的电压数据；计算指配权重的一个或多个电压数据的移动平均值；以及通过将在先前步骤所获取的电压数据反映到移动平均值，获取当前步骤的电压数据。
在实施例中，计算权重并将所计算的权重指配给相应的电压数据还可包括：选择一个或多个电压数据当中的任意一个或多个电压数据，和基于所选择的电压数据的数量来计算与电压数据相对应的权重。
在实施例中，计算权重并将所计算的权重指配给电压数据还可以包括：计算最大权重并将最大权重指配给对应于在当前步骤测量的电压值的电压数据。
在实施例中，在获取当前步骤的电压数据中，可以通过使用获取当前步骤的电压数据(这里，c0、c1和cn分别是在初始、在第一步骤和在第n步骤获取的电压数据，并且w0、w1和wn分别是在初始、在第一步骤和第n步骤计算的权重。
技术效果
根据本发明的一个方面，提供的是一种用于处理电池单元电压数据的装置和方法，其通过将权重指配给从电池单元获取的一个或多个电压数据来计算移动平均值，并且将所获取的电压数据反映到所计算的移动平均值，并且使用电压数据，以快速跟踪从电池单元施加的电压数据的突然变化。
此外，根据本发明的另一方面，提供的是一种用于处理电池单元电压数据的装置和方法，其连续地将权重指配给从电池单元获得的一个或多个电压数据，并且将电压数据反映到移动平均值，并且使用所反映的电压数据，以连续检测电压数据的突然变化。
附图说明
图1是示意性地图示根据本发明的实施例的用于处理电池单元电压数据的装置的配置的图。
图2是用于描述根据本发明的实施例的用于处理电池单元电压数据的方法的过程的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明。这里，将省略可能使本发明的要点不必要地模糊的公知功能和配置的重复描述和详细描述。为了向本领域的技术人员更完整地描述本发明，提供本发明的实施例。因此，为了更清楚地解释，可以夸大附图中的元件的形状、尺寸等。
在整个说明书中，除非明确地相反描述，否则任何部分“包括”任何组件的情况将被理解为暗示包括所陈述的组件但不排除任何其他组件。
另外，说明书中公开的术语“单元”意指处理至少一个功能或操作的单元，并且该单元可以通过硬件或软件或硬件和软件的组合来实现。
此外，说明书中描述的“异常情况”可以意指由于电池10的过电流、过电压和过热而导致的电池10和包括电池10的装置的故障发生情况。
图1是示意性地图示根据本发明的实施例的用于处理电池单元电压数据的装置100的配置的图。
然而，用于处理图1中所图示的电池单元电压数据的装置100遵循实施例并且应当注意，其构成元件不限于图1中所图示的实施例，并且如有必要，可以添加、修改或删除一些构成元件。
此外，应注意，用于处理图1中所图示的电池单元电压数据的装置100可以被应用于可以应用二次电池的所有技术领域。
首先，参考图1，根据本发明的实施例的用于处理电池单元电压数据的装置100可以被配置成包括电压数据获取单元110、权重处理单元120、移动平均值计算单元130以及电压数据处理单元140。
这里，电池单元电压数据处理装置100可以用作电池监视集成电路(BMIC)，该电池监视集成电路(BMIC)用于在电池管理系统(BMS)中测量来自一个或多个电池的电压数据，但不限于此。
首先，电压数据获取单元110可以用作测量从包括由电池单元或一个或多个电池单元组成的电池组的电池10施加的电压以获取电压数据。
这里，电池10的类型没有被特别地限制，并且电池10可以由包括例如锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等的电池实现。
同时，电压数据的值可能由于电池单元电压数据处理装置100的外部噪声或电池10的充电/放电而变化。
接下来，权重处理单元120可以用作计算与通过电压数据获取单元110所获取的一个或多个电压数据中的每一个相对应的权重，并将权重指配给对应的电压数据。
这里，可以基于通过电压数据获取单元110所获取的一个或多个电压数据的数量来计算权重。
例如，当从电压数据获取单元110获取第n(这里，n意指正整数)个电压数据时，权重处理单元120可以将被加权n次的权重指配给在第n次获取的电压数据。
也就是说，权重处理单元120基于所获取的电压数据的数量来计算和指配权重，以计算最大权重并且将最大权重指配给对应于在当前步骤测量的电池10的电压值的电压数据。
然而，根据实施例的权重处理单元120的权重计算方法不限于上述方法，并且要注意，可以根据用户的设置来改变计算权重的方法。
作为示例，当通过预定值加权的权重被配置成被指配给由用户获取的每个电压数据时，权重处理单元120可以将通过预定值加权的权重指配给在第n次所获取的电压数据。
接下来，移动平均值计算单元130可以用于计算向其指配权重的一个或多个电压数据的移动平均值。
这里，可以通过计算移动平均值(这里，c0、c1和cn分别是在初始、在第一步骤和第n步骤获取的电压数据，并且w0、w1和wn分别是在初始、在第一步骤和在第n步骤计算的权重)。
然而，根据实施例的计算移动平均值的方法不限于上述方法，并且应注意，可以使用任何方法，只要相应的方法可以获取向其指配权重的一个或者多个电压数据的移动平均值。
接下来，电压数据处理单元140可以用作将通过电压数据获取单元110所获取的电池10的电压数据反映到移动平均值，以获取在当前步骤中使用的电压数据。
这里，在当前步骤中使用的电压数据可以是电池10的电压数据，其在电池单元电压数据处理装置100和具有电池单元电压数据处理装置100的电池管理装置(例如，BMS)中测量电池10的电压数据时被实际测量。
同时，因为在当前步骤中使用的电压数据的值是通过将通过电压数据获取单元110所获取的一个或多个电压数据反映到移动平均值而获得的值，所以电压数据的值可以等于到目前为止所获得的一个或多个电压数据的移动平均值。
也就是说，在第n次从电压数据获取单元110获取的电压数据被电压数据处理单元140反映到移动平均值的等式，并且被获取和用作在当前步骤使用的电压数据，并且结果，在测量电池10的电压数据期间一个或多个电压数据之间的电压差和电压变化值可以是平缓的。
此外，要获取的电压数据被反映到移动平均值，以获取要在当前步骤使用的电压数据，并且通过被指配有基于所获取的电压数据的数量的权重的一个或多个电压数据的移动平均值获取当前步骤中使用的电压数据，以快速跟踪由于电池10的充电/放电而突然变化的电压数据。
接下来，图2是示意性地图示根据本发明的实施例的用于处理电池单元电压数据的方法的过程的图。
然而，用于处理图2中所图示的电池单元电压数据的方法遵循该实施例，并且应该注意，其处理不限于图2中所图示的实施例，并且根据需要，可以添加、修改或删除一些过程。
参考图2示意性地描述根据本发明的实施例的用于处理电池单元电压数据的方法的电池单元电压数据处理过程。首先，当电压数据获取单元110通过测量从包括电池单元或由一个或多个电池单元构成的电池组的电池10施加的电压来获取电压数据时(S201)，权重处理单元120计算对应于所获取的电压数据的权重，并将计算的权重指配给每个电压数据(S202)。
这里，权重处理单元120基于一个或多个获取的电压数据的数量来计算和指配与电压数据相对应的权重，以计算最大权重并且将最大权重指配给对应于在当前步骤测量的电池10的电压的电压数据。
接下来，移动平均值计算单元130计算向其指配权重的一个或多个电压数据的移动平均值(S203)。
这里，移动平均值计算单元130可以通过计算电压数据的移动平均值(这里，c0、c1和cn分别是在初始、在第一步骤、并且在第n步骤获取的电压数据，并且w0、w1和wn分别是在初始、在第1步骤和第n步骤计算的权重)。
接下来，电压数据处理单元140将从电压数据获取单元110获取的电压数据反映到从移动平均值计算单元130计算的移动平均值(S204)，以获取在当前步骤中使用的电压数据(S205)。
这里，在当前步骤使用的电压数据可以是如下电压数据，其在电池单元电压数据处理装置100和具有电池单元电压数据处理装置100的电池管理装置(例如，BMS)中被实际测量以检测电池100的充电状态、容量劣化状态和输出电压状态。
也就是说，基于所获取的电压数据的数量将权重指配给通过电压数据获取单元110获取的电压数据，并且将电压数据反映到要获取的计算的移动平均值作为在当前步骤使用的实际电压数据，以快速跟踪由于诸如电池10的充电/放电的电压波动情况的电压数据的波动。
另外，将权重连续地指配给一个或多个获取的电压数据，并且将电压数据反映到要使用的移动平均值，从而连续地检测电池10的电压数据波动。
在上文中，已经说明和描述本发明的特定实施例，但是本发明的技术精神不限于附图和所描述的内容，并且对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的技术精神的情况下，能够在范围内进行本发明的各种修改，并且将会认为这些修改被包括在不脱离本发明的精神的本发明的权利要求中。

Claims (8)

1.一种用于处理电池单元电压数据的装置，所述装置包括：
电压数据获取单元，所述电压数据获取单元通过测量从一个或多个电池单元施加的电压来获取电压数据；
权重处理单元，所述权重处理单元计算与一个或多个所获取的电压数据相对应的权重并将所计算的权重指配给相应的电压数据；
移动平均值计算单元，所述移动平均值计算单元计算指配所述权重的一个或多个电压数据的移动平均值；以及
电压数据处理单元，所述电压数据处理单元通过将在先前步骤所获取的电压数据反映到所述移动平均值，获取当前步骤的电压数据。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述权重处理单元选择所述一个或多个所获取的电压数据当中的任意一个或多个电压数据，并且基于所选择的电压数据的数量来计算与所述电压数据相对应的权重。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述权重处理单元计算最大权重并将所述最大权重指配给对应于在所述当前步骤测量的电压值的电压数据。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电压数据处理单元通过使用获取所述当前步骤的电压数据(这里，c0、c1和cn分别是在初始、在第一步骤和在第n步骤获取的电压数据，并且w0、w1和wn分别是在初始、在所述第一步骤和所述第n步骤计算的权重)。
5.一种用于处理电池单元电压数据的方法，所述方法包括：
通过测量从一个或多个电池单元施加的电压来获取电压数据；
计算与一个或多个所获取的电压数据相对应的权重并将所计算的权重指配给相应的电压数据；
计算指配所述权重的一个或多个电压数据的移动平均值；以及
通过将在先前步骤所获取的电压数据反映到所述移动平均值，获取当前步骤的电压数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，计算权重并将所计算的权重指配给相应的电压数据还包括：
选择所述一个或多个电压数据当中的任意一个或多个电压数据，和
基于所选择的电压数据的数量来计算与所述电压数据相对应的权重。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，计算权重并将所计算的权重指配给相应的电压数据还包括：计算最大权重并将所述最大权重指配给对应于在所述当前步骤测量的电压值的电压数据。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，在获取所述当前步骤的电压数据中，通过使用获取所述当前步骤的电压数据(这里，c0、c1和cn分别是在初始、在第一步骤和在第n步骤获取的电压数据，并且w0、w1和wn分别是在初始、在所述第一步骤和所述第n步骤计算的权重)。
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