CN112784441A - 一种锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池管理技术领域，具体为一种锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法，包括如下步骤：步骤一：利用温度采样电路对锂电池电芯表面温度进行采集；步骤二：对采集的数据进行延时滤波处理；步骤三：对采集的数据进行算法滤波处理；步骤四：针对实际应用中某路或多路温度传感器硬件接触不良和传感器失效问题，再进行多路传感器失效智能忽略的策略性算法滤波，本发明不影响原有温度管理策略；通过算法滤波优化温控采集数据后，温度值稳定可靠；利用NTC阻值与温度的关系，可以通过多路温度值计算出温差的判断方法来忽略传感器线束不良、端子接触不良产生的无效数据；可以解决温度传感数据异常所导致的程序误判断动作。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池管理技术领域，具体为一种锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法。
背景技术
由于锂电池的使用都会限制在某段温度范围内，以防止电芯过温后产生不可控的风险；目前锂电池管理系统常用一种水滴形NTC系多路温度传感器对电芯表面温度进行采集，当采集到的数据超过程序设定的允许范围后，管理系统做出过温保护，防止电池被滥用产生安全风险；NTC材料主要是根据温度对材料阻值的影响形成采样电路上电压的变化，通过这些变化关系得一个阻值、电压、温度对应关系表，目前电池成组工艺中，多路电芯表面温度采集探头都会通过线束通过接线端子与管理系统板连接，当接线端子接触不良线束不良时传感器温度小于实际值，严重时会出现-40度极端错误数据；以上温度采集数据与实际温度不相符情况的产生，传统温控策略不能智能识别到数据的异常（从NTC阻值越大温度越低特性和现有传感数据处理技术表征现象来看温度采集都是向下偏低于实际值产生误报），加上锂电系统对温度过于敏感，此现象严重时程序会误进入过温保护状态，导致电池充放电过程异常常终止。鉴于此，我们提出一种锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法。
本发明的技术方案是：
一种锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法，包括如下步骤：
步骤一：利用温度采样电路对锂电池电芯表面温度进行采集；
步骤二：对采集的数据进行延时滤波处理；
步骤三：对采集的数据进行算法滤波处理；
步骤四：针对实际应用中某路或多路温度传感器硬件接触不良和传感器失效问题，再进行多路传感器失效智能忽略的策略性算法滤波。
作为优选的技术方案，步骤一的具体操作为：利用温度采样电路中的NTC热敏电阻把温度的变化转换为阻值的变化，可以直接采用厂家的温度阻值关系表进行转换，通过分压电路把阻值的变化转换为电压的变化，以及参考单片机提供的VREF参考电压做为基准电压，其中，电路中的电容可以对产生的尖峰电压过滤，这样可以得到一个模拟电压，然后再通过单片机ADC把模拟电压转换成仿真电压。
作为优选的技术方案，温度的变化转换公式为：Rt=Rn*EXP[B*(1/T-1/Tn)]，仿真电压值的转换公式为：VREF-((VREF-0.007)/(10+R))*10。
作为优选的技术方案，步骤二的具体操作为：
S1：将程序采到的N次数据信号先寄存，然后取平均值，完成第一层数据延时处理，对这段数据进行消陡滤波；
S2：分析电压波形，找到第二个波形稳定的数据段，找到规律，取得平稳数据理想间隔时间，程序根据这个间隔时间来周期性读取下个数据段，每段数据如第一层滤波算法，完成第二层数据延时处理，并且也存到寄存器做为下面第三层滤波的数据使用。
作为优选的技术方案，步骤三的具体操作为：
S1:等待系统上电过程第一次数据轮询完成，此后延时1个数据周期的数据做为原始温度值，主要目的就是过滤掉管理系统初始上掉时的数据采集异常；
S2:取每个探头n次阶段存储在寄存器的数据建立数学模型：设置一个容差值，把数据与上次数据或原始值对比，对符合容差值范围内的数据组取平均值最终与电压温度表中值对应做为这个探头的温度值，其他探头同样计算，并依此法进行实时取值，完成数据滤波，最终得到每个探头的温度值。
作为优选的技术方案，步骤四的具体操作为：
S1:当有一路温度达到过温保护值时，程序计算各路传感器间最高与最低值的温差值；
S2:当温差大于设定值时，取所有传感器温度值中最高的值做为过温保护判断条件；
S3:此时如果满足过温条件，则开始计时，当状态持续到设定延时值时进入过温保护状态，否则取消过温计时，本策略判断结束。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明不影响原有温度管理策略；
2、本发明通过算法滤波优化温控采集数据后，温度值稳定可靠；
3、本发明利用NTC阻值与温度的关系，可以通过多路温度值计算出温差的判断方法来忽略传感器线束不良、端子接触不良产生的无效数据；
4、本发明可以解决温度传感数据异常所导致的程序误判断动作。
附图说明
图1为本发明的整体流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
一种锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法，包括如下步骤：
步骤一：利用温度采样电路对锂电池电芯表面温度进行采集；
步骤二：对采集的数据进行延时滤波处理；
步骤三：对采集的数据进行算法滤波处理；
步骤四：针对实际应用中某路或多路温度传感器硬件接触不良和传感器失效问题，再进行多路传感器失效智能忽略的策略性算法滤波。
作为本实施例的优选，步骤一的具体操作为：利用温度采样电路中的NTC热敏电阻把温度的变化转换为阻值的变化，可以直接采用厂家的温度阻值关系表进行转换，通过分压电路把阻值的变化转换为电压的变化，以及参考单片机提供的VREF参考电压做为基准电压，其中，电路中的电容可以对产生的尖峰电压过滤，这样可以得到一个模拟电压，然后再通过单片机ADC把模拟电压转换成仿真电压。
作为本实施例的优选，温度的变化转换公式为：Rt=Rn*EXP[B*(1/T-1/Tn)]，仿真电压值的转换公式为：VREF-((VREF-0.007)/(10+R))*10。
作为本实施例的优选，步骤二的具体操作为：
S1：将程序采到的N次数据信号先寄存，然后取平均值，完成第一层数据延时处理，对这段数据进行消陡滤波；
S2：分析电压波形，找到第二个波形稳定的数据段，找到规律，取得平稳数据理想间隔时间，程序根据这个间隔时间来周期性读取下个数据段，每段数据如第一层滤波算法，完成第二层数据延时处理，并且也存到寄存器做为下面第三层滤波的数据使用。
作为本实施例的优选，步骤三的具体操作为：
S1:等待系统上电过程第一次数据轮询完成，此后延时1个数据周期的数据做为原始温度值，主要目的就是过滤掉管理系统初始上掉时的数据采集异常；
S2:取每个探头n次阶段存储在寄存器的数据建立数学模型：设置一个容差值，把数据与上次数据或原始值对比，对符合容差值范围（可以根据电池组温升规律来定，一般3度）内的数据组取平均值最终与电压温度表中值对应做为这个探头的温度值，其他探头同样计算，并依此法进行实时取值，完成数据滤波，最终得到每个探头的温度值。
作为本实施例的优选，步骤四的具体操作为：
S1:当有一路温度达到过温保护值时，程序计算各路传感器间最高与最低值的温差值；
S2:当温差大于设定值（根据电池成组温度分布与温差情况设定一般温差5度左右为宜）时，取所有传感器温度值中最高的值做为过温保护判断条件；
S3:此时如果满足过温条件，则开始计时，当状态持续到设定延时值时进入过温保护状态，否则取消过温计时，本策略判断结束。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：利用温度采样电路对锂电池电芯表面温度进行采集；
步骤二：对采集的数据进行延时滤波处理；
步骤三：对采集的数据进行算法滤波处理；
步骤四：针对实际应用中某路或多路温度传感器硬件接触不良和传感器失效问题，再进行多路传感器失效智能忽略的策略性算法滤波。
2.如权利要求1所述的锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法，其特征在于：步骤一的具体操作为：利用温度采样电路中的NTC热敏电阻把温度的变化转换为阻值的变化，可以直接采用厂家的温度阻值关系表进行转换，通过分压电路把阻值的变化转换为电压的变化，以及参考单片机提供的VREF参考电压做为基准电压，其中，电路中的电容可以对产生的尖峰电压过滤，这样可以得到一个模拟电压，然后再通过单片机ADC把模拟电压转换成仿真电压。
3.如权利要求1所述的锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法，其特征在于：温度的变化转换公式为：Rt=Rn*EXP[B*(1/T-1/Tn)]，仿真电压值的转换公式为：VREF-((VREF-0.007)/(10+R))*10。
4.如权利要求1所述的锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法，其特征在于：步骤二的具体操作为：
S1：将程序采到的N次数据信号先寄存，然后取平均值，完成第一层数据延时处理，对这段数据进行消陡滤波；
S2：分析电压波形，找到第二个波形稳定的数据段，找到规律，取得平稳数据理想间隔时间，程序根据这个间隔时间来周期性读取下个数据段，每段数据如第一层滤波算法，完成第二层数据延时处理，并且也存到寄存器做为下面第三层滤波的数据使用。
5.如权利要求1所述的锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法，其特征在于：步骤三的具体操作为：
S1:等待系统上电过程第一次数据轮询完成，此后延时1个数据周期的数据做为原始温度值，主要目的就是过滤掉管理系统初始上掉时的数据采集异常；
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6.如权利要求1所述的锂电系统多路温度传感数据多级滤波处理方法，其特征在于：步骤四的具体操作为：
S1:当有一路温度达到过温保护值时，程序计算各路传感器间最高与最低值的温差值；
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