CN113030749B - 电流检测方法及装置、设备、系统以及存储介质 - Google Patents

电流检测方法及装置、设备、系统以及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种电流检测方法及装置、设备、系统以及存储介质，该电流检测方法包括每确定电流采样信号的电平跳变后，则获取电平跳变后的保持时间并获取电平跳变后的电流值；根据所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态；其中，所述电流采样信号包括脉冲型电流的电流采样信号。通过上述技术方案可以解决电池在负载设定模式(例如频分双工，Frequency Division Duplexing，FDD模式)或者充电模式，例如电动车辆制动时，能量回收时，电流检测和SOC计算不准确的问题，进而可以提高电池SOC的统计精度。

Description

电流检测方法及装置、设备、系统以及存储介质
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电流检测方法及装置、设备、系统以及存储介质。
背景技术
电池荷电状态(State Of Charge，SOC)是电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)的重要参数，对于相同容量的电池，若SOC的估算精度越高，则可以实现更高的续航，因此，获取高精度的SOC对于电池管理而言较为重要。
在现有的SOC统计方法中，BMS只是周期性的检测电池母线电流，无法识别脉冲型的负载电流，采集到的电流值较为随机，即，采集到的该电流值可能为负载的耗电周期内的任意值。因此，根据检测到的该电流值计算得到的电池SOC精度不高，从而影响电池的高续航管理。
发明内容
本申请实施例提供一种电流检测方法及装置、设备、系统以及存储介质，通过该电流检测方法可以在所要检测的电流采样信号包括脉冲型电流的电流采样信号的情况下，实时检测该电流采样信号的电平跳变情况，每确定电流采样信号的电平跳变后，则获取电平跳变后的保持时间以及电平跳变后的电流值，进而根据所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态。通过上述技术方案可以解决电池在负载设定模式(例如频分双工，Frequency Division Duplexing，FDD模式)或者充电模式，例如电动车辆制动时，能量回收时，电流检测和SOC计算不准确的问题，进而可以提高电池SOC的统计精度。
第一方面，本申请实施例提供一种电流检测方法，所述方法包括：
每确定电流采样信号的电平跳变后，则获取电平跳变后的保持时间并获取电平跳变后的电流值；根据所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态；其中，所述电流采样信号包括脉冲型电流的电流采样信号。
进一步地，所述获取电平跳变后的保持时间包括：确定所述电流采样信号的电平跳变至高电平后的高电平保持时间；以及确定所述电流采样信号的电平跳变至低电平后的低电平保持时间。
进一步地，所述获取电平跳变后的电流值：确定所述电流采样信号的电平跳变至高电平后的波峰电流；以及确定所述电流采样信号的电平跳变至低电平后的波谷电流。
进一步地，所述根据所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态包括：将所述电流采样信号的电平跳变至高电平后的波峰电流与相应的所述高电平保持时间相乘后做积分，得到第一电量信息；将所述电流采样信号的电平跳变至低电平后的波谷电流与相应的所述低电平保持时间相乘后做积分，得到第二电量信息；根据所述第一电量信息、所述第二电量信息以及所述电池的电池容量信息计算电池的电池荷电状态。
第二方面，本申请实施例还提供一种电流检测装置，所述装置包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行时以实现第一方面提供的电流检测方法。
进一步地，所述处理器包括：脉宽计算模块，用于确定负载的电流采样信号的电平跳变情况，每确定电流采样信号的电平跳变后，发送第一信号并获取电平跳变后的保持时间；电流计算模块，每获取到所述第一信号后，则触发执行确定电流采样信号的电平跳变后电流值的操作；电池荷电状态计算模块，根据所述脉宽计算模块和所述电流计算模块确定的所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态；其中，所述电流采样信号包括脉冲型电流的电流采样信号。
第三方面，本申请实施例还提供一种电池评估设备，所述设备包括：第二方面提供的电流检测装置；以及电流采样装置，用于采集负载的电流采样信号，并将采集到的所述电流采样信号发送给所述电流检测装置。
第四方面，本申请实施例还提供一种电池管理系统，所述系统包括第三方面提供的电池评估设备。
第五方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面提供的电流检测方法。
通过上述技术方案，可以解决电池在负载设定模式(例如频分双工，FrequencyDivision Duplexing，FDD模式)或者充电模式，例如电动车辆制动时，能量回收时，电流检测和SOC计算不准确的问题，进而可以提高电池SOC的统计精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为负载在FDD模式下负载电流波形示意图；
图2为本申请一个实施例提供的电流检测方法的流程图；
图3为本申请再一个实施例提供的电流检测装置的结构示意图；
图4为本申请再一个实施例提供的电池评估设备的结构示意图。
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作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。
图1为负载在FDD模式下负载电流波形示意图，如图1所示，波形101为负载在FDD模式下负载电流波形。其中，该电流波形为脉冲型电流的波形。若采用现有技术中的电流值采集方式，则只能采集到负载某个耗电周期内的任意值，且通过检测到的该负载某个耗电周期内的任意值计算得到的电池SOC并不准确。
为避免上述问题，本申请实施例提供了一种电流检测方法。图2为本申请一个实施例提供的电流检测方法，如图2所示，该电流检测方法包括以下步骤：
步骤201：每确定电流采样信号的电平跳变后，获取电平跳变后的保持时间；
步骤202：每确定电流采样信号的电平跳变后，获取电平跳变后的电流值；
步骤203：根据所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态。
其中，在对电流采样信号的检测期间，每确定电流采样信号的电平跳变后，获取电平跳变后的保持时间，具体地，在电流采样信号的电平跳变至高电平后，获取高电平保持时间，在电流采样信号的电平跳变至低电平后，获取低电平保持时间。在上述检测期间，每确定电流采样信号的电平跳变后，还可以获取电平跳变后的电流值，具体地，在电流采样信号的电平跳变至高电平后，确定相应的波峰电流，在电流采样信号的电平跳变至低电平后，确定相应的波谷电流。进而通过以上方式获取负载的电流采样信号中每个耗电周期的高电平保持时间、波峰电流值、低电平保持时间以及波谷电流值。
以图1所示的电流波形举例来说，可以确定该电流波形中高电平脉冲宽度约1.5ms，即，高电平保持时间为1.5ms；还可以确定该电流波形中低电平脉冲宽度约3.5ms，即，低电平保持时间为3.5ms。进而可以确定该负载一个耗电周期为5ms。
在电流值计算阶段，可以将获取到的负载的电流采样信号进行模数转换，即，将电流采样的模拟量信号转换为数字量信号，并根据转换得到的数字量信号计算各电平状态下的电流值。
进一步地，可以根据上述负载的电流采样信号中每个耗电周期的高电平保持时间、波峰电流值、低电平保持时间以及波谷电流值确定电池的电池荷电状态。具体地，可以将所述电流采样信号的电平跳变至高电平后的波峰电流与相应的所述高电平保持时间相乘后做积分，得到第一电量信息，将所述电流采样信号的电平跳变至低电平后的波谷电流与相应的所述低电平保持时间相乘后做积分，得到第二电量信息，进而根据所述第一电量信息、所述第二电量信息以及所述电池的电池容量信息计算电池的电池荷电状态。该电池荷电状态计算过程可以根据预存的算法进行计算，具体计算方式不做限定。
图3为本申请再一个实施例提供的电流检测装置的结构示意图，如图3所示，该装置可以包括处理器301和存储器302，所述存储器302用于存储至少一条指令，所述指令由所述处理器301加载并执行时以实现图2所示实施例提供的电流检测方法。
在一种实现方式中，图3所示实施例提供的电流检测装置可以为一种芯片或者为一种中央处理器(CPU)，例如单片机、ARM处理器、FPGA或者CPLD等。
在本实施例中，该电流检测装置中的处理器301可以包括：
脉宽计算模块，用于确定负载的电流采样信号的电平跳变情况，每确定电流采样信号的电平跳变后，发送第一信号并获取电平跳变后的保持时间；
电流计算模块，每获取到所述第一信号后，则触发执行确定电流采样信号的电平跳变后电流值的操作；
电池荷电状态计算模块，根据所述脉宽计算模块和所述电流计算模块确定的所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态；
其中，所述电流采样信号包括脉冲型电流的电流采样信号。
图4为本申请再一个实施例提供的电池评估设备的结构示意图，如图4所示，该设备包括图3所示实施例提供的电流检测装置401和电流采样装置402。其中，该电流采样装置402可以为一种传感器或采样电阻，用于采集负载的电流信息并得到电流采样信号，并将该电流采样信号发送给电流检测装置401。
如图4所示，该电流检测装置401可以包括处理器301和存储器302，其中该处理器301包括脉宽计算模块301a、模数转换模块301b、电流计算模块301c以及SOC计算模块301d。
具体地，该电流采样装置402可以将电流采样信号分别发送给脉宽计算模块301a和模数转换模块301b，进而脉宽计算模块301a对获取到的电流采样信号进行脉宽计算操作，即，每确定电流采样信号的电平跳变后的保持时间，进而分别统计出高电平和低电平负载电流保持的时间。其中，该脉宽计算模块301a每确定电流采样信号的电平跳变后还可以调度模数转换模块301b对电流采样信号中相应部分进行模数转换操作，并将经过模数转换得到的数字量发送给电流计算模块301c，以使电流计算模块301c根据接收到的数字量计算对应的电流值。该SOC计算模块根据所述脉宽计算模块301a和所述电流计算模块301c确定的所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态。
在一种实施方式中，所述存储器302还可以内置在处理器401中，例如单片机DSP等。
本申请实施例还提供一种电池管理系统，该系统可以包括图4所示实施例提供的电池评估设备，其中该电池评估设备至少可以实现图2所示实施例提供的电流检测方法，该电池评估设备其他功能不作限定。
本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现图2所示实施例提供的电流检测方法。
可以理解的是，所述应用可以是安装在终端上的应用程序(nativeApp)，或者还可以是终端上的浏览器的一个网页程序(webApp)，本发明实施例对此不进行限定。
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，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元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装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种电流检测方法，其特征在于，所述方法包括：
每确定电流采样信号的电平跳变后，则获取电平跳变后的保持时间并获取电平跳变后的电流值；
根据所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态；
其中，所述电流采样信号包括脉冲型电流的电流采样信号；
所述获取电平跳变后的保持时间包括：
确定所述电流采样信号的电平跳变至高电平后的高电平保持时间；以及
确定所述电流采样信号的电平跳变至低电平后的低电平保持时间；
所述获取电平跳变后的电流值：
确定所述电流采样信号的电平跳变至高电平后的波峰电流；以及
确定所述电流采样信号的电平跳变至低电平后的波谷电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态包括：
将所述电流采样信号的电平跳变至高电平后的波峰电流与相应的所述高电平保持时间相乘后做积分，得到第一电量信息；
将所述电流采样信号的电平跳变至低电平后的波谷电流与相应的所述低电平保持时间相乘后做积分，得到第二电量信息；
根据所述第一电量信息、所述第二电量信息以及所述电池的电池容量信息计算电池的电池荷电状态。
3.一种电流检测装置，其特征在于，所述装置包括：
处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行时以实现如权利要求1或2所述的电流检测方法。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器包括：
脉宽计算模块，用于确定负载的电流采样信号的电平跳变情况，每确定电流采样信号的电平跳变后，发送第一信号并获取电平跳变后的保持时间；
电流计算模块，每获取到所述第一信号后，则触发执行确定电流采样信号的电平跳变后电流值的操作；
电池荷电状态计算模块，根据所述脉宽计算模块和所述电流计算模块确定的所述电平跳变后的保持时间和所述电平跳变后的电流值确定电池的电池荷电状态；
其中，所述电流采样信号包括脉冲型电流的电流采样信号；
所述获取电平跳变后的保持时间包括：
确定所述电流采样信号的电平跳变至高电平后的高电平保持时间；以及
确定所述电流采样信号的电平跳变至低电平后的低电平保持时间；
所述获取电平跳变后的电流值：
确定所述电流采样信号的电平跳变至高电平后的波峰电流；以及
确定所述电流采样信号的电平跳变至低电平后的波谷电流。
5.一种电池评估设备，其特征在于，所述设备包括：
权利要求3或4所述电流检测装置；以及
电流采样装置，用于采集负载的电流采样信号，并将采集到的所述电流采样信号发送给所述电流检测装置。
6.一种电池管理系统，其特征在于，所述系统包括权利要求5所述的电池评估设备。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1或2所述的电流检测方法。
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