CN117647745B - 基于环形缓存器的电池微短路数据采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池检测技术领域，涉及一种基于环形缓存器的电池微短路数据采集方法，初始化环形缓存器A1、A2和B，设置电池微短路阈值T；充电电压数据分别进入环形缓存器A1、A2，当环形缓存器A1占用空间大于1时，开始进行一阶微分计算，计算结果存入环形缓存器B；当环形缓存器B占用空间大于1时，开始进行二阶微分计算，当二阶微分值大于阈值T时，即视为微短路现象发生，触发处理器内的微短路事件；处理器继续控制ADC采样N/2次，然后将环形缓存器A2的电池微短路放电数据复制至ROM中显示。本发明采用软件方法设计三个环形缓冲器作为数据暂存区，灵活开辟内存空间，降低了生产成本、提高了调试效率。
Description
技术领域
本发明属于电池检测技术领域，具体涉及一种基于环形缓存器的电池微短路数据采集方法。
背景技术
对于锂电池产品，由于制造工艺、使用环境等原因使其绝缘固体中存在缺陷，在产品充电过程中产生微短路放电，绝缘体寿命进一步下降，因此在产品设计、生产制造环节需要对电池进行微短路检测。常见的微短路检测方法为对恒流充电电压数据进行实时二阶微分，如图1所示，充电电压数据采用高速ADC采样。二阶微分的幅值与微短路强度呈正相关关系。
当前针对电池微短路的检测，往往使用模拟电路方法，使用微分-放大-采集的硬件拓扑结构。该方法具有复杂的硬件规模，增加了电池调试、生产的难度，且检测结果易受干扰。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于环形缓存器的电池微短路数据采集方法，本发明所采用的技术方案如下：
基于环形缓存器的电池微短路数据采集方法，包括以下步骤：
步骤1、初始化环形缓存器A1、A2和B，其中A1、B的缓存池尺寸为N，A2的缓存池尺寸为M，M、N根据数据显示需要设定，设置电池微短路阈值T；
步骤2、开启ADC采集，充电电压数据分别进入环形缓存器A1、A2，当环形缓存器A1占用空间大于1时，开始进行一阶微分计算，计算结果存入环形缓存器B；当环形缓存器B占用空间大于1时，开始进行二阶微分计算，处理器实时将二阶微分值与阈值T比较；当二阶微分值大于阈值T时，即视为微短路现象发生，触发处理器内的微短路事件；
步骤3、当微短路事件发生，处理器继续控制ADC采样N/2次，然后将环形缓存器A2的电池微短路放电数据复制至ROM中，上位机从ROM中读取数据，将电池微短路放电数据显示于图像的中心位置；
重复步骤2、3直到充电电压停止输出。
优选的，A1大小根据一阶微分运算速度调试设定，A1用于缓存原始测量数据；A2用于截取微短路发生时原始采集数据和充电电压曲线，并保存用于上传至上位机后进行显示与分析；B用于缓存一阶微分结果，当环形缓存器B被占用空间大于1时，开始进行二阶微分，同时对二阶微分结果进行数据识别，根据设定的阈值筛选出电池微短路数据。
优选的，环形缓存器是对内存的一种抽象应用，设定一块缓冲池尺寸为L的内存具有两个指针p1、p2，将内存抽象成p1、p2首尾相接的环形缓存器，划分成若干个存储空间，当对环形缓存器写入若干组数据时，位于低地址的指针p1向下移动若干位，向环形缓存器中写入数据；当从环形缓存器中读出若干组数据时，位于高地址的指针p2被移动若干位并读出数据，读取数据完成后的存储空间被覆盖。
本发明的有益效果：
本发明的创新点主要在于数据的采集存储，本发明采用软件方法设计三个环形缓冲器作为数据暂存区，用于快速缓存测量电路的原始测量数据和计算数据，并通过实时的二阶微分快速截取电池微短路状态，同时灵活开辟内存空间，用于存放电池微短路电压波形用于显示分析，降低了生产成本、提高了调试效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者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的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，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属于本申请保护范围之内的附图。
图1是现有技术中微短路检测方法的原理示意图；
图2为本发明实施例的基于环形缓存器的电池微短路数据采集方法的原理示意图；
图3为本发明实施例的环形缓存的原理示意图。
具体实施方式
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图2所示，电池充电电压信号经ADC采集至处理器的环形缓存器A1中和环形缓存器A2中。其中A1的尺寸为M，A1大小根据一阶微分运算速度调试设定，A1用于缓存原始测量数据，原始测量数据用于一阶微分的计算；A2的尺寸为N，A2大小可由用户设定，用于截取微短路发生时原始采集数据和充电电压曲线，并保存用于上传至上位机后进行显示与分析。A1的尺寸一般可以小于A2的尺寸。当环形缓存器A1和A2被占用空间大于1时，开始进行一阶微分，并将一阶微分结果缓存至环形缓存器B。当环形缓存器B被占用空间大于1时，开始进行二阶微分，同时对二阶微分结果进行数据识别，根据设定的阈值筛选出电池微短路数据。为了保持当发生电池微短路时，继续采集N/2数据使微短路时刻电压信号位于环形缓存器中心，便于捕捉电池微短路时刻前后的电压变化趋势，随后将环形缓存器A2内的数据复制至ROM中用于显示。
其中环形缓存器是对内存的一种抽象应用，其示意图如图3(a)所示。设定一块缓冲池尺寸为L的内存具有两个指针p1、p2，将该内存抽象成p1、p2首尾相接的环形缓存器，划分成M1-M8共8个存储空间，此时环形缓存器被占用存储空间为0。当对该环形缓存器进行写入四组数据时，如图3(b)所示。位于低地址的指针p1向下移动四位至M5，同时向环形缓存器的M1至M4中写入数据，此时该环形缓存器被占用存储空间为4。当从该环形缓存器中读出两组数据时，如图3(c)所示。位于高地址的指针p2被移动至M3处，并读出M1、M2的数据，读取完成后M1、M2的数据将成为无效历史数据、M1、M2存储空间可以被覆盖，此时环形缓存器的被占用存储空间为2。
基于环形缓存器的电池微短路数据采集方法，包括以下步骤：
步骤1：初始化环形缓存器，其中A1、B的缓存池尺寸为N，A2的缓存池尺寸为M，M、N根据数据显示需要设定，由用户设置。设置电池微短路阈值T，由用户设置。
步骤2：开启ADC采集，充电电压数据分别进入环形缓存器A1、A2。当环形缓存器A1占用空间大于1时，开始进行一阶微分计算，计算结果存入环形缓存器B。当环形缓存器B占用空间大于1时，开始进行二阶微分计算，并实时与阈值T比较。当二阶微分值大于阈值T时，即视为微短路现象发生，触发处理器内的微短路事件。
步骤3：当微短路事件发生，处理器继续控制ADC采样N/2次。然后将环形缓存器A2的电池微短路放电数据复制至ROM中，上位机从ROM中读取数据，将电池微短路放电数据显示于图像的中心位置。
重复步骤2、3直到充电电压停止输出。
本发明实施例中，未详细描述的技术特征均为现有技术或者常规技术手段，在此不再赘述。
最后需要说明的是：以上实施例，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。本领域技术人员应该理解：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。
Claims (2)
1.基于环形缓存器的电池微短路数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、初始化环形缓存器A1、A2和B，其中环形缓存器A1、B的缓存池尺寸为N，环形缓存器A2的缓存池尺寸为M，M、N根据数据显示需要设定，设置电池微短路阈值T；
环形缓存器A1大小根据一阶微分运算速度调试设定，环形缓存器A1用于缓存原始测量数据；环形缓存器A2用于截取微短路发生时原始采集数据和充电电压曲线，并保存用于上传至上位机后进行显示与分析；环形缓存器B用于缓存一阶微分结果，当环形缓存器B被占用空间大于1时，开始进行二阶微分，同时对二阶微分结果进行数据识别，根据设定的阈值筛选出电池微短路数据；
步骤2、开启ADC采集，充电电压数据分别进入环形缓存器A1、A2，当环形缓存器A1占用空间大于1时，开始进行一阶微分计算，计算结果存入环形缓存器B；当环形缓存器B占用空间大于1时，开始进行二阶微分计算，处理器实时将二阶微分值与阈值T比较；当二阶微分值大于阈值T时，即视为微短路现象发生，触发处理器内的微短路事件；
步骤3、当微短路事件发生，处理器继续控制ADC采样N/2次，然后将环形缓存器A2的电池微短路放电数据复制至ROM中，上位机从ROM中读取数据，将电池微短路放电数据显示于图像的中心位置；
重复步骤2、3直到充电电压停止输出。
2.根据权利要求1所述的基于环形缓存器的电池微短路数据采集方法，其特征在于，环形缓存器是对内存的一种抽象应用，设定一块缓冲池尺寸为L的内存具有两个指针p1、p2，将内存抽象成指针p1、p2首尾相接的环形缓存器，划分成若干个存储空间，当对环形缓存器写入若干组数据时，位于低地址的指针p1向下移动若干位，向环形缓存器中写入数据；当从环形缓存器中读出若干组数据时，位于高地址的指针p2被移动若干位并读出数据，读取数据完成后的存储空间被覆盖。
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