[发明专利]电池管理系统数据的缩量存储和重构方法

说明书

本发明涉及一种电池管理系统数据的缩量存储和重构方法，首先保留原有的总电压U_t和总电流I的记录频率不变，记录仪对总电压和总电流仍然按照原频率记录；然后通过降低数据记录仪数据记录的频率，即低频率下采集单体电池电压。使得电池管理系统在有限的存储空间下能够记录更长时间的电池数据；最后再通过分频模型（M+D模型）将低频电池信号重构成高频记录下的信号。且电池信号不失真，通过这种重构记录并存储数据的方法，可以有效的增加电池管理系统记录仪存储电池数据的时间。可以在不增加存储空间的情况下实现电池数据存储时间周期，且保证电池数据的准确性。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车电池管理技术，特别涉及一种电池管理系统数据的缩量存储和重构方法。

背景技术

能源的短缺和环境污染是当前全球性的两大危机，人们对清洁能源的需求持续增长，伴随新能源产业的发展，储能技术日渐成为世界各国能源、电力、交通部门的关注的焦点和热点。锂离子电池具有能量密度高、无污染、寿命长、性能稳定等优点在储能领域得到了广泛的应用，对于一些需求能量较小的应用领域，锂离子单体电池已满足了生活中的一部分需求，比如便捷式电子产品、移动手机等，然而在很多应用领域需要使用大量的能量，例如锂电池电网储能系统，电动汽车，船用储能等领域，单体电池所能提供的能量微乎其微，这就需要将大量的单体电池串并连成大型电池组，来满足大能量存储的应用需求。大型锂离子电池组由于其容量大，串并联的节数多，存在安全性、耐久性、一致性、等一系列关键问题，因此需要电池管理系统(battery management system,BMS)对电池进行有效的控制和管理。

优良的电池管理系统应具有以下几个功能：电池参数检测、电池状态估计、电池均衡、电池故障诊断以及电池组数据存储。对于一个由成千上万个串联单体组成的电池组，除了总电压总电流外，每节单体的电压和温度都需要分别测量和存储，甚至一些控制状态信号也需要存储。如图1所示的BMS主要包括一个主控制器、四个子控制器、一个电表和一个数据记录仪。其中电表主要用于测量电池组的总电压和总电流，并向总线发出总电流和总电压状态信号。四个子控制器将单体的电压信号和温度信号简单处理后发送到CAN总线上；主控制器接收CAN总线上所有状态信号并发出控制信号，对整个系统进行管理。而数据记录仪则需要记录并存储CAN总线上所有的信号。电池组数据的存储对电动汽车或其他大型的储能设备具有重要意义。电池的存储数据可以帮助我们了解电池组历史运行情况，指导产品的开发和改进。同时对存储数据进行分析可以为各储能系统的故障诊断和处理提供数据支持。目前的电池管理系统需要记录并存储大量的实时数据，但BMS的存储空间有限，因此有效地增加数据存储的时间对电池管理系统至关重要。

发明内容

本发明是针对电池管理系统存储空间有限的问题，提出了一种电池管理系统数据的缩量存储和重构方法，能够有效提高电动汽车BMS的数据存储时间。即在BMS有限的存储空间内，保证数据准确性的前提下，采用数据压缩和重构的方法达到提高数据存储时间的目的。

本发明的技术方案为：一种电池管理系统数据的缩量存储和重构方法，具体包括如下步骤：

1)设置采集频率，用设置的频率采集记录电池组总电压U_t和总电流I数据；

2)降低步骤1)设置的采集频率，用低频率采集记录单体电压U_k数据；

3)对步骤2)低采集频率的单体电压数据利用分频模型进行数据重构，重构成步骤1)采集频率记录下的数据，所述分频模型为M+D模型，即平均电池模型+电池组中各单体之间的差异模型。

所述步骤3)的分频模型的状态方程为：

ΔU_i(t)＝ΔE_i(t)-I(t)ΔR_i (1)