電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲頻率的確定方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電池儲能領域，特別涉及一種確定電池管理系統(tǒng)電壓電流存儲頻率的 方法。
【背景技術】
[0002] 電池管理系統(tǒng)（batterymanagementsystem,BMS)對電池組的運行至關重要，良 好的BMS具有如下功能：電池參數(shù)檢測；電池狀態(tài)估計；在線故障診斷；電池安全控制與報 警；充電控制；電池均衡；熱管理；以及信息存儲。
[0003] 在上述功能中，電池參數(shù)檢測是其他功能的基礎，其他所有功能的良好運行都必 須依靠電池參數(shù)檢測功能。而參數(shù)檢測功能中總電壓、總電流和單體電壓檢測是BMS運行 的基礎。電池參數(shù)檢測所得到的電壓和電流等信號可以通過信息存儲功能進行存儲，以進 行離線分析。離線數(shù)據(jù)的存儲有利于了解實際工況下的電池組性能與衰減、電池組工況和 充電策略等一系列問題。特別地，存儲數(shù)據(jù)的分析可以為電動汽車或其他儲能設備的開發(fā) 提供較準確的運行情況，并以期改進，同時對故障的處理提供數(shù)據(jù)支持。
[0004] 然而，電池數(shù)據(jù)的存儲通常需要占用海量的存儲空間，原因主要有以下幾方面： (1)從數(shù)據(jù)存儲量看，對于成千上萬個串聯(lián)單體組成的電池組，除了總電壓總電流外，每節(jié) 單體的電壓都需要分別測量和存儲，甚至每節(jié)單體的溫度也需要存儲；（2)從存儲時間看， 即使是調試開發(fā)階段也至少以月計算，而對于實車，存儲時間長度可能需要以年來計算； (3)從數(shù)據(jù)存儲頻率上看，由于電池組經(jīng)常處于動態(tài)工作階段，因此需要有較快的存儲頻 率。由于目前的BMS常采用分布式控制系統(tǒng)，因此數(shù)據(jù)存儲必須通過網(wǎng)絡通訊進行，如汽車 上常用的CAN網(wǎng)絡或工業(yè)上常用的RS485等，因受限于網(wǎng)絡通訊速率，即使采用專有的通訊 網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)存儲，成百上千個信號平均采用4Hz的存儲頻率已接近網(wǎng)絡數(shù)據(jù)承載能力的 極限。
[0005] 由于存儲信號的數(shù)量和存儲的時間是電池組的系統(tǒng)需求，所以無法改變，因此只 能通過調整數(shù)據(jù)存儲的頻率來減少數(shù)據(jù)存儲占用空間。通常采用IHz的存儲頻率，而一些 更大的電池組或存儲時間更長的電池組，除了增加存儲空間外，通常采用降低存儲頻率的 方式。然而，降低存儲頻率的做法可能帶來存儲信號的失真問題。如何選擇最佳的存儲頻 率，在保證BMS存儲彳目號不失真的條件下最大程度地減少存儲空間是亟需解決的工程問 題。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明是針對上述問題進行的，目的在于提供一種既可保證存儲信號不失真，又 可最大程度地減少存儲空間的BMS存儲頻率的確定方法。
[0007] 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用了以下的技術方案：
[0008] 本發(fā)明提供一種電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲頻率的確定方法，其特征在于，包括以 下步驟：步驟一，使電池組全工況試運行，使電池管理系統(tǒng)以設計最高存儲頻率存儲電池組 的總電流和總電壓，以設計的一般存儲頻率存儲單體電壓；步驟二，對電池組的總電流信號 中動態(tài)最大的一段電流信號進行截取；步驟三，對步驟二截取的電流信號進行快速傅里葉 變換；步驟四，采用試錯法舍棄步驟三的計算結果中低幅值的高頻電流成分，對結算結果進 行傅里葉逆變換，將傅里葉逆變換計算結果與步驟二截取的電流信號進行對比，避免傅里 葉逆變換后信號嚴重失真，得到需要保留的最高電流頻率信號；步驟五，利用采樣定理，根 據(jù)步驟四獲得的最高電流頻率信號確定電池管理系統(tǒng)的最佳存儲頻率；步驟六，將電池管 理系統(tǒng)的存儲頻率調整為最佳存儲頻率，用于電池組實際運行時的數(shù)據(jù)存儲，其中，進行快 速傅里葉變換時，不考慮步驟二截取的電流信號的平均值，且分析頻率最大值為設計最高 存儲頻率的一半。
[0009] 進一步，本發(fā)明所提供的電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲頻率的確定方法，還可以具有 這樣的特征：其中，步驟二中截取總電流信號中動態(tài)最大的一段電流信號的方法如下：記 總電流為I，設計最高存儲頻率為f_，則得到電流信號序列為
[0010] I (t) = [I (l/f_) I (2/f_) I (3/f_) ? ? ? I (n/f_) ] (I)，
[0011] 將電流信號序列作如下運算：
[0013] 式中*為求絕對值運算，式（2)的運算得到信號序列dl(t)，記截取的時間長度為 Ts，則
[0015] 當式⑶取最大值時，從i/f_S i/f 時間窗口的電流信號即為動態(tài)最大 的一段電流信號。
[0016] 另外，本發(fā)明所提供的電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲頻率的確定方法，還可以具有這 樣的特征：其中，步驟五中采用香農采樣定理確定電池管理系統(tǒng)的最佳存儲頻率。
[0017] 發(fā)明的作用與效果
[0018] 根據(jù)本發(fā)明所提供的電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲頻率的確定方法，因為對電池組全 工況試運行的電流信號截取動態(tài)最大的一段電流信號，進行快速傅里葉變換后，采用試錯 法舍棄低幅值的高頻電流成分，然后進行傅里葉逆變換，確定需要保留的最高電流頻率信 號，最后利用采樣定理確定電池管理系統(tǒng)的最佳存儲頻率，因此該方法可以在保證存儲信 號不失真的情況下確定電池管理系統(tǒng)的最佳存儲頻率，而且最大程度地減少存儲空間。
【附圖說明】
[0019] 圖1是實施例的電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲頻率的確定方法的流程圖；
[0020] 圖2是實施例的電流信號動態(tài)計算結果；
[0021] 圖3是實施例所截取的動態(tài)最大的電流區(qū)間；
[0022] 圖4是實施例所截取的電流區(qū)間的動態(tài)電流除平均值后的傅里葉變換結果；
[0023] 圖5是實施例中選擇舍棄的高頻電流成分為大于0. 6Hz時，傅里葉逆變換后的信 號與原始信號的對比圖；以及
[0024] 圖6是實施例中選擇舍棄的高頻電流成分為大于0. 7Hz時，傅里葉逆變換后的信 號與原始信號的對比圖。
【具體實施方式】
[0025] 以下結合附圖，對本發(fā)明所提供的電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲頻率的確定方法作詳 細闡述。
[0026]〈實施例〉
[0027]圖1是實施例的電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲頻率的確定方法的流程圖。
[0028] 如圖1所示，本實施例的電池管理系統(tǒng)（BMS)的數(shù)據(jù)存儲頻率的確定方法包括以 下步驟：
[0029] 步驟S-I，使電池組全工況試運行，使BMS以設計最高存儲頻率存儲電池組的總電 流和總電壓，以設計的一般存儲頻率存儲單體電壓。
[0030] 在本實施例中，BMS的設計最高存儲頻率為f_= 4Hz，且需要保證電池組試運行 工況可以覆蓋電池組的全工況。
[0031] 步驟S-2,對電池組的總電流信號中動態(tài)最大的一段電流信號進行截取。截取方法 如下：
[0032] 記B