一種電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置和方法

1.一種電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置，其特征在于：包括一個(gè)電池模型數(shù)據(jù)庫單元，電池模型數(shù)據(jù)庫單元的輸入端與測(cè)試人機(jī)界面連接，同時(shí)與參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元連接；電池模型數(shù)據(jù)庫單元的輸出端連接一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元，測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元輸出到信號(hào)輸出單元，信號(hào)輸出單元的輸出信號(hào)分為兩路，一路輸出至待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)；另一路輸出至誤差分析單元；誤差分析單元的輸入由兩路組成，一路是信號(hào)輸出單元，另一路是電池管理系統(tǒng)，誤差分析單元的計(jì)算結(jié)果輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元，參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元內(nèi)部包含計(jì)算模塊，能夠計(jì)算調(diào)整量的大小，調(diào)整后結(jié)果輸出到電池模型數(shù)據(jù)庫單元，電池模型數(shù)據(jù)庫單元再輸出新的數(shù)據(jù)流，如此循環(huán)，直至參數(shù)精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2.如權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置，其特征在于，所述電池模型數(shù)據(jù)庫單元中存儲(chǔ)的各種可充電二次電池模型，包括鋰離子動(dòng)力電池、鎳氫電池、鉛酸電池、鈉硫電池、鋅空氣電池的等效電路模型或數(shù)據(jù)表模型。
3.如權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置，其特征在于，所述測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元的輸出是根據(jù)電池模型數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲(chǔ)的信息產(chǎn)生的一組時(shí)間序列信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置，其特征在于，所述信號(hào)輸出單元輸出的數(shù)據(jù)流既包括模擬信號(hào)，也包括數(shù)字信號(hào)，還包括總線信號(hào)，其內(nèi)部是由微處理器、運(yùn)算放大器、DA轉(zhuǎn)換器、CAN總線驅(qū)動(dòng)器電路構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置，其特征在于，所述誤差分析單元按照差值法、加權(quán)插值法的誤差計(jì)算方法計(jì)算待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)的誤差。
6.如權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置，其特征在于，所述待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)是一種連接在電池組中，具有電壓采集、電流采集、溫度采集、電池充放電控制、電池SOC計(jì)算功能的電子控制器。
7.如權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置，其特征在于，所述參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元是根據(jù)誤差分析單元輸出額的誤差，采用中值調(diào)整法、最快速下降算法或遺傳算法來調(diào)整電池管理系統(tǒng)的參數(shù)。
8.一種電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試參數(shù)的方法，采用如權(quán)利要求1-7其中之一所述的裝置，其特征在于，在電池模型數(shù)據(jù)庫單元中預(yù)先建立電池的數(shù)學(xué)模型信息或者電池的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息，根據(jù)用戶通過測(cè)試人機(jī)界面設(shè)定的測(cè)試指令，電池模型數(shù)據(jù)庫單元根據(jù)測(cè)試指令和預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息輸出一段或若干段測(cè)試數(shù)據(jù)到測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元，測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元根據(jù)預(yù)先制定的測(cè)試過程生成數(shù)據(jù)的時(shí)間序列到信號(hào)輸出單元，信號(hào)輸出單元根據(jù)該時(shí)間序列進(jìn)行放大或驅(qū)動(dòng)，輸出直流脈沖、或交流脈沖信號(hào)、或數(shù)字IO信號(hào)、或CAN通訊信號(hào)、或SCI通訊信號(hào)到電池管理系統(tǒng)，信號(hào)輸出單元和電池管理系統(tǒng)的信號(hào)同時(shí)輸出到誤差分析單元，誤差分析單元的分析結(jié)果輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元，該誤差大小作為計(jì)算參數(shù)修正量的依據(jù)輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元，在參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元中，通過一定的計(jì)算方法計(jì)算參數(shù)調(diào)整量，該參數(shù)調(diào)整的量輸出到電池模型數(shù)據(jù)庫單元，進(jìn)行下一個(gè)電池性能的測(cè)試過程，如此循環(huán)往復(fù)，直至參數(shù)調(diào)整量足夠小。
9.一種電池管理系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的方法，采用如權(quán)利要求1-7其中之一所述的裝置，其特征在于，在電池模型數(shù)據(jù)庫單元中預(yù)先建立電池充電或放電模型曲線，通過測(cè)試人機(jī)界面輸入待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)的電壓工作范圍，設(shè)置測(cè)試步長(zhǎng)V0，設(shè)置測(cè)試持續(xù)時(shí)間t1秒和間隔時(shí)間t2秒；啟動(dòng)后數(shù)據(jù)庫就會(huì)自動(dòng)地每隔t2秒生成一個(gè)電壓值，并持續(xù)t1秒的時(shí)間，然后將電壓值增加V0，生成第二個(gè)電壓測(cè)試信號(hào)；所生成的電壓值輸出到信號(hào)輸出單元,信號(hào)輸出單元內(nèi)部的電路轉(zhuǎn)換器將收到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，然后經(jīng)過微處理器計(jì)算，輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所輸出的模擬信號(hào)經(jīng)輸出單元輸出到電池管理系統(tǒng)，所輸出的模擬信號(hào)是一個(gè)電壓工作范圍的模擬信號(hào)，電池管理系統(tǒng)獲取該模擬信號(hào)，經(jīng)過一定的比例參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，然后通過數(shù)字信號(hào)輸出；該數(shù)字信號(hào)輸出到誤差分析單元，經(jīng)過與信號(hào)輸出單元的輸出信號(hào)對(duì)比分析，得到電池管理系統(tǒng)的采樣誤差，根據(jù)采樣誤差的大小，參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元計(jì)算應(yīng)該修正電池管理系統(tǒng)中電壓計(jì)算比例系數(shù)的大小，電池管理系統(tǒng)根據(jù)上述計(jì)算修改參數(shù)后，再輸出到誤差分析單元進(jìn)行比較，如此循環(huán)，直至電池管理系統(tǒng)不需要再修正電壓比例系數(shù)為止，本次自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的過程結(jié)束。
10.如權(quán)利要求9所述的電池管理系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的方法，其特征在于，電池管理系統(tǒng)計(jì)算電池模型電壓的方法是：首先，用戶在測(cè)試人機(jī)界面設(shè)定電池的信息，在電池模型數(shù)據(jù)庫單元中預(yù)先存儲(chǔ)該電池的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在電池管理系統(tǒng)中設(shè)定一組待標(biāo)定計(jì)算參數(shù)b(1)、b(2)、b(3)、b(4)、b(5)的初始值，測(cè)試人機(jī)界面啟動(dòng)自動(dòng)標(biāo)定過程，電池模型數(shù)據(jù)庫單元發(fā)送一組電池?cái)?shù)據(jù)至測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元，測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元產(chǎn)生一組信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過信號(hào)輸出單元的驅(qū)動(dòng)和放大，生成類似真實(shí)電池的信號(hào)輸出到電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)算單元開始根據(jù)預(yù)設(shè)的計(jì)算參數(shù)初始值計(jì)算電池模型電壓，并輸出到誤差分析單元。

一種電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置和方法\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明涉及電池管理系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置及方法。\n背景技術(shù)\n[0002] 蓄電池組廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、太陽能發(fā)電設(shè)備等用電設(shè)備。動(dòng)力電池組的種類一般有鉛酸電池、鋰離子電池、鎳氫電池等?，F(xiàn)有的動(dòng)力電池組件中，都裝有電池管理系統(tǒng)，如專利號(hào)為CN02100307.6的電池組。電池管理系統(tǒng)的研究過程中，需要不斷地進(jìn)行軟件編寫、測(cè)試、改進(jìn)、再編寫、…的循環(huán)過程，同時(shí)在電池管理系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，也需要對(duì)電池管理系統(tǒng)的功能進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)中可能存在的質(zhì)量問題，保障產(chǎn)品質(zhì)量。\n[0003] 專利CN201010102766.2和CN101793944A中公開了電池管理系統(tǒng)開發(fā)、測(cè)試、標(biāo)定的故障模擬系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電池管理系統(tǒng)的測(cè)試和標(biāo)定，但該發(fā)明的測(cè)試過程需要人工逐一地輸入測(cè)試指令，沒有提到保證測(cè)試的完整性，而且測(cè)試速度不高。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0004] 本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置及方法，本發(fā)明提供的裝置和方法，能夠在電池模型數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，電池管理系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整算法單元，自動(dòng)調(diào)節(jié)電池管理系統(tǒng)的參數(shù)，從而使電池管理系統(tǒng)的參數(shù)達(dá)到最優(yōu)，具有自動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。\n[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：\n[0006] 一種電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置，包括一個(gè)電池模型數(shù)據(jù)庫單元，電池模型數(shù)據(jù)庫單元的輸入端與測(cè)試人機(jī)界面連接，同時(shí)與參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元連接；電池模型數(shù)據(jù)庫單元的輸出端連接一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元，測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元輸出到信號(hào)輸出單元，信號(hào)輸出單元的輸出信號(hào)分為兩路，一路輸出至待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)；另一路輸出至誤差分析單元；誤差分析單元的輸入有兩路組成，一路是信號(hào)輸出單元，另一路是電池管理系統(tǒng)，誤差分析單元的計(jì)算結(jié)果輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元，參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元內(nèi)部包含計(jì)算模塊，能夠計(jì)算調(diào)整量的大小，調(diào)整結(jié)果輸出到電池模型數(shù)據(jù)庫單元，電池模型數(shù)據(jù)庫單元再輸出新的數(shù)據(jù)流，如此循環(huán)，直至參數(shù)精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。\n[0007] 所述電池模型數(shù)據(jù)庫單元中存儲(chǔ)的各種電池模型包括鋰離子動(dòng)力電池、鎳氫電池、鉛酸電池的等效電路模型，數(shù)據(jù)表模型、或其他數(shù)學(xué)模型，或類似的電池模型和表格。數(shù)據(jù)庫可以采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫、層次數(shù)據(jù)庫等各種形式。\n[0008] 所述測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元的輸出是根據(jù)電池模型數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲(chǔ)的信息產(chǎn)生的一組時(shí)間序列信號(hào)。其輸入端連接在電池模型數(shù)據(jù)庫的輸出端，其輸出端連接到信號(hào)輸出單元,其數(shù)據(jù)流通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線輸出到信號(hào)輸出單元,同時(shí)，這些數(shù)據(jù)流輸出到測(cè)試人機(jī)界面，進(jìn)行顯示和分析處理，測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元輸出的數(shù)據(jù)流既包括模擬信號(hào)，也包括數(shù)字信號(hào)，還包括總線信號(hào)，其內(nèi)部是由微處理器、運(yùn)算放大器、DA轉(zhuǎn)換器、CAN(Control Area Network)總線驅(qū)動(dòng)器電路構(gòu)成。\n[0009] 所述測(cè)試人機(jī)界面作為使用者與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的信息交換界面，主要作用是檢測(cè)狀態(tài)和檢測(cè)結(jié)果的顯示，以及使用者相自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中輸入信息，為用戶提供與數(shù)據(jù)庫，參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元，誤差分析單元，待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的方法，測(cè)試人機(jī)界面是采用Labview等工具編寫,同樣地，也可以采用C語言或其他計(jì)算機(jī)圖形設(shè)計(jì)語言編寫，測(cè)試人機(jī)界面的主界面顯示有6個(gè)部分，分別是 “用戶指令輸入窗口301”、“BMS輸出信號(hào)窗口302”“測(cè)試結(jié)果與報(bào)表生成窗口303”、“誤差分析顯示窗口304”、“BMS輸入信號(hào)窗口305”、“測(cè)試進(jìn)程顯示窗口306”。\n[0010] 所述信號(hào)輸出單元輸出的數(shù)據(jù)流既包括模擬信號(hào)，也包括數(shù)字信號(hào)，還包括總線信號(hào)，其內(nèi)部是由運(yùn)算放大器、DA轉(zhuǎn)換器、CAN總線驅(qū)動(dòng)器電路構(gòu)成。信號(hào)輸出單元根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元的信號(hào)和指令，通過計(jì)算，得到需要輸出的數(shù)據(jù)流的大小、頻率，通過信號(hào)調(diào)理電路輸出數(shù)據(jù)流到電池管理系統(tǒng)，信號(hào)輸出單元內(nèi)部含有一個(gè)16位或32位CPU及其存儲(chǔ)電路，還含有一個(gè)信號(hào)輸出電路，其中包括DA轉(zhuǎn)換器和數(shù)字IO信號(hào)，其中DA轉(zhuǎn)換器用于輸出入電壓、電流、電阻等的模擬量信號(hào)，輸出電平在1到1000V之間，數(shù)字IO信號(hào)用于輸出能夠用0和1表征的電池狀態(tài)的開關(guān)量，同時(shí)，信號(hào)輸出單元還能夠根據(jù)需要擴(kuò)展CAN總線接口，SCI接口、SPI接口或者其他數(shù)據(jù)總線，通過這些數(shù)據(jù)總線向電池管理系統(tǒng)輸出各種數(shù)字控制指令和信息。\n[0011] 所述待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)是一種連接在電池組中，具有電壓采集、電流采集、溫度采集、電池充放電控制、電池SOC計(jì)算功能的電子控制器。待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)具有能夠輸入電池的總電壓(0-1000V)、總電流(-500A-+500A)、溫度等模擬信號(hào)的功能，也具有CAN總線等數(shù)據(jù)總線通訊接口，并且具有數(shù)字IO信號(hào)的輸入和輸出功能。\n[0012] 所述誤差分析單元按照差值法、加權(quán)插值法的誤差計(jì)算方法計(jì)算待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)的誤差。誤差分析單元有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，輸入端分別連接在信號(hào)輸出單元的輸出端和待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)的輸出端，誤差分析單元通過比較兩個(gè)輸入端的信號(hào)大小，將分析結(jié)果作為輸出信號(hào)，輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元。\n[0013] 所述參數(shù)自動(dòng)調(diào)整算法單元是根據(jù)誤差分析單元輸出額的誤差，采用中值調(diào)整法、最快速下降算法或遺傳算法來調(diào)整電池管理系統(tǒng)的參數(shù)。參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元內(nèi)部預(yù)先設(shè)計(jì)了各種參數(shù)調(diào)整計(jì)算方法，將誤差分析單元的輸出結(jié)果采用一定的計(jì)算方法，得到一組新的數(shù)據(jù)庫參數(shù)和一套新的電池管理系統(tǒng)參數(shù)表，根據(jù)新的參數(shù)表，數(shù)據(jù)庫通知數(shù)據(jù)流生成單元，輸出新的數(shù)據(jù)。這樣重復(fù)進(jìn)行，最終能夠得到最優(yōu)化的電池管理系統(tǒng)參數(shù)，參數(shù)自動(dòng)調(diào)整的算法包括PID調(diào)整法、插值調(diào)整法、牛頓迭代法等等，在使用過程中，根據(jù)用戶的設(shè)置，由用戶決定使用何種算法。\n[0014] 一種電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試參數(shù)的方法，在電池模型數(shù)據(jù)庫單元中預(yù)先建立電池的數(shù)學(xué)模型信息或者電池的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息，根據(jù)用戶通過測(cè)試人機(jī)界面設(shè)定的測(cè)試指令，電池模型數(shù)據(jù)庫單元根據(jù)測(cè)試指令和預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息輸出一段或若干段測(cè)試數(shù)據(jù)到測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元，測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元根據(jù)預(yù)先制定的測(cè)試過程生成數(shù)據(jù)的時(shí)間序列到信號(hào)輸出單元，信號(hào)輸出單元根據(jù)該時(shí)間序列進(jìn)行放大或驅(qū)動(dòng)，輸出直流脈沖、或交流脈沖信號(hào)、或數(shù)字IO信號(hào)、或CAN通訊信號(hào)、或SCI通訊信號(hào)到電池管理系統(tǒng)，信號(hào)輸出單元和電池管理系統(tǒng)的信號(hào)同時(shí)輸出到誤差分析單元，誤差分析單元的分析結(jié)果輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元，該誤差大小作為計(jì)算參數(shù)修正量的依據(jù)輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元，在參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元中，通過一定的計(jì)算方法計(jì)算參數(shù)調(diào)整量，該參數(shù)調(diào)整的量輸出到電池模型數(shù)據(jù)庫單元，進(jìn)行下一個(gè)電池性能的測(cè)試過程，如此循環(huán)往復(fù)，直至參數(shù)調(diào)整量足夠小。\n[0015] 一種電池管理系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的方法，在電池模型數(shù)據(jù)庫單元中預(yù)先建立電池充電或放電模型曲線，通過測(cè)試人機(jī)界面輸入待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)的電壓工作范圍，設(shè)置測(cè)試步長(zhǎng)V0，設(shè)置測(cè)試持續(xù)時(shí)間t1和間隔時(shí)間t2；啟動(dòng)后數(shù)據(jù)庫就會(huì)自動(dòng)地每隔t2秒生成一個(gè)電壓值，并持續(xù)t1秒的時(shí)間，然后將電壓值增加V0，生成第二個(gè)電壓測(cè)試信號(hào)；\n所生成的電壓值輸出到信號(hào)輸出單元, 信號(hào)輸出單元內(nèi)部的電路轉(zhuǎn)換器將收到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，然后經(jīng)過微處理器計(jì)算，輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所輸出的模擬信號(hào)經(jīng)輸出單元輸出到電池管理系統(tǒng)，所輸出的模擬信號(hào)是一個(gè)電壓工作范圍的模擬信號(hào)，電池管理系統(tǒng)獲取該模擬信號(hào)，經(jīng)過一定的比例參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，然后通過數(shù)字信號(hào)輸出；該數(shù)字信號(hào)輸出到誤差分析單元，經(jīng)過與信號(hào)輸出單元的輸出信號(hào)對(duì)比分析，得到電池管理系統(tǒng)的采樣誤差，根據(jù)采樣誤差的大小，參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元計(jì)算應(yīng)該修正電池管理系統(tǒng)中電壓計(jì)算比例系數(shù)的大小，電池管理系統(tǒng)根據(jù)上述計(jì)算修改參數(shù)后，再輸出到誤差分析單元進(jìn)行比較，如此循環(huán)，直至電池管理系統(tǒng)不需要再修正電壓比例系數(shù)為止，本次自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的過程結(jié)束。\n[0016] 電 池 管 理 系 統(tǒng) 計(jì) 算 電 池 模 型 電 壓 的 方 法 是：首 先，用 戶 在測(cè)試 人機(jī) 界面 設(shè) 定電 池的 信息，在電 池 模型 數(shù)據(jù) 庫單 元中 預(yù)先 存 儲(chǔ)該 電 池 的 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)，在 電 池 管 理 系 統(tǒng) 中 設(shè) 定 一 組 待 標(biāo) 定 計(jì) 算 參 數(shù) 的初始值，測(cè)試人機(jī)界面啟動(dòng)自動(dòng)標(biāo)定過程，電池模型數(shù)\n據(jù)庫單元發(fā)送一組電池?cái)?shù)據(jù)至測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元，測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元產(chǎn)生一組信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過信號(hào)輸出單元的驅(qū)動(dòng)和放大，生成類似真實(shí)電池的信號(hào)輸出到電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)算單元開始根據(jù)預(yù)設(shè)的計(jì)算參數(shù)初始值計(jì)算電池模型電壓，并輸出到誤差分析單元。\n[0017] 本發(fā)明所提供的電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置和方法，能夠在電池模型數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，電池管理系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整算法單元根據(jù)一定的算法，自動(dòng)調(diào)節(jié)電池管理系統(tǒng)的參數(shù)，從而使電池管理系統(tǒng)的參數(shù)達(dá)到最優(yōu)。具有自動(dòng)測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)，在電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試、檢驗(yàn)檢測(cè)、標(biāo)定中具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明裝置和方法能夠提高電池管理系統(tǒng)的研究速度，保障電池管理系統(tǒng)的質(zhì)量，提高電池管理系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)的工作效率，提高測(cè)試的完整性而設(shè)計(jì)的一套裝置和方法，為進(jìn)一步提高電池管理系統(tǒng)的性能和可靠性提供智能化的測(cè)試和參數(shù)自動(dòng)標(biāo)定方法與裝置。\n附圖說明\n[0018] 圖1 是本發(fā)明電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置組成結(jié)構(gòu)框圖；\n[0019] 圖2 是自動(dòng)測(cè)試流程圖；\n[0020] 圖3是測(cè)試人機(jī)界面結(jié)構(gòu)框圖；\n[0021] 圖4 是誤差分析單元的線路框圖；\n[0022] 圖5 是信號(hào)輸出單元線路圖；\n[0023] 圖6 是數(shù)據(jù)庫中的電池模型曲線示意圖。\n具體實(shí)施方式\n[0024] 本發(fā)明所提供的電池管理系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的裝置和方法，可用于測(cè)試電池管理系統(tǒng)的性能，并根據(jù)程序自動(dòng)標(biāo)定管理系統(tǒng)的參數(shù)。\n[0025] 下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，結(jié)合附圖進(jìn)行總體說明。\n[0026] 如圖1所示的本發(fā)明裝置107，包括一個(gè)電池模型數(shù)據(jù)庫單元100，電池模型數(shù)據(jù)庫單元100的輸入端與測(cè)試人機(jī)界面102連接，同時(shí)與參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元106連接；電池模型數(shù)據(jù)庫單元100的輸出端連接一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元101，測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元101輸出到信號(hào)輸出單元103，信號(hào)輸出單元103的輸出信號(hào)分為兩路，一路輸出至待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)104；另一路輸出至誤差分析單元105；誤差分析單元105的輸入有兩路組成，一路是信號(hào)輸出單元103，另一路是電池管理系統(tǒng)104，誤差分析單元105的計(jì)算結(jié)果輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元106，參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元106內(nèi)部包含計(jì)算模塊，能夠計(jì)算調(diào)整量的大小，計(jì)算結(jié)果輸出到電池模型數(shù)據(jù)庫單元100，電池模型數(shù)據(jù)庫單元100再輸出新的數(shù)據(jù)流，如此循環(huán)，直至參數(shù)精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。\n[0027] 圖2是自動(dòng)測(cè)試的流程圖，自動(dòng)測(cè)試的開始是由用戶通過測(cè)試人機(jī)界面102發(fā)送開始指令作為起始點(diǎn)。電池模型數(shù)據(jù)庫單元100是一種層次式數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)庫或關(guān)系式數(shù)據(jù)庫，以關(guān)系式數(shù)據(jù)庫為例子，解釋本發(fā)明的一種實(shí)施方法，其他形式的數(shù)據(jù)庫也可得到類似的實(shí)施方法。具體實(shí)施方法為，在關(guān)系式數(shù)據(jù)庫中，建立電池型號(hào)、容量、最大電壓、最小電壓、最大充電電流、最大放電電流、充電最高允許溫度、最低允許溫度等信息，并建立電池在不同倍率下充電的曲線或放電的曲線，當(dāng)測(cè)試人機(jī)界面102設(shè)定電池信息后，電池模型數(shù)據(jù)庫單元100通過查表的方法，并結(jié)合插值的方法，自動(dòng)生成一組數(shù)據(jù)。\n[0028] 電池模型數(shù)據(jù)庫單元100的建立方法有兩種，一種是用戶通過測(cè)試人機(jī)界面102手工地導(dǎo)入電池的數(shù)據(jù)信息，另一種方法是用戶通過測(cè)試人機(jī)界面102的指令，將電池?cái)?shù)據(jù)表格文件或文本文件，通過數(shù)據(jù)連接工具自動(dòng)地導(dǎo)入到電池模型數(shù)據(jù)庫單元100中。\n[0029] 待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)的性能包括電池信號(hào)采集功能，如采集電池電壓、電流、溫度等信號(hào)。自動(dòng)測(cè)試電池管理系統(tǒng)性能的方法是，在電池模型數(shù)據(jù)庫單元100中預(yù)先建立電池的數(shù)學(xué)模型信息或者電池的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息，根據(jù)用戶通過測(cè)試人機(jī)界面102設(shè)定的測(cè)試指令，電池模型數(shù)據(jù)庫單元100根據(jù)測(cè)試指令和預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息輸出一段或若干段測(cè)試數(shù)據(jù)到測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元101，測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元101 根據(jù)預(yù)先制定的測(cè)試過程生成數(shù)據(jù)的時(shí)間序列到信號(hào)輸出單元103，信號(hào)輸出單元103根據(jù)該時(shí)間序列進(jìn)行放大或驅(qū)動(dòng)，輸出直流脈沖、或交流脈沖信號(hào)、或數(shù)字IO信號(hào)、或CAN通訊信號(hào)、或SCI通訊信號(hào)等信息到電池管理系統(tǒng)104。信號(hào)輸出單元103和電池管理系統(tǒng)104的信號(hào)同時(shí)輸出到誤差分析單元105，誤差分析單元105的分析結(jié)果輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元106。作為電池管理系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)結(jié)果。同時(shí)，該誤差大小作為計(jì)算參數(shù)修正量的依據(jù)輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元106，在參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元106中，通過一定的計(jì)算方法計(jì)算參數(shù)調(diào)整量，該參數(shù)調(diào)整的量輸出到電池模型數(shù)據(jù)庫單元100，進(jìn)行下一個(gè)電池性能的測(cè)試過程。如此循環(huán)往復(fù)，直至參數(shù)調(diào)整量足夠小。\n[0030] 圖3是測(cè)試人機(jī)界面102結(jié)構(gòu)框圖，測(cè)試人機(jī)界面的主界面顯示有6個(gè)部分，分別是：用戶指令輸入窗口301、BMS輸出信號(hào)窗口302、測(cè)試結(jié)果與報(bào)表生成窗口303、誤差分析顯示窗口304、BMS輸入信號(hào)窗口305、測(cè)試進(jìn)程顯示窗口306。\n[0031] 圖4是誤差分析單元105的線路框圖，當(dāng)誤差分析單元105收到待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)信號(hào)404后，經(jīng)過濾波器401進(jìn)行均值或中值濾波，輸入到減法器單元403；同時(shí)當(dāng)誤差分析單元105收到信號(hào)輸出單元信號(hào)405后，經(jīng)過濾波器402進(jìn)行均值或中值濾波，輸入到減法器單元403。在減法器單元403中進(jìn)行減法運(yùn)算。得到電池管理系統(tǒng)的誤差分析結(jié)果。\n[0032] 圖5是信號(hào)輸出單元103的線路圖，當(dāng)輸入端口501收到測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元101的數(shù)據(jù)信號(hào)后，經(jīng)過信號(hào)處理器502和微處理器503的分析和處理，獲得數(shù)據(jù)信號(hào)的格式和大小等信息。如果數(shù)據(jù)是一種數(shù)字信號(hào)，則微處理器選擇輸出到總線轉(zhuǎn)換器504，總線轉(zhuǎn)換器504經(jīng)過信號(hào)變換和驅(qū)動(dòng)，輸出總線數(shù)據(jù)流信號(hào)，如CAN信號(hào)流。如果數(shù)據(jù)是一種模擬信號(hào)，則微處理器503輸出到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器507，經(jīng)過輸出端口506的驅(qū)動(dòng)放大后，輸出模擬信號(hào)505。\n[0033] 圖6是數(shù)據(jù)庫中的電池模型曲線示意圖。在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)著各種型號(hào)電池的數(shù)據(jù)模型。電池類型包括如鋰電池、鎳氫電池、鉛酸電池等的各種可充電電池。數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)方式有等效電路模型，數(shù)據(jù)表格模型、或其他數(shù)學(xué)模型。例如圖中所示的一種鋰電池的模型曲線，由鋰電池的充電曲線構(gòu)成，曲線表示電池在1C充電時(shí)的電壓變化。在數(shù)據(jù)庫中用一個(gè)二維數(shù)據(jù)表的方式存儲(chǔ)。當(dāng)數(shù)據(jù)規(guī)模擴(kuò)大，則可以采用多維數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)。\n[0034] 實(shí)施例1\n[0035] 采用本發(fā)明裝置和方法測(cè)試一個(gè)鋰離子電池管理系統(tǒng)的性能：\n[0036] 首先在該裝置中進(jìn)行設(shè)置，建立待測(cè)試的電池模型數(shù)據(jù)庫，將待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)連接到本發(fā)明所提供的裝置上，在測(cè)試人機(jī)界面102中輸入測(cè)試指令和測(cè)試參數(shù)(如測(cè)試范圍、速度、頻率等技術(shù)參數(shù)的最大值和最小值)，輸入開始測(cè)試指令。電池模型數(shù)據(jù)庫單元100開始按照一定的順序生成一個(gè)電池信號(hào)的時(shí)間序列，如電池電流序列、電池電壓序列、電池溫度序列等，而且，由于這些序列都是數(shù)據(jù)庫中產(chǎn)生的，因此具有相關(guān)性和一致性。電池?cái)?shù)據(jù)序列經(jīng)過信號(hào)輸出單元103的輸出和驅(qū)動(dòng)，生成一定電壓或電流值的信號(hào)，輸出到電池管理系統(tǒng)104, 電池管理系統(tǒng)104收到信號(hào)后，就如同在實(shí)際的工作環(huán)境中收到電池的信息一樣，進(jìn)行其功能的執(zhí)行，并最終輸出計(jì)算結(jié)果。而這種計(jì)算結(jié)果被輸出到誤差分析單元105, 誤差分析單元105通過比較電池管理系統(tǒng)104和信號(hào)輸出單元103的輸出結(jié)果的差異，分析得到電池管理系統(tǒng)104的性能指標(biāo)。\n[0037] 實(shí)施例2\n[0038] 采用本發(fā)明裝置和方法自動(dòng)標(biāo)定一個(gè)鋰離子電池組的管理系統(tǒng)的電壓比例參數(shù)：\n[0039] 在電池模型數(shù)據(jù)庫單元100中預(yù)先建立電池充電或放電模型曲線，通過測(cè)試人機(jī)界面102輸入待測(cè)試的電池管理系統(tǒng)的電壓工作范圍，例如，+20V～+1000V；設(shè)置測(cè)試步長(zhǎng)，例如每隔10V取一個(gè)測(cè)試點(diǎn)；設(shè)置測(cè)試持續(xù)時(shí)間t1和間隔時(shí)間t2；啟動(dòng)后數(shù)據(jù)庫就會(huì)自動(dòng)地每隔t2秒生成一個(gè)電壓值，并持續(xù)t1秒的時(shí)間，然后將電壓值增加10V，生成第二個(gè)電壓測(cè)試信號(hào)。所生成的電壓值輸出到信號(hào)輸出單元103, 信號(hào)輸出單元103內(nèi)部的電路轉(zhuǎn)換器將收到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，然后經(jīng)過微處理器計(jì)算，輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所輸出的模擬信號(hào)經(jīng)輸出單元輸出到電池管理系統(tǒng)104。所輸出的模擬信號(hào)是一個(gè)電壓范圍為 +20V～+1000V的模擬信號(hào)，電池管理系統(tǒng)104的功能之一是獲取該模擬信號(hào)，經(jīng)過一定的比例參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，然后通過數(shù)字信號(hào)輸出。在實(shí)際的車輛運(yùn)行過程中，該數(shù)字信號(hào)輸出到整車控制器，作為整車的控制信號(hào)依據(jù)。而在本發(fā)明中，該數(shù)字信號(hào)輸出到誤差分析單元\n105，經(jīng)過與信號(hào)輸出單元103的輸出信號(hào)對(duì)比分析，得到電池管理系統(tǒng)104的采樣誤差，根據(jù)采樣誤差的大小，參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元106計(jì)算應(yīng)該修正電池管理系統(tǒng)104中電壓計(jì)算比例系數(shù)的大小，電池管理系統(tǒng)104根據(jù)上述計(jì)算修改參數(shù)后，在輸出到誤差分析單元105進(jìn)行比較。如此循環(huán)，直至電池管理系統(tǒng)104不需要在修正電壓比例系數(shù)為止。本次自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)的過程結(jié)束。\n[0040] \n是待標(biāo)定計(jì)算參數(shù)。本發(fā)明的裝置和方法能夠自動(dòng)標(biāo)定這\n些參數(shù)的大小。其過程為：首先用戶在測(cè)試人機(jī)界面102設(shè)定電池的信息(如電池種類、基本參數(shù)等)，在電池模型數(shù)據(jù)庫單元100中預(yù)先存儲(chǔ)該電池的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在電池管理系統(tǒng)\n104中設(shè)定一組待標(biāo)定計(jì)算參數(shù) 的初始值。測(cè)試人機(jī)界面\n102啟動(dòng)自動(dòng)標(biāo)定過程，電池模型數(shù)據(jù)庫單元100發(fā)送一組電池?cái)?shù)據(jù)至測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元101，測(cè)試數(shù)據(jù)流生成單元101產(chǎn)生一組信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過信號(hào)輸出單元103的驅(qū)動(dòng)和放大，生成類似真實(shí)電池的信號(hào)輸出到電池管理系統(tǒng)104，電池管理系統(tǒng)104內(nèi)部的計(jì)算單元開始根據(jù)預(yù)設(shè)的計(jì)算參數(shù)初始值計(jì)算電池模型電壓，并輸出到誤差分析單元，該誤差分析單元能夠計(jì)算電池管理系統(tǒng)104的計(jì)算結(jié)果的誤差的大小，該誤差大小作為計(jì)算參數(shù)修正量的依據(jù)輸出到參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元106,參數(shù)自動(dòng)調(diào)整單元106計(jì)算需要調(diào)整參數(shù)的量。并輸出到電池模型數(shù)據(jù)庫單元100,然后開始下一輪測(cè)試，直至參數(shù)修正量小于設(shè)定值為止。