电池监测数据存储方法、电池管理系统及电池监测装置

技术领域

本申请属于电池监测技术领域，尤其涉及一种电池监测数据存储方法、电池管理系统及电池监测装置。

背景技术

目前，传统的电池管理系统(battery management system，BMS)一般只是在线持续监测电池的电压、电流、温度等，从而对可能出现的故障进行报警和应急保护处理。但是传统的电池管理系统一般不会持续记录电池的运行数据，且电池持续运行所产生的记录，要远大于现有常规的嵌入式非易失性存储器容量，因而对于已经发生故障的电池，传统的电池管理系统往往不能提供进一步的数据分析故障。

因此，传统的电池管理系统中存在不能有效记录电池持续运行所产生的记录并提供大量且有效的数据来对电池进行故障诊断的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电池监测数据存储方法、电池管理系统及电池监测装置，旨在解决传统的电池管理系统中存在不能有效记录电池持续运行所产生的记录并提供大量且有效的数据来对电池进行故障诊断的问题。

本申请实施例的第一方面提了一种电池监测数据存储方法，包括：

采集电池的当前运行数据，所述当前运行数据包括至少一个电池工作参数；

判断所述当前运行数据中的至少一个电池工作参数与参考工作参数的差值是否在目标范围外，所述参考工作参数为上一次写入到非易失性存储器的电池工作参数；

若是，则将所述当前运行数据作为运行记录数据写入到所述非易失性存储器的目标位置，并更新所述参考工作参数。

本申请实施例的第二方面提了一种电池管理系统，包括：

采集模块，所述采集模块用于采集电池的当前运行数据，所述当前运行数据包括至少一个电池工作参数；

判断模块，所述判断模块与所述采集模块连接，所述判断模块用于判断所述当前运行数据中的至少一个电池工作参数与参考工作参数的差值是否在目标范围外，所述参考工作参数为上一次写入到非易失性存储器的电池工作参数；

写入模块，与所述判断模块和非易失性存储器连接，所述写入模块用于当所述当前运行数据中的至少一个电池工作参数与参考工作参数的差值在目标范围外时，则将所述当前运行数据作为运行记录数据写入到所述非易失性存储器的目标位置，并更新所述判断模块的所述参考工作参数；以及

非易失性存储器，与所述写入模块连接，所述非易失性存储器用于存储所述运行记录数据。

本申请实施例的第三方面提了一种电池监测装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。

上述的电池监测数据存储方法，通过持续采集电池的当前运行数据，并判断当前运行数据中的至少一个电池工作参数与参考工作参数的差值是否在目标范围外，以将至少一个电池工作参数与参考工作参数的差值在目标范围外的当前运行数据作为运行记录数据写入到非易失性存储器的目标位置，从而将有效的能体现工作参数变化的前运行数据作为运行记录数据写入，实现了对电池全时段持续监测的同时，避免写入冗余的重复的运行数据，降低了存储器容量的不必要浪费，使得可存储大量的有效的运行数据，从而可提供大量的有效的数据来分析电池的运行和故障诊断，解决了传统的电池管理系统中存在不能有效记录电池持续运行所产生的记录并提供大量且有效的数据来对电池进行故障诊断的问题。

附图说明

图1为本申请实施例的第一方面提供的电池监测数据存储方法的具体流程图；

图2为图1所示的电池监测数据存储方法的另一具体流程图；

图3为本申请实施例的第二方面提供的电池管理系统的结构示意图；

图4为图3所示的电池管理系统的另一结构示意图；

图5是本发明实施例提供的电池监测装置的示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请实施例的电池监测数据存储方法主要适用于电池管理系统监测电池运行的应用场景中，尤其适用于一些需对电池进行运行监测和故障诊断的场景，例如需要存储电池的充放电数据和故障数据，以随时可提供有效且大量的数据来对电池进行运行和故障分析的场景，本申请实施例的电池监测数据存储方法可以有效解决上述应用场景中的数据存储问题，提高数据存储的有效性和可靠性。

图1示出了本申请的实施例的第一方面提供的电池监测数据存储方法的具体流程图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例中的电池监测数据存储方法，包括：

步骤S100：采集电池的当前运行数据，当前运行数据包括至少一个电池工作参数；

可以理解的是，电池工作参数包括电压、电流、温度以及荷电状态中的至少一种。当前运行数据包括充放电数据和/或异常数据，其中，充放电数据的电池工作参数包括电池处于充放电状态下的电压、电流、温度以及荷电状态(State ofcharge，SOC)等。异常数据的电池工作参数包括电池处于过压、欠压、过流、过温等故障类型下的电压、电流、温度以及荷电状态等。异常数据可以通过将当下所采集到的充放电数据与标准阈值比较而确定，例如，采集到电池的实际电压后，通过将该实际电压与标准电压阈值比较，当该实际电压大于或小于该标准电压阈值时，则输出表征电池处于过压或欠压的异常数据。进一步的，异常数据还包括异常等级，异常等级由电池的实际充放电数据与标准阈值的差值大小确定。

可以理解的是，电池可以为锂电池等类型的动力电池，或者其他需要监测的电池。

步骤S200：判断当前运行数据中的至少一个电池工作参数与参考工作参数的差值是否在目标范围外，参考工作参数为上一次写入到非易失性存储器的电池工作参数；

可以理解的是，电池工作参数包括电压、电流、温度以及荷电状态中的至少一种。不同的电池工作参数对应不同的参考工作参数，即电压与参考电压比较，电流与参考电流比较，温度与参考温度比较，荷电状态与参考荷电状态比较。参考工作参数为上一次写入到非易失性存储器的电池工作参数，即上一次写入到非易失性存储器的当前运行数据中所携带的电池工作参数。本实施例中的电池监测数据存储方法，当当前运行数据的任一电池工作参数与参考工作参数的差值超出目标范围，则判定该当前运行数据较上次写入的当前运行数据产生变化。可选的，在其他实施例中，还可以根据需求，设定任意两个或以上电池工作参数的组合是否同时发生变化，从而判定是否将该当前运行数据写入。

可以理解的是，目标范围可以根据可以基于非易失性存储器的容量、数据粒度要求做相应调整。各个不同类型的电池工作参数与其参考工作参数的目标范围的设定是不一样的，例如电压变化的目标范围可以为+/-100mV，而电流变化的目标范围可以为+/-200mA，温度变化的目标范围可以为+/-0.5度。

可以理解的是，非易失性存储器可以为闪存(Flash Memory)、只读内存(Read-only memory，ROM)、可编程只读内存(Programmable read-only memory，PROM)、电可改写只读内存(Electrically alterable read only memory，EAROM)、可擦可编程只读内存(Erasable programmable read only memory，EPROM)、或者电可擦可编程只读内存(Electrically erasable programmable read only memory，EEPROM)。

步骤S300：若当前运行数据中的至少一个电池工作参数与参考工作参数的差值在目标范围外，则将当前运行数据作为运行记录数据写入到非易失性存储器的目标位置，并更新所述参考工作参数。

可以理解的是，目标位置为写入地址。运行记录数据包括时间点，与时间点关联的充放电数据或异常数据，以及与上次写入的运行记录数据关联的序列号中的至少一项。时间点为采集到该数据的时间，时间点包括年月日时分秒等具体时间信息。不同类型的运行记录数据的序列号可以分开排序，即充放电数据和异常数据所携带的序列号是两种不同的序列号，从而区分不同的数据类型。每写入一条运行记录数据，该运行记录数据所携带的序列号在上次运行记录数据的序列号的基础上加一。

可以理解的是，当将所述当前运行数据作为运行记录数据写入到所述非易失性存储器的目标位置后，参考工作参数则更新为该运行记录数据所包括的各电池工作参数。

可以理解的是，当当前运行数据的至少一个电池工作参数与参考工作参数的差值在目标范围外时，则当前运行数据较上一次写入的运行记录数据发生了变化。本实施例中的电池监测数据存储方法通过持续采集电池的当前运行数据，且仅写入某一电池工作参数较参考工作参数产生一定变化的当前运行数据，保证了对电池的全时段持续监测的同时，避免写入冗余的重复的运行数据，降低了存储器容量的不必要浪费，使得可存储大量的有效的运行数据，从而可提供大量的有效的数据来分析电池的运行和故障诊断。

在一个实施例中，当非易失性存储器的存储地址已满时，则将非易失性存储器存储的所有运行记录数据中最小序列号的运行记录数据所在的地址作为目标位置，并将待写入的当前运行数据写入到目标位置且覆盖最小序列号的运行记录数据。

可以理解的是，当非易失性存储器写满了之后，新写入的回滚到非易失性存储器的开始地址，用新记录覆盖最旧记录，从而使得非易失性存储器存储的是近期的有效的运行数据。

请参阅图2，在一个实施例中，电池监测数据存储方法还包括：

步骤S400：扫描非易失性存储器的所有扇区；

可以理解的是，本实施例中的非易失性存储器的所有扇区都用于存储运行记录数据。在其他实施例中，也可以选取部分扇区用于存储运行记录数据。

步骤S500：统计各运行记录数据的有效记录数量，并确定各运行记录数据中的最大序列号的运行记录数据的地址；

可以理解的是，可以通过记录有固定格式和校验数据来验证该运行记录数据是否有效。

步骤S600：根据有效记录数量和最大序列号的运行记录数据的地址动态构建文件头，并将文件头保存在随机存取存储器(random access memory，RAM)中；

可以理解的是，文件头包括有效记录数量、下一条新运行记录数据的写入地址以及下一条新运行记录数据的序列号。

可以理解的是，每新写入一个运行记录数据，则更新一次文件头。

可以理解的是，每个运行记录数据都携带有一个序列号，每增加一条运行记录数据，则序列号的数值增加。通过比对运行记录数据的序列号大小关系，从而得到最大序列号的运行记录数据的地址，并推算在该地址后的下一个地址为下一条运行记录数据写入的位置。

步骤S700：根据文件头将将当前运行数据作为运行记录数据写入到非易失性存储器的目标位置。

可以理解的是，目标位置为下一条新运行记录数据的写入地址。

可以理解的是，非易失性存储器的有读写寿命限制。而文件头记录的是有效记录数量、下一条新运行记录数据的写入地址以及下一条新运行记录数据的序列号等关键信息，每当写入一条新运行记录数据时，都需要更新文件头。一般文件头保存在非易失性存储器中，因而存储文件头的那片非易失性存储器扇区的读写次数要远远大于其他普通扇区，这个扇区的读写寿命是整个非易失性存储器的短板。本实施例中的电池监测数据存储方法，通过只将运行记录数据保存在非易失性存储器中，而将文件头保存在随机存取存储器中，使得非易失性存储器不存在某一扇区因频繁读取而导致的读写寿命问题，且随机存取存储器的访问速度也比非易失性存储器快。并且，文件头是通过扫描非易失性存储器动态构建的，解决了随机存取存储器掉电数据易失问题。

可以理解的是，上述的电池监测数据存储方法应用于电池管理系统中，外部主机可以通过CAN通信、串口通信、LAN通信等方式，获取电池管理系统的非易失性存储器中存储的各运行记录数据。例如：

电池管理系统接收主机发送的同步时间，以和主机同步内部时间；

获取主机发送的获取运行记录数据的总体情况命令，向主机回复包含运行记录数据的有效记录数量、开始记录时间以及结束记录时间的数据包；

获取主机发送的指定时间点的运行记录数据的命令，向主机回复该时间点对应的运行记录数据。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

图3示出了本申请的实施例的第二方面提供的电池管理系统的电路示意图，电池管理系统应用本申请实施例的第一方面提供的电池监测数据存储方法运行，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例中的电池管理系统，包括：采集模块100、判断模块200、写入模块300以及非易失性存储器400，采集模块100的输出端和判断模块200的输入端连接，判断模块200的输出端与写入模块300的输入端连接，写入模块300的输出端和非易失性存储器400连接。

采集模块100用于采集电池的当前运行数据，当前运行数据包括至少一个电池工作参数。判断模块200用于判断当前运行数据中的至少一个电池工作参数与参考工作参数的差值是否在目标范围外，参考工作参数为上一次写入到非易失性存储器的电池工作参数。写入模块300用于当当前运行数据中的至少一个电池工作参数与参考工作参数的差值在目标范围外时，则将当前运行数据作为运行记录数据写入到非易失性存储器400的目标位置，并更新判断模块200的参考工作参数。非易失性存储器400用于存储运行记录数据。

在一个实施例中，当非易失性存储器400的存储地址已满时，写入模块300还用于将待写入的当前运行数据写入到非易失性存储器400存储的所有运行记录数据中最小序列号的运行记录数据所在的地址，并覆盖最小序列号的运行记录数据。

请参阅图4，在一个实施例中，电池管理系统还包括：扫描模块500、统计模块600、构建模块700以及随机存取存储器800。扫描模块500的输出端和统计模块600的输入端连接，统计模块600的输出端的构建模块700的输入端连接，构建模块700的输出端和随机存取存储器800连接，随机存取存储器800还与写入模块300连接。扫描模块500用于扫描非易失性存储器400的所有扇区。统计模块600用于统计各运行记录数据的有效记录数量，并根据各运行记录数据中的最大序列号记录的地址推算下一条新运行记录数据的写入地址。构建模块700用于根据有效记录数量和下一条新运行记录数据的写入地址构建文件头，并保存在随机存取存储器800中。随机存取存储器800用于存储文件头。

图5是本申请一实施例提供的电池监测装置的示意图。如图5所示，该实施例的电池监测装置6包括：处理器60、存储器61以及存储在存储器61中并可在处理器60上运行的计算机程序62。处理器60执行计算机程序62时实现上述各个电池故障诊断方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S100至300。或者，处理器60执行计算机程序62时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块100至800的功能。

示例性的，计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器61中，并由处理器60执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序62在电池监测装置6中的执行过程。例如，计算机程序62可以被分割成同步模块、汇总模块、获取模块、返回模块(虚拟装置中的模块)。

电池监测装置6可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。电池监测装置可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是电池监测装置6的示例，并不构成对电池监测装置6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电池监测装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器61可以是电池监测装置6的内部存储单元，例如电池监测装置6的硬盘或内存。存储器61也可以是电池监测装置6的外部存储设备，例如电池监测装置6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器61还可以既包括电池监测装置6的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器61用于存储计算机程序以及电池监测装置所需的其他程序和数据。存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，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，在本申请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，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。