基于数据融合的电动汽车高压采集方法
基于LabVIEW的复合能源电动汽车数据采集系统的设计
ｂ ｉ ｎ ｒ ｙ ｍ ａ ａ ｅ ｅ ｙ ｔｍ ， ａａ ａ ｑ ｉｉｉｎ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｂＶＩ ｒｄ ｅ ｅ ｇ ｎ ｇ ｍ ｎｔｓ ｓｅ ａ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓｔｏ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ Ｌａ ＥＷ ｓ ｄ ｓｇ ｄ， ｎ ｌ ｄ ｎ ｔ ｓ ｉ ｅ ｉｎｅ ｉ ｃ ｕ ｉ ｇ ｄａａ ａ — ｑ ｉｉ ｏ ａ ｄ， ｅ ｏ ｓ ｓｇ ａ ｏ ｄｉ ｏ ｉ ｇ ｃ ｒ ｕ ｔ ｍ ａｎ ｐ ｏ ｒ ｍ ． ｉ ｙ ｔｍ ａ ｃ ｉ ｖ ｈｅ ｆ ｎ ｔｏ ｓｏ ｔ ｕ ｓｔ ｎ ｃ ｒ ｓ ｎｓ ｒ ， ｉ ｎ ｌｃ ｎ ｔ ｎ ｎ ｉｃ ｉ， ｉ ｒ ｇ ａ ｉ ｉ Ｔｈ ｓｓ ｓｅ ｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｕ ｃｉ ｎ ｆｄａａ
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基 于 Ｌ ｂ ＩＷ 的复合 能源 电动 汽车数 据 采 集 系统 的设 计 ａＶＥ
・ ９・ １
基 于 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 的复 合 能 源 电动 汽 车 ａＶ Ｅ 数 据 采 集 系统 的设 计
朱 洪 波 ， 龙 云 ， 会 州 康 杨
（ 南 理 工 大 学 新 能 源重 点 实 验 室 ， 东 广 州 华 广 ５０ ４ ） １６０
一种电动汽车用数据采集器及其采样方法[发明专利]
![一种电动汽车用数据采集器及其采样方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0775ce2ebb4cf7ec4bfed034.png)
专利名称：一种电动汽车用数据采集器及其采样方法专利类型：发明专利
发明人：吴成加,洪洋,陈顺东,华中兰
申请号：CN201310375241.X
申请日：20130826
公开号：CN103439903A
公开日：
20131211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种电动汽车用数据采集器及其采样方法，该数据采集器包括微处理器、CAN 接口电路、数据存储器、SD卡存储器、实时时钟电路、数据传输接口；本发明还提供一种电动汽车用数据采集器的采样方法。
本发明是以现场数据采集为基础，通过整车CAN总线网络，过滤并接收整车运行信息，实时高速采集研究人员需要关注的信息并将其记录于内部SD卡存储器中，SD卡存储器具有容量大、读写速度快等特点，因此可长时间、大量地记录运行信息，有利于为研究人员制定和优化汽车整车控制策略提供充足客观的数据分析依据。
申请人：安徽安凯汽车股份有限公司
地址：230051 安徽省合肥市葛淝路97号
国籍：CN
代理机构：合肥天明专利事务所
代理人：金凯
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新能源汽车实时监控与数据采集系统开发
新能源汽车实时监控与数据采集系统开发随着汽车行业的快速发展和环境保护意识的增强，新能源汽车正在逐渐成为消费者的首选。
而新能源汽车的发展也带来了一些新的需求，其中之一就是实时监控和数据采集系统的开发。
新能源汽车实时监控和数据采集系统是一种通过车载设备、传感器和网络通信技术，实时采集新能源汽车运行状态和相关数据信息的技术系统。
它可以对新能源汽车的各项数据进行监测和采集，并将这些数据传输到后台服务器进行分析和处理，为用户提供及时准确的车辆状态和行驶数据。
1. 数据采集：系统需要采集包括电池状态、电动机状态、车速、里程、能耗等在内的各种数据。
为了实现数据的准确采集，系统需要设计和选择合适的传感器，并与车辆的各个部分进行连接和集成。
2. 数据传输：系统需要通过无线网络技术将采集到的数据传输到后台服务器。
这需要考虑到数据传输的安全性和稳定性，以及对数据的实时性要求。
还需要设计合适的通信协议，以保证数据的准确传输。
3. 数据存储和处理：系统需要将采集到的数据进行存储和处理，以便于后期的分析和应用。
对于大规模数据的存储和处理，可以考虑使用云计算等技术，以提高系统的扩展性和性能。
4. 用户界面：系统需要提供用户界面，以方便用户查看车辆的实时状态和行驶数据。
用户界面需要设计简洁明了，并且能够实时更新数据，以满足用户对车辆运行状态的即时了解需求。
5. 数据分析和应用：系统可以对采集到的数据进行分析和挖掘，以提供更多的车辆运行信息和故障诊断。
还可以将数据与地图、导航等应用进行集成，为用户提供更加丰富的服务和功能。
新能源汽车实时监控和数据采集系统的开发对于提升新能源汽车的运行效率和用户体验具有重要意义。
通过充分利用现代通信和信息技术，可以实现对新能源汽车运行状态的实时监控和数据采集，为用户提供更好的服务和支持。
新能源汽车数据采集与存储技术研究
新能源汽车数据采集与存储技术研究新能源汽车的发展日益受到人们的关注，随着全球环境保护意识的增强和对传统燃油车辆的限制，新能源汽车已经成为未来的发展趋势。
而在新能源汽车的发展过程中，数据采集与存储技术的研究显得尤为重要。
在传统燃油车辆时代，汽车的数据采集主要局限于车辆的基本信息和行驶数据。
但是，随着新能源汽车的兴起，数据采集的范围也在不断扩大。
新能源汽车涉及的数据种类多样，包括车辆状态数据、电池管理数据、能源消耗数据等等，这些数据的采集对于新能源汽车的智能化发展至关重要。
针对新能源汽车数据的特点，数据采集技术需要具备高精度、高效率、低成本等特点。
在数据采集技术方面，传感器技术是不可或缺的。
传感器可以通过实时监测新能源汽车各种数据，并将其传输到数据存储系统中进行分析处理。
同时，为了确保数据的准确性和安全性，数据采集技术还需要具备较高的稳定性和实时性，以便准确地反映新能源汽车的运行状态。
除了数据采集技术，数据存储技术也是新能源汽车发展中不可或缺的一环。
新能源汽车产生的大量数据需要得到合理的存储和管理，以便后续对数据进行分析和应用。
目前，云存储技术、大数据存储技术等都可以为新能源汽车数据的存储提供有效的解决方案。
云存储技术可以将数据存储在云端服务器上，不仅可以实现数据的远程访问和共享，还能有效地保护数据的安全性。
而大数据存储技术则可以帮助对海量数据进行高效存储和管理，为新能源汽车数据的分析和挖掘提供技术支持。
总结一下本文的重点，我们可以发现，新能源汽车数据采集与存储技术的研究对于新能源汽车的发展至关重要。
通过不断深入的研究和实践，我们可以不断完善新能源汽车数据采集与存储技术，为新能源汽车的智能化发展提供技术支持，推动新能源汽车产业的繁荣发展。
希望未来能够有更多的科研人员投入到新能源汽车数据采集与存储技术的研究中，为新能源汽车行业的发展贡献自己的力量。
新能源汽车实时监控与数据采集系统开发
新能源汽车实时监控与数据采集系统开发一、系统功能需求分析1. 实时监控新能源汽车实时监控与数据采集系统需要能够对车辆的各项关键指标进行实时监控，包括电池状态、充电状态、驱动系统状态、能量管理系统状态、车辆定位等。
通过监控这些关键指标，可以及时发现车辆的异常情况并进行相应的处理，保障车辆的安全和稳定运行。
2. 数据采集系统需要能够对车辆的各项数据进行实时采集，并通过无线通信技术将数据传输至系统后台。
这些数据包括车辆的能源消耗情况、驾驶行为、环境变化等，通过对这些数据的采集和分析，可以为新能源汽车的性能优化和节能减排提供有力的支持。
3. 报警与预警系统需要具备异常报警和预警功能，当监测到车辆发生异常情况时，系统能够及时向驾驶员和后台管理人员发送警报信息，以便及时采取相应的措施。
这对于保障新能源汽车的安全和稳定运行具有重要意义。
二、系统设计与开发1. 硬件设计新能源汽车实时监控与数据采集系统的硬件设计需要考虑到车辆本身的特点和各项监控指标的实时采集需求。
涉及到车载传感器、无线通信模块、数据处理单元等硬件设备的选择和设计，需要兼顾到系统的稳定性、耐用性和成本效益。
2. 软件开发系统的软件开发则需要根据功能需求进行设计，包括数据采集、报警预警、远程控制等功能的实现。
同时还需要考虑到系统的用户界面设计和数据处理算法的优化，以提供用户友好的操作界面和高效的数据处理能力。
3. 后台管理平台为了实现对车辆的集中监控和数据管理，系统需要建立后台管理平台，通过云计算和大数据技术实现对车辆数据的存储、分析和管理。
这需要具备高可靠性和高安全性的数据中心和网络系统来支撑整个系统的运行。
三、系统测试与优化在系统开发完成后，需要对系统进行全面的测试与优化，包括硬件设备的性能测试、软件功能的验证、系统的稳定性和安全性测试等。
通过测试与优化，可以发现和解决系统存在的问题，保证系统的稳定和可靠运行。
四、系统应用与推广新能源汽车实时监控与数据采集系统开发完成后，需要进行系统的应用与推广工作。
汽车技术中的数据采集与处理技巧
汽车技术中的数据采集与处理技巧在汽车技术领域，数据采集与处理技巧是非常重要的。
随着汽车电子化和智能化的发展，车辆上搭载的传感器越来越多，产生的数据量也越来越庞大。
正确而高效地收集和处理这些数据，对汽车制造商和驾驶员来说都至关重要。
下面我将介绍一些汽车技术中常用的数据采集与处理技巧。
数据采集是指通过传感器或其他设备收集汽车上的各种数据。
传感器可以安装在发动机、轮胎、制动系统、车辆底盘等部位，用于测量和监测车辆运行时的各种参数，例如车速、转速、刹车压力、油耗等。
数据采集的关键是保证准确性和实时性。
为了提高数据的准确性，可以使用高精度的传感器，并且在数据采集过程中需要进行数据清理和去噪处理，以保证数据的可靠性。
而实时性则是指数据采集系统必须能够及时地获取和传输数据，以满足实时监控和控制的需求。
数据处理是指对采集到的数据进行分析和利用。
数据处理可以分为离线处理和在线处理两种方式。
离线处理是指在事后对数据进行分析和处理，例如利用机器学习算法对大量数据进行模型训练和优化，以提高汽车性能和驾驶安全性。
而在线处理则是指对数据进行实时的处理和响应，例如根据驾驶员的行为模式预测车辆的性能和燃油消耗，以提供精确的驾驶建议。
在数据处理过程中，常用的技术包括数据清洗、数据转换、数据压缩和数据可视化。
数据清洗是指对采集到的数据进行去重、去噪和异常值处理，以确保数据的准确性和一致性。
数据转换是指将原始数据进行格式转换和规范化，以便进行数据分析和挖掘。
数据压缩是指将庞大的数据量进行压缩和存储，以减少存储空间和传输带宽的占用。
而数据可视化则是将处理后的数据以图表、图像等形式展现出来，以便用户更直观地理解数据的含义。
除了常规的数据采集与处理技巧，还有一些创新的技术正在不断涌现。
例如，随着5G技术的发展，汽车之间和汽车与云端之间的数据传输速度将大大提高，为汽车技术的发展带来更多机会。
同时，人工智能和机器学习算法的应用也正在改变汽车数据的处理方式，使其更加智能化和自动化。
电动汽车数据采集系统的研究的开题报告
电动汽车数据采集系统的研究的开题报告一、选题背景和意义随着环保意识的普及和汽车市场的不断发展，电动汽车成为了现代社会的一种重要交通工具，各大汽车厂商也纷纷加强研发和生产电动汽车。
与传统的汽油车相比，电动汽车具有环保、能耗低等优点，但其数据采集和监测系统的完善度仍然存在局限。
因此，开展电动汽车数据采集系统的研究，对于推动电动汽车行业的发展，提高电动汽车的安全性与性能水平，具有重要的意义。
二、研究目标本研究旨在开发一种高效、可靠的电动汽车数据采集系统，包括以下具体目标：1.设计适用于电动汽车的数据采集装置，包括数据传输、存储、处理等功能；2.采集和分析电动汽车的运行数据，包括车速、电池状态、车辆位置、路线规划等信息；3.优化系统结构和算法，提高数据采集的效率和准确度；4.实现数据可视化和分析，方便用户对电动汽车的运行情况进行监测和管理。
三、研究内容和方法1.电动汽车数据采集的基本原理和方法研究，包括数据传输的方式、存储和处理的方法等；2.根据电动汽车的特点，设计一种适用于电动汽车的数据采集装置，实现车速、电池状态、车辆位置等数据的采集和传输；3.利用算法对采集的运行数据进行分析和处理，提高数据的准确性和可靠性，同时优化算法，提高系统的效率；4.开发数据可视化界面，实现对电动汽车运行数据的可视化和分析。
四、预期结果通过对电动汽车数据采集系统的研究，预期实现以下结果：1.设计一种适用于电动汽车的数据采集装置；2.完成电动汽车的运行数据采集和分析，增加对电动汽车的理解，提高电动汽车的安全性和性能水平；3.开发出美观、易用的数据可视化界面，方便用户对电动汽车的运行情况进行监测和管理。
五、研究意义电动汽车行业的发展与创新需要科技的支持，本研究的意义主要表现在以下几个方面：1.促进电动汽车行业的发展，提高电动汽车的市场竞争力；2.提高电动汽车的运行安全性和性能水平，为用户提供更好的用车体验；3.积累和理论知识和实际应用经验，为电动汽车数据采集和监测等相关领域的研究提供参考。
电动汽车及其电压采集电路[发明专利]
![电动汽车及其电压采集电路[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/195a4dee581b6bd97e19ea9d.png)
专利名称：电动汽车及其电压采集电路专利类型：发明专利
发明人：房冕,马晓辉,钱龙,孟江波
申请号：CN201710507134.6
申请日：20170628
公开号：CN107390005A
公开日：
20171124
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种电压采集电路包括采样模块、振荡芯片、电压频率转换模块及隔离模块。
所述电压频率转换模块与所述采样模块、所述振荡芯片及所述隔离模块相连。
所述采样模块用于采样电池组的电压，并将采样到的电压信号输出给所述电压频率转换模块。
所述振荡芯片用于给所述电压频率转换模块提供基准频率。
所述电压频率转换模块用于在所述基准频率的基础上，根据所述电压信号的电压值线性调整输出的频率，以使输出的第一频率信号与所述电压信号成线性关系。
所述隔离模块用于对所述电压频率转换模块输出的第一频率信号进行电气隔离以生成第二频率信号。
上述电压采集电路能准确地采集电池组的总电压。
本发明还提供一种应用所述电压采集电路的电动汽车。
申请人：江苏银基烯碳能源科技有限公司
地址：213000 江苏省常州市常州西太湖科技产业园兰香路8研发车间
国籍：CN
代理机构：北京天盾知识产权代理有限公司
代理人：黄鹏飞
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2017年（第39卷）第2期汽车工程A utom otive E ngineering2017(V〇1.39)N〇.2d oi：10.19562/j.chinasae.qcgc.2017.02.013基于数据融合的电动汽车高压采集方法邵仕平，黄菊花，曹铭(南昌大学机电工程学院，南昌330031)[摘要]高电压采集是电动汽车电池管理系统的最主要任务之一。
准确、稳定的高电压采集对电池管理系统 估算S0C与S0H和动力电池安全管理等都有着重要意义。
本文中提出了一种基于多传感器融合技术和卡尔曼滤 波器的高电压采集方法。
首先，对两种现有的高压采集方法进行了融合，解决了总电压采集数据的误差和噪声的问 题;其次，对融合模型和卡尔曼滤波器进行了改进，精简了数据融合时的复杂计算;最后，通过实验证明所提出的高 压采集方法具有较高的精度和稳定性。
关键词：电动汽车;高压采集；卡尔曼滤波器;数据融合A High-voltage Collection Approach for Electric VehiclesBased on Data FusionShao Shiping,Huang Juhua & Cao MingSchool of Mechanical & Electrical Engineering，N a n c h a n g University，N a n c h a n g330031[Abstract ]High voltage collection is one of the primary task of battery management system (BMS)in electric vehicle (EV).The accuracy and stability of high-voltage collection are of important significance for the estimation of S0C and S0H by BMS and the safety management of power batteries.In this paper,a high voltage collection method is proposed based on multi-sensor fusion and Kalman filter.Firstly,two existing approaches of high-voltage collection are fused to tackle the error and noise issues of total voltage data collection.Then fusion model and Kalman filter are modified and improved and the complex calculation in data fusion is simplified.Finally it is demonstrated by experiments that the high-voltage collection method proposed has higher accuracy and stability.Keywords：EV；high-voltage collection；Kalman filter；data fusion刖言随着能源危机和环境污染的日益加重,新能源 汽车越来越受到重视，其中混合动力汽车、燃料电池 汽车和纯电动汽车已有成熟的产品面世，而纯电动 汽车更是因为其动力性强、经济性好、零排放等优点 而被市场普遍接受。
动力电池管理系统（battery management system，BMS)是电动汽车二大关键技术 之一,其中采集动力电池组串联总电压是BM S的主 要任务。
总电压的采集精度直接影响BMS对电池 组荷电状态（state of charge，S0C)和健康状况（state of health，S0H)的估算、电池组输出功率与绝缘电阻 值的计算以及均衡策略，进而影响电动汽车整车性 能与安全性。
由于串联电池组总电压一般在100〜500V，所以 A D转换器只能间接采集。
目前采集电池组总电压 的方法有4种:①分压法，该方法利用电阻分压的方 式对总电压进行采样，但由于电阻精度和漂移问题，这种方法的采样精度较低，同时要求使用光电或V/ F(电压/脉冲）转换实现隔离[|-2];②差分比例电路 法，该方法通过差分比例电路对总电压进行线性缩 小并采样，但如果电路元器件对称性较差，采样信号 中会存在共模干扰,影响测量精度[3-4];③电压传感 器法，该方法采用霍尔式电压传感器对总电压进行原稿收到日期为2015年12月10日，修改稿收到日期为2016年3月7日通信作者：曹铭，讲师，E-mail:172022712@ 。
2017(V〇1.39)N〇.2邵仕平，等:基于数据融合的电动汽车高压采集方法• 201 •采集，但由于霍尔电压传感器使用时需要通过采样 电阻将电压信号转换为电流信号，这种采集回路存 在漏电流，同时采样结果也受信号转换的精度限制；④单体电池电压累加法，该方法采集电池组全部单 体电池电压，累加后得出电池组总电压。
合理选择 采集电路可减小单体电池电压数据的干扰，但该方 法存在累加误差，且实时性较差。
此外，由于电动汽车工况复杂，采集电路会受到 来自电机、DC/D C转换器等的外界干扰，所以仅使 用上述方法在电动汽车平台无法获得良好的采集效 果。
为此，本文中基于多传感器融合技术和卡尔曼 滤波器，设计了一种融合差分比例电路法与单体电 池电压累加法的改进高压采集方法，对传统数据融 合模型进行改进，精简了数据融合时的复杂计算，并 将采集数据融合后的结果作为当前电池组总电压。
最后通过实验验证了该方法的稳定性与采集精度。
1硬件设计1.1概述对于电动汽车BMS高压采集方法，差分比例电 路法由于避免了使用隔离元器件和高精度传感器，相较于其他方法有成本优势。
同时，监测动力电池 组单体电池电压是BM S的基本功能[5-6]，所以单体 电池电压累加法可在原有系统上实现，不需要修改 硬件。
因此对于融合二观测量的高压采集方法，选 择差分比例电路法与单体电池电压累加法进行数据 融合在硬件设计上是最优的。
本文中介绍的高压采集方法基于分布式BMS，管理45节100A •h磷酸铁锂串联电池组，基本结构 如图1所示。
该BMS采用Freescale公司DZ60作为 MCU，具有12位AD C和CAN控制器，满足运算、采 集和通信需求。
BMS在高压箱内设有差分比例运算图1分布式BMS结构示意图BMS还具有5个子采集模块，每个子模块可采集10 节单体电池电压，并通过CAN将数据发送至上位 机。
这样，BM S即可同时通过差分比例电路法与单 体电池电压累加法采集串联电池组总电压。
1.2差分比例运算电路法差分比例运算电路法如图2所示。
图2中^为动力电池组串联总电压，A i和A2分别为OP279的两路放大器。
尺1〜尺4和A1构成差 分比例运算电路，具体阻值参见图2。
其中尺1=尺2,尺3=^，根据运算放大器的特性，此时放大器A1的输人电压^与输出电压的比值尺=尺/尺4。
丑5,尺6和A2构成电压跟随器，增加电路跟随特性，不影 响电压幅值，即％ =^'。
此时^经过采集电路线性 缩小为电压％，并满足^ &2。
通过DZ60单片机片内AD C采集％，便可以计 算出串联电池组总电压。
其中，若电路内所有元器 件为理想模型，则DZ60通过计算得出的串联电池 组总电压^3与^和％的关系为U3= U1= K u2(1)差分比例运算电路法由于元器件自身精度问 题，无法实现完全对称，故采集时会存在较大共模干 扰。
但该方法误差小，电路直接测量电池组两端电 压，可直观反映电压变化。
1.3单体电池电压累加法单体电池电压累加法如图3所示。
其中，K〜％5分别为电池组第1至第45节单 体电池电压，A，％和A3组成电压跟随器，作为电 压调理电路，S1〜S90为开关阵列。
当S1和S2闭合，• 202 •汽车工程2017年（第39卷）第2期其余开关断开，调理电路输人电压^(1)等于"i，输出电压％通过DZ60单片机片内ADC进行采集，此时以1) = "1。
闭合33和34，断开其余开关，此时〜(2) = %。
通过循环控制开关阵列，即可测出K〜〜，累加后即可得出串联电池组总电压〜：45U6= X U5( 1)(2)i=1单体电池电压累加法的ADC与电池共地，所以采集时可忽略共模电压输人，但该方法存在较大的累加误差，造成总电压漂移。
为减少误差，在实际应用中开关阵列采用光电继电器，可提高采集电路的一致性[7]，有助于进行误差补偿。
2采集精度分析2.1离线测试首先进行离线测试，通过高精度电源代替电池组，以修正两种采集方法因元器件性能问题造成的误差。
对于差分比例运算电路法，由于^〜&精度限制，会影响差分电路的对称性，因此[需要用补偿后比例值厂=48. 11替代，以修正数据误差，结果如表1所示。
表1差分比例运算电路法补偿测试V/V u2/V K u3/V K u3/V147.6 3.0750153. 5048. 11147. 70144.4 3.00150. 05144. 33141.0 2.93146. 60140. 96137.7 2.86143. 20137.59134.52. 80139. 75134.71131.2 2.73136. 35131.34127.9 2.66132. 90127. 97124.6 2.59129. 45124. 60121.3 2.52126. 05121.24118. 1 2.45122.60117. 87而对于单体电池电压累加法，由于电池数量较 多，逐一补偿效率过低，没有实际意义。
2. 2静态测试对两种采集方法进行静态测试，在开路情况下 对电池组电压进行采集。
断开电池组负载，静置 3h，此时单体磷酸铁锂电池电压变化幅度小于2mV/10min，可认为串联电池组总电压V在短时间 内恒定[8]，使用高精度万用表测量总电压^作为参 考值，对比两种方法测量静态电压的精度。
由于DZ60片内AD C精度为12位，所以转换结果保留3位有效数字。
为消除随机误差，DZ60连续采集20 次后取均方根，通过式（1)与式（2)计算出u3与u6,通过CAN发送至上位机，周期为500ms，取100次采 集数据，结果如图4所示。