本发明涉及电能计量,并且更具体地,涉及一种用于电能计量的串并组合换挡方法、装置及存储介质。
背景技术:
1、目前,针对锂离子电池充放电电能计量所需的高精度电能计量检测技术,通常采用了“虚负荷”检定或固定检定点的“实负荷”检定的方式进行。这两种传统的电能累计方式,通常采用虚负荷或固定检定点的实负荷方案,其共同点为检定点固定,即计量过程,不存在一次回路上的换挡操作,保证电能累计的连续性。
2、但当被检对象为锂离子电池时,其充放电过程中,电压和电流均随着电池当前特性及电池管理系统的工作模式,时刻变化,因此,通过传统的实负荷高精度电能累计计量检测方案进行校准检定,将不再适用。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的问题,本发明提供一种用于电能计量的串并组合换挡方法、装置及存储介质。
2、根据本发明的一个方面,提供了一种用于电能计量的串并组合换挡方法,包括:
3、通过电压前端模块采集被检设备的电压信号,通过第一电流传感器采集被检设备的一次电流信号,并将采集到的电压信号和一次电流信号传输至多通道数模转换模块,由通道数模转换模块将电压信号和一次电流信号传输至数字信号处理模块;
4、数字信号处理模块从预设的多个电流区间中确定一次电流信号对应的目标电流区间,根据目标电流区间生成对应的第一换挡指令,并将第一换挡指令发送至换挡模块;
5、换挡模块基于接收到的第一换挡指令,从第二电流传感器、第三电流传感器以及第四电流传感器中确定其中一个电流传感器作为目标电流传感器,并控制第一开关闭合,使第一电流传感器仅与目标电流传感器导通;其中,第二电流传感器、第三电流传感器以及第四电流传感器并联后,串接在第一电流传感器之后,并且各个电流传感器的测量精度不同,第一电流传感器的量程最大;
6、通过目标电流传感器采集被检设备的二次电流信号,并将采集到的二次电流信号传输至多通道数模转换模块,由通道数模转换模块将二次电流信号传输至数字信号处理模块;
7、数字信号处理模块基于接收到的电压信号和二次电流信号,计算被检设备的功率和电能。
8、可选地,该方法还包括:
9、多通道数模转换模块计算一次电流信号和二次电流信号之间的差值;
10、多通道数模转换模块根据差值对第一电流传感器采集的一次电流信号进行校准,并将校准后的一次电流信号传输至数字信号处理模块;
11、数字信号处理模块根据接收到的电压信号和校准后的一次电流信号,计算档位切换期间被检设备产生的电能值。
12、可选地,该方法还包括:
13、数字信号处理模块判断一次电流信号是否大于预设的电流阈值;
14、当一次电流信号大于预设的电流阈值时,数字信号处理模块生成对应的第二换挡指令,并将第二换挡指令发送至换挡模块;
15、换挡模块基于接收到的第二换挡指令,控制第二开关闭合以及第一开关断开;其中,当第二开关闭合时,第一电流传感器与整流桥上相应的二极管导通。
16、可选地,所述第一电流传感器是量程为600a的磁通门电流传感器。
17、可选地,所述将采集到的电压信号和一次电流信号传输至多通道数模转换模块,包括:
18、将采集到的电压信号传输至电压前端模块,由电压前端模块对电压信号进行同相放大或衰减,并将同相放大或衰减后的电压信号传输至多通道数模转换模块;
19、将采集到的一次电流信号传输至第一电流前端模块,由第一电流前端模块将一次电流信号转换为适合多通道数模转换模块采样的第一目标电压信号,并将第一目标电压信号传输至多通道数模转换模块。
20、可选地,所述将采集到的二次电流信号传输至多通道数模转换模块,包括:
21、将采集到的二次电流信号传输至第二电流前端模块,由第二电流前端模块将二次电流信号转换为适合多通道数模转换模块采样的第二目标电压信号,并将第二目标电压信号传输至多通道数模转换模块。
22、可选地,所述数字信号处理模块基于接收到的电压信号和二次电流信号,计算被检设备的功率和电能,包括:
23、数字信号处理模块从预设的多个电能数学模型中确定一个目标电能数学模型;
24、数字信号处理模块基于接收到的电压信号和二次电流信号,利用目标电能数学模型,计算被检设备的功率和电能。
25、根据本发明的又一个方面,提供了一种用于电能计量的串并组合换挡装置,包括:
26、电压前端模块、第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器、换挡模块、通道数模转换模块以及数字信号处理模块;其中第二电流传感器、第三电流传感器以及第四电流传感器并联后,串接在第一电流传感器之后,并且各个电流传感器的测量精度不同,第一电流传感器的量程最大;
27、电压前端模块用于采集被检设备的电压信号,并将采集到的电压信号传输至多通道数模转换模块,由通道数模转换模块将一次电流信号传输至数字信号处理模块;
28、第一电流传感器用于采集被检设备的一次电流信号,并将采集到的一次电流信号传输至多通道数模转换模块,由通道数模转换模块将一次电流信号传输至数字信号处理模块;
29、第二电流传感器、第三电流传感器以及第四电流传感器均用于采集被检设备的二次电流信号,并将采集到的二次电流信号传输至多通道数模转换模块,由通道数模转换模块将二次电流信号传输至数字信号处理模块;
30、数字信号处理模块用于从预设的多个电流区间中确定一次电流信号对应的目标电流区间,根据目标电流区间生成对应的第一换挡指令,并将第一换挡指令发送至换挡模块;
31、换挡模块用于基于接收到的第一换挡指令,从第二电流传感器、第三电流传感器以及第四电流传感器中确定其中一个电流传感器作为目标电流传感器,并控制第一开关闭合,使第一电流传感器仅与目标电流传感器导通;
32、数字信号处理模块还用于基于接收到的电压信号和二次电流信号,计算被检设备的功率和电能。
33、可选地,所述多通道数模转换模块还用于计算一次电流信号和二次电流信号之间的差值,并根据差值对第一电流传感器采集的一次电流信号进行校准,并将校准后的一次电流信号传输至数字信号处理模块;
34、所述数字信号处理模块还用于根据接收到的电压信号和校准后的一次电流信号,计算档位切换期间被检设备产生的电能值。
35、可选地,所述数字信号处理模块还用于判断一次电流信号是否大于预设的电流阈值;当一次电流信号大于预设的电流阈值时,数字信号处理模块生成对应的第二换挡指令,并将第二换挡指令发送至换挡模块;
36、换挡模块还用于基于接收到的第二换挡指令,控制第二开关闭合以及第一开关断开;其中,当第二开关闭合时,第一电流传感器与整流桥上相应的二极管导通。
37、可选地,所述第一电流传感器是量程为600a的磁通门电流传感器。
38、根据本发明的又一个方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。
39、根据本发明的又一个方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括:处理器;用于存储所述处理器可执行指令的存储器;所述处理器,用于从所述存储器中读取所述可执行指令,并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。
40、本发明采用了两套电流传感器的结构,其中一套为量程较大的第一电流传感器,作为主要传感器负责整个计量过程中被检设备母线上的电流测量。另一套则由不同测量精度的第二、第三、第四电流传感器组成,用于低电流范围下的精准测量。这种组合结构确保了在广泛的电流范围内,能够提供准确的测量数据,从微安级到几百安培。通过换挡模块、多通道数模转换模块以及数字信号处理模块的组合,能够实现自动切换档位和实时调整测量档位,覆盖微安级到几百安培、几伏到几十伏的广泛电流和电压范围,适应不同电池型号和工作状态,无需人工干预,确保在不同工作条件下持续提供准确的电能累计测量结果。
1.一种用于电能计量的串并组合换挡方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一电流传感器是量程为600a的磁通门电流传感器。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将采集到的电压信号和一次电流信号传输至多通道数模转换模块,包括:
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将采集到的二次电流信号传输至多通道数模转换模块,包括:
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述数字信号处理模块基于接收到的电压信号和二次电流信号,计算被检设备的功率和电能,包括:
8.一种用于电能计量的串并组合换挡装置,其特征在于,包括:电压前端模块、第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器、换挡模块、通道数模转换模块以及数字信号处理模块;其中第二电流传感器、第三电流传感器以及第四电流传感器并联后,串接在第一电流传感器之后,并且各个电流传感器的测量精度不同,第一电流传感器的量程最大;
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述多通道数模转换模块还用于计算一次电流信号和二次电流信号之间的差值,并根据差值对第一电流传感器采集的一次电流信号进行校准,并将校准后的一次电流信号传输至数字信号处理模块;
10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述数字信号处理模块还用于判断一次电流信号是否大于预设的电流阈值;当一次电流信号大于预设的电流阈值时,数字信号处理模块生成对应的第二换挡指令,并将第二换挡指令发送至换挡模块;
11.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第一电流传感器是量程为600a的磁通门电流传感器。
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行上述权利要求1-7任一所述的方法。
13.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
