电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法与流程

本发明涉及电动汽车动力电池控制领域，特别是涉及一种电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法。

背景技术

汽车自问世以来，已经成为衡量一个国家发达程度的重要标志，伴随着石油资源的大量消耗，而电动汽车由于具有高效节能、低排放或零排放优势的环保特性，正符合了汽车产业未来节能和减排的发展方向，因此受到世界各国的广泛重视，已成为国际节能环保汽车发展的主攻方向，许多国家都已经投入大量人力和资金来开发电动汽车相关技术。电池作为电动汽车核心部件，如何避免电池损坏与延长电池寿命成为一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明通过对电动汽车输出总转矩进行限制的方式来达到对电动汽车动力电池实际输出总电流(或总功率)进行控制，以使动力电池实际输出总电流(或总功率)处于允许的最大充电电流(或功率)和最大放电电流(或功率)之间的目的；达到避免电池过流损坏与延长电池寿命的目的；以克服上述现有技术的缺陷。

本发明提供一种电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法，通过调节驱动轮转矩输出系数factortout，对电动汽车实际输出转矩进行限制，从而将电池实际输出总电流isum(或实际输出总功率)控制在允许最大充电电流imax_i(或允许最大充电功率)和允许最大放电电流imax_o之间(或允许最大放电功率)。

进一步，本发明提供一种电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法，还可以具有这样的特征：调节驱动轮转矩输出系数factortout采用设定速率进行扫描周期调整。

进一步，本发明提供一种电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法，还可以具有这样的特征：包括粗调动作，粗调动作包括粗调减幅步骤，具体如下。

当实际输出总电流isum>允许最大充电电流imax_i；或实际输出总电流isum<允许最大放电电流imax_o时。

或实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i或与允许最大放电电流imax_o的差值，小于粗调减幅额定值时。

驱动轮转矩输出系数factortout将以每扫描周期减幅为粗调减幅倍幅值的速率做减幅，直到驱动轮转矩输出系数factortout下降至系数下限值或实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间；且与允许最大充电电流imax_i和与允许最大放电电流imax_o的差值，超过粗调减幅额定值为止。

进一步，本发明提供一种电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法，还可以具有这样的特征：粗调动作包括粗调增幅步骤，具体如下。

当实际输出总电流isum<允许最大充电电流imax_i；或实际输出总电流isum>允许最大放电电流imax_o时。

且实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i或与允许最大放电电流imax_o的差值，大于粗调增幅额定值。

驱动轮转矩输出系数factortout将以每扫描周期增幅为粗调增幅倍幅值的速率做增幅；直到驱动轮转矩输出系数factortout上升到1或实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间；且与允许最大充电电流imax_i和与允许最大放电电流imax_o的差值，小于粗调增幅额定值为止。

进一步，本发明提供一种电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法，还可以具有这样的特征：还包括精调动作，精调动作包括精调增幅步骤，具体如下。

当实际输出总电流isum<允许最大充电电流imax_i,且实际输出总电流isum>允许最大放电电流imax_o时。

且实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i或与允许最大放电电流imax_o的差值，大于粗调减幅额定值时。

且当实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i或与允许最大放电电流imax_o的差值，小于精调减幅额定值时。

驱动轮转矩输出系数factortout将以每扫描周期减幅为精调减幅倍幅值的速率做减幅；直到驱动轮转矩输出系数factortout下降到系数下限值或实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间；且与允许最大充电电流imax_i和与允许最大放电电流imax_o的差值，超过精调减幅额定值为止。

进一步，本发明提供一种电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法，还可以具有这样的特征：精调动作还包括精调增幅步骤，具体如下。

当实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间时。

且实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i或与允许最大放电电流imax_o的差值，小于粗调增幅额定值时。

且实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i(充电状态时)或与允许最大放电电流imax_o(放电状态时)的差值，大于精调增幅额定值时。

驱动轮转矩输出系数factortout将以每扫描周期增幅为精调增幅倍幅值的速率做增幅；直到驱动轮转矩输出系数factortout上升到1或实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间；且与允许最大充电电流imax_i和与允许最大放电电流imax_o的差值，小于精调增幅额定值为止。

进一步，本发明提供一种电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法，还可以具有这样的特征：粗调减幅额定值＝粗调减幅倍阀值x限流阀值；粗调增幅额定值＝粗调增幅倍阀值x限流阀值；精调减幅额定值＝精调减幅倍阀值x限流阀值；精调增幅额定值＝精调增幅倍阀值x限流阀值。

粗调减幅倍阀值<精调减幅倍阀值<精调增幅倍阀值<粗调增幅倍阀值。

进一步，本发明提供一种电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法，还可以具有这样的特征：扫描周期时间为10～40ms。

本发明提供的一种电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法，通过对电动汽车输出总转矩进行限制的方式来达到对电动汽车动力电池实际输出总电流(或总功率)进行控制，以使动力电池实际输出总电流(或总功率)处于允许的最大充电电流(或功率)和最大放电电流(或功率)之间的目的；达到避免电池过流损坏与延长电池寿命的目的。本发明的技术具有成本低但改善效果非常明显的特点，具有重要的推广价值，可以向电动汽车电池领域推广。

附图说明

图1是电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法的参数设置界面图。

附图标记：显示值05为的粗调增幅倍幅值的当前输出值。

显示值06为粗调增幅倍阀值的输出值与粗调减幅倍阀值的输出值的差值。

显示值07为粗调减幅倍幅值的当前输出值。

显示值12为的精调增幅倍幅值的当前输出值。

显示值13为精调增幅倍阀值的输出值与精调减幅倍阀值的输出值的差值。

显示值14为的精调减幅倍幅值的当前输出值。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

本实施例中，电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法是：通过调节驱动轮转矩输出系数factortout，对电动汽车实际输出转矩进行限制，从而将电池实际输出总电流isum(实际输出总功率)控制在允许最大充电电流imax_i(或允许最大充电功率)和允许最大放电电流imax_o之间(或允许最大放电功率)。

允许最大充电电流imax_i可以从动力电池厂家提供的电池电量与可充电流关系曲线进行离散化存储与查询获得，虽然每个厂家略有不同，但通常可充电流随电池电量减小而增大。

允许最大放电电流imax_o可以从动力电池厂家提供的电池电量与可放电流关系曲线进行离散化存储与查询获得，虽然每个厂家略有不同，但通常可放电流随电池电量减小而减小。

电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法的动作原理：

实际输出转矩＝factortout*输出总转矩。

其中，factortout为驱动轮转矩输出系数。

实际输出转矩与电动汽车动力电池实际输出总电流isum(或实际输出总功率)成一定的线性关系。

也就是说驱动轮转矩输出系数factortout越大，电池实际输出总电流isum(或实际输出总功率)越大；驱动轮转矩输出系数factortout越小，电池实际输出总电流isum(或实际输出总功率)越小。

电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法包括粗调动作和精调动作。需要说明的是充电时电流为正值，放电时电流为负值。

本实施例中的各项参数都可以通过如图1所示的界面进行参数设置。图1中横轴以上部分，即部分01的参数定义转矩限制闭环控制功能，粗调动作激活的阀值条件及相应的粗调动作量。横轴以下部分，即部分02的参数定义转矩限制闭环控制功能，精调动作激活的阀值条件及相应的精调动作量。

粗调动作分为粗调减幅和粗调增幅。

粗调减幅步骤为：

当实际输出总电流isum满足驱动轮转矩输出系数factortout粗调减幅动作条件时，驱动轮转矩输出系数factortout进行粗调减幅动作。

驱动轮转矩输出系数factortout粗调减幅动作条件为：

条件一、实际输出总电流isum>允许最大充电电流imax_i(充电状态时)；或实际输出总电流isum<允许最大放电电流imax_o(放电状态时)。

条件二、实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i(充电状态时)或与允许最大放电电流imax_o(放电状态时)的差值，小于粗调减幅额定值。其中粗调减幅额定值＝粗调减幅倍阀值08x限流阀值17。如图1所示，本实施例中，粗调减幅额定值＝0.1x15＝1.5a。

满足以上任意一个条件时，此时驱动轮转矩输出系数factortout将以每扫描周期减幅为粗调减幅倍幅值09的速率做减幅操作，即以0.1倍驱动轮转矩输出系数factortout的速率做减幅操作。直到驱动轮转矩输出系数factortout下降至系数下限值或实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间；且与允许最大充电电流imax_i和与允许最大放电电流imax_o的差值，超过粗调减幅额定值1.5a为止。即允许最大放电电流imax_o+1.5a<实际输出总电流isum；或实际输出总电流isum<允许最大充电电流imax_i-1.5a。

粗调增幅步骤为：

当实际输出总电流isum满足驱动轮转矩输出系数factortout粗调增幅动作条件时，驱动轮转矩输出系数factortout进行粗调增幅动作。

驱动轮转矩输出系数factortout粗调增幅动作条件为：

条件一、实际输出总电流isum<允许最大充电电流imax_i(充电状态时)；或实际输出总电流isum>允许最大放电电流imax_o(放电状态时)。

条件二、实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i(充电状态时)或与允许最大放电电流imax_o(放电状态时)的差值，大于粗调增幅额定值。其中粗调增幅额定值＝粗调增幅倍阀值03x限流阀值17。如图1所示，本实施例中，粗调增幅额定值＝4.1x15＝61.5a。

同时满足以上两个条件时，此时驱动轮转矩输出系数factortout将以每扫描周期增幅为粗调增幅倍幅值04的速率做增幅操作，即以0.01倍驱动轮转矩输出系数factortout的速率做增幅操作。直到驱动轮转矩输出系数factortout上升到1或实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间；且与允许最大充电电流imax_i和与允许最大放电电流imax_o的差值，小于粗调增幅额定值为止。即实际输出总电流isum<允许最大放电电流imax_o+61.5a；或允许最大充电电流imax_i-61.5a<实际输出总电流isum。

精调动作分为精调减幅和精调增幅。

精调减幅步骤为：

在实际输出总电流isum不满足驱动轮转矩输出系数factortout粗调减幅动作条件的前提下；即实际输出总电流isum<允许最大充电电流imax_i(充电状态时),且实际输出总电流isum>允许最大放电电流imax_o(放电状态时)，且实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i(充电状态时)或与允许最大放电电流imax_o(放电状态时)的差值，大于粗调减幅额定值1.5。

当实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i(充电状态时)或与允许最大放电电流imax_o(放电状态时)的差值，小于精调减幅额定值时，驱动轮转矩输出系数factortout进行精调减幅动作。其中，精调减幅额定值＝精调减幅倍阀值15x限流阀值17。如图1所示，本实施例中，精调减幅额定值＝0.5x15＝7.5a。

此时驱动轮转矩输出系数factortout将以每扫描周期减幅为精调减幅倍幅值16的速率做减幅操作，即以0.01倍驱动轮转矩输出系数factortout的速率做减幅操作。直到驱动轮转矩输出系数factortout下降到系数下限值或实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间；且与允许最大充电电流imax_i和与允许最大放电电流imax_o的差值，超过精调减幅额定值7.5a为止。即允许最大放电电流imax_o+7.5a<实际输出总电流isum；或实际输出总电流isum<允许最大充电电流imaxi_-7.5a。

精调增幅步骤为：

当实际输出总电流isum满足驱动轮转矩输出系数factortout精调增幅动作条件时，驱动轮转矩输出系数factortout进行精调增幅动作。

条件一、实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间。

条件二、实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i(充电状态时)或与允许最大放电电流imax_o(放电状态时)的差值，小于粗调增幅额定值61.5a。

条件三、实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i(充电状态时)或与允许最大放电电流imax_o(放电状态时)的差值，大于精调增幅额定值。其中，精调增幅额定值＝精调增幅倍阀值10x限流阀值17。如图1所示，本实施例中，精调增幅额定值＝2x15＝30a。

同时满足以上三个条件时，此时驱动轮转矩输出系数factortout将以每扫描周期增幅为精调增幅倍幅值11的速率做增幅操作，即以0.001倍驱动轮转矩输出系数factortout的速率做增幅操作。直到驱动轮转矩输出系数factortout上升到1或实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间；且与允许最大充电电流imax_i和与允许最大放电电流imax_o的差值，小于精调增幅额定值30a为止。即实际输出总电流isum<允许最大放电电流imax_o+30a；或允许最大充电电流imax_i-30a<实际输出总电流isum。

本实施例中，扫描周期时间为10～40ms，如果每扫描周期减幅按10％计，每扫描周期增幅按1％计，那么最快减幅时间将为100～400ms，最快增幅时间将为1000～4000ms。

从上述的电动汽车动力电池智能可靠电流限幅控制方法可以看出：

当实际输出总电流isum>允许最大充电电流imax_i(充电状态时)；或实际输出总电流isum<允许最大放电电流imax_o(放电状态时)，驱动轮转矩输出系数factortout进行粗调减幅动作。

其他的调节动作都是在实际输出总电流isum在允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o之间的大前提下进行的。

实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i(充电状态时)或与允许最大放电电流imax_o(放电状态时)的差值，小于粗调减幅额定值1.5a时，驱动轮转矩输出系数factortout进行粗调减幅动作。

当实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i的差值介于粗调减幅额定值1.5a至精调减幅额定值7.5a之间时，驱动轮转矩输出系数factortout进行精调减幅动作。

当实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i(充电状态时)或与允许最大放电电流imax_o(放电状态时)的差值，大于粗调增幅额定值61.5a时，驱动轮转矩输出系数factortout进行粗调增幅动作。

当实际输出总电流isum与允许最大充电电流imax_i的差值介于粗调增幅额定值61.5a至精调增幅额定值30a之间时，驱动轮转矩输出系数factortout进行精调增幅动作。

本实施例中，判定的条件是电池实际输出总电流isum、允许最大充电电流imax_i和允许最大放电电流imax_o这三个参数进行对比确定的。同样的，采用实际输出总功率、允许最大充电功率和允许最大放电功率这三个参数对比结果，作为判定的条件工作原理是一样的。