专利名称：一种电动汽车系统保护控制方法
技术领域：
本发明属于汽车控制领域，特别是涉及纯电动汽车动力电池、电 机系统的保护控制。
背景技术：
纯电动汽车的动力驱动系统一般由高压动力电池、驱动电机和传 动系组成。在电动汽车加速运行过程中，驱动电机直接消耗高压动力 电池的能量，作为动力源代替发动机来驱动整车运行。在电动汽车减 速制动的过程中，驱动电才几被整车来驱动，作为发电机给高压动力电 池充电，将整车动能以电能的方式存储起来，以供下次加速驱动使用， 提高了能源的利用率。
为了确保驾驶时的扭矩输出安全、可靠，高压动力电池和驱动电 机作为主要零部件组成的整车控制系统的保护控制就显得尤为重要。
整车控制器(VMS, Vehicle management system)不^j^要实现整车的 驱动及发电功能，同时，要对整车系统进行保护控制，以确保整车运 行于安全、可靠以及可控的状态下。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了 一种电动汽车系统保护控制方 法，包括高压动力电池过充电保护控制模块、高压动力电池过放电保 护控制模块、温度保护控制模块以及超速保护控制模块，当上述多个 才莫块中的一个或多个确定驱动电机保护状态信号被激活时，驱动电机 关闭请求信号就被激活，以及当上述多个模块中的一个或多个确定高压动力电池保护状态信号被激活时，高压动力电池关闭请求信号就被 激活。
在高压动力电池过充电保护控制模块中，当高压动力电池充电保 护状态信号被激活且高压动力电池荷电状态超过充电保护设定阈值 时，激活驱动电机发电保护状态信号。
在高压动力电池过放电保护控制模块中，当高压动力电池放电保 护状态信号被激活且高压动力电池荷电状态超过放电保护设定阈值
时，激活驱动电机放电保护状态信号；
在温度保护控制模块中，当高压动力电池本体温度超过其设定阈 值时就激活高压动力电池温度保护状态信号；当逆变器温度超过其设 定阈值时就激活驱动电机逆变器温度保护状态信号；当驱动电机本体 温度超过其设定阈值时就激活驱动电机温度保护状态信号。
过放电保护控制模块、温度保护控制模块和超速保护控制模块分 别确定一驱动电机驱动扭矩，这三个驱动扭矩取最小值，此最小值与 驱动电机工作能力峰值扭矩再取最小，所取的最小值作为驱动电机峰
值工作扭矩；上述三个保护控制模块确定的驱动扭矩最小值与驱动电 机最大连续扭矩取最小，所取的最小值作为驱动电机连续工作的最大 连续输出扭矩值；
过充电保护控制模块和温度保护控制模块分别确定一驱动电机发 电扭矩，这两个发电扭矩取最大值,驱动电机最大连续工作扭矩取其 相反值，再与上述最大值取最大，将此时得到的最大值作为驱动电机 连续工作的最小连续输出扭矩值。
在高压动力电池过充电保护控制模块中，当高压动力电池荷电状
态超过充电设定阈值时驱动电机的发电扭矩^:置为零；当高压动力电 池荷电状态未达到充电设定阅值时，根据当前高压动力电池荷电状态 与电池工作平衡点的相对值以及相应的过充电设定阈值确定高压动力 电池的最大充电功率，再根椐当前状态下驱动电机转速的角速度确定 当前状态下的驱动电才几发电扭矩。所述相对值是一个由高压动力电池荷电状态以及电池工作特性求
得的一个0-1之间的修正系数。
在高压动力电池过放电保护控制中，当高压动力电池荷电状态低
于放电设定阅值时驱动电机的驱动扭矩将被置为零；当高压动力电池 荷电状态未达到放电设定阈值时，根据当前高压动力电池荷电状态与 电池工作平衡点的差值确定高压动力电池的最大放电功率，根据最大 电池放电功率和实时的驱动电机转速角速度确定最大驱动电机驱动扭矩。
在温度保护控制模块中，根据高压动力电池实时温度确定一驱动 电机峰值工作扭矩系数；根据逆变器实时温度确定一 电机峰值工作扭 矩系数；根据驱动电机本体实时温度确定一电机峰值工作扭矩系数， 对上迷三个扭矩系数取最小值，由该最小值以及由驱动电机工作状态 模块推荐的电机峰值工作扭矩确定驱动电机驱动扭矩数值及发电扭矩 值。
在超速保护控制冲莫块中，根据驱动电机转速角速度确定驱动电机 驱动扭矩系数，当驱动电机转速角速度超过设定阈值时，根据此系数 以及驱动电机工作峰值扭矩最终确定驱动电机驱动扭矩。
在高压动力电池过充电保护控制模块中，当高压动力电池荷电状 态超过荷电状态设定阈值时就激活高压动力电池充电保护状态信号。
在高压动力电池过放电保护控制模块中，当高压动力电池荷电状 态低于荷电状态设定阈值时就激活高压动力电池放电保护状态信号。 本发明对电动汽车关键零部件如驱动电^u和高压动力电池在温度、 速度和充放电扭矩等方面进行监控，如在驱动电机温度开始升高的情 况下减少扭矩的输出，限制其工作能力，从而放緩进而降低其温JL当 温度已经达到临界点时，为了确保关键零部件及整车的安全，关闭高压动 力电池或驱动电机。在故障排除的情况下才能再次工作，减少了安全事故 的发生，实现了全面的系统安全保护控制，保证了系统的安全、可靠运 行。
图1:控制驱动电机、高压动力电池关闭请求流程图。
具体实施例方式
结合附图l对本发明的系统保护控制方法进行进一步的说明。 在高压动力电池过充电保护控制中，如果高压动力电池荷电状态 (S0C， State Of Charge)超过S0C设定阈值时就要激活高压动力电 池充电保护状态信号。当高压动力电池充电保护状态信号被激活且高 压动力电池SOC超过充电保护设定阈值时，激活驱动电机发电保护状 态信号。
在高压动力电池过充电保护控制中，当高压动力电池SOC超过SOC 设定阈值时驱动电机的发电扭矩将被置为零，也就是说将限制驱动电
机不再给高压动力电池充电。当高压动力电池soc未达到soc设定阈 值时，充电扭矩计算策略将根据高压动力电池soc与其工作平衡点的 相对值以及相应的阈值控制高压动力电池的最大充电功率，再根据当 前状态下驱动电机转速的角速度来计算当前状态下的驱动电机发电控 制的扭矩值。
在高压动力电池过放电保护控制中，当高压动力电池SOC低于soc
设定阈值时就要激活高压动力电池放电保护状态信号。当高压动力电
池放电保护状态信号被激活且高压动力电池soc超过放电保护设定阈 值时，激活驱动电机放电保护状态信号。
在高压动力电池过放电保护控制中，当高压动力电池soc低于soc 设定阈值时驱动电机的驱动扭矩将被置为零。也就是说将限制驱动电
机不再让高压动力电池放电；当高压动力电池SOC未达到SOC设定阈
值时，放电扭矩计算策略根据实际高压动力电池soc与电池工作平衡 点的差值进行判断最大电池放电功率，根据最大电池放电功率和实时 的驱动电机转速角速度可以计算出最大驱动电机驱动控制的扭矩值。在温度保护控制中，当高压动力电池本体温度超过其设定阈值时
就要激活高压动力电池温度保护状态信号；当逆变器温度超过其设定 阈值时就要激活驱动电机逆变器温度保护状态信号；当驱动电机本体 温度超过其设定阈值时就要激活驱动电机温度保护状态信号。
在上述的温度保护控制策略中，根据高压动力电池实时温度可以 确定一驱动电机峰值工作扭矩系数；根据逆变器实时温度可以确定一 电机峰值工作扭矩系数；根据驱动电机本体实时温度可以确定一 电机 峰值工作扭矩系数。对上述三个扭矩系数取最小值以及由驱动电机工
作状态模块推荐的电机峰值工作扭矩可以确定驱动电机驱动扭矩数值 及发电扭矩值。
在超速保护控制策略中，根据驱动电机转速角速度可以确定驱动 电机驱动扭矩数值系数。当驱动电机转速角速度超过设定阈值将根据 此系数以及驱动电机工作峰值扭矩可以最终确定驱动电机驱动扭矩数 值大小。
在以上四项保护控制策略中，如果任何一子模块中确定驱动电机 状态保护信号被激活时，驱动电机关闭请求信号就应该被激活。
在以上控制策略中，如果任何某一子模块中确定高压动力电池状 态信号被激活时，高压动力电池关闭请求信号就应该被激活。
在以上四项保护控制策略中，对过放电保护控制模块、过温度保 护控制模块和超速保护控制模块所确定的驱动电机驱动扭矩数值取最 小值，根据驱动电机的工作特性以及此时的电机转速得到 一个驱动电 机的工作能力峰值扭矩，将上述最小值与该工作能力峰值扭矩再取最 小，所取得的最小值结果就是最终确定的驱动电机峰值工作扭矩。对 上迷所取的三种保护控制模块驱动扭矩最小数值与驱动电机最大连续 扭矩数值取最小，所取的最小值就是驱动电机最大连续输出扭矩值。
在以上四项保护控制策略中，对过充电保护控制模块和过温度保 护控制模块所确定的驱动电机发电扭矩数值取最大值，而且对驱动电
机最大连续工作扭矩取其相反数，再与上迷二者最大值取最大，那么这个最大值就是驱动电机连续工作的最小连续扭矩值<
权利要求
1、一种电动汽车系统保护控制方法，包括高压动力电池过充电保护控制模块、高压动力电池过放电保护控制模块、温度保护控制模块以及超速保护控制模块，当上述多个模块中的一个或多个确定驱动电机保护状态信号被激活时，驱动电机关闭请求信号就被激活，以及当上述多个模块中的一个或多个确定高压动力电池保护状态信号被激活时，高压动力电池关闭请求信号就被激活。
2、 根据权利要求l所述的保护控制方法，其特征在于 在高压动力电池过充电保护控制模块中，当髙压动力电池充电保护状态信号被激活且高压动力电池荷电状态超过电机充电保护对应的 高压动力电池荷电状态设定阈值时，激活驱动电机发电保护状态信号； 在高压动力电池过放电保护控制模块中，当高压动力电池放电保护状态信号被激活且高压动力电池荷电状态超过电机发电保护对应的 高压动力电池荷电状态设定阈值时，激活驱动电机放电保护状态信号； 在温度保护控制模块中，当高压动力电池本体温度超过动力电池 温度保护设定阈值时就激活高压动力电池温度保护状态信号；当逆变 器温度超过逆变器温度保护设定阈值时就激活驱动电机逆变器温度保 护状态信号；当驱动电机本体温度超过电机本体温度保护设定阅值时 就激活驱动电机温度保护状态信号。
3、 根据权利要求1或2所述的保护控制方法，其特征在于 过放电保护控制模块、温度保护控制模块和超速保护控制模块分别确定一驱动电机驱动扭矩，这三个驱动扭矩取最小值，此最小值与 驱动电机峰值扭矩再取最小，所取的最小值作为驱动电机峰值工作扭 矩；上述三个保护控制模块确定的驱动扭矩最小值与驱动电机最大连续扭矩取最小，所取的最小值作为驱动电机连续工作的最大连续输出扭矩值；过充电保护控制模块和温度保护控制模块分别确定一驱动电机发 电扭矩，这两个发电扭矩取最大值，驱动电机最大连续工作扭矩取其 相反值，再与上述最大值取最大，将此时得到的最大值作为驱动电机 连续工作的最小连续输出扭矩值。
4、 根据权利要求1 一 3任一项所述的保护控制方法，其特征在于: 在高压动力电池过充电保护控制模块中，当高压动力电池荷电状态超过充电设定阈值时驱动电机的发电扭矩被置为零；当高压动力电 池荷电状态未达到充电设定阈值时，根据当前高压动力电池荷电状态 与电池工作平衡点的相对值以及相应的高压动力电池荷电状态过充电 设定阈值确定高压动力电池的最大充电功率，再根据当前状态下驱动 电机转速的角速度确定当前状态下的驱动电机发电扭矩。
5、 根据权利要求4所迷的保护控制方法，其特征在于所述相对 值是一个由高压动力电池荷电状态以及电池工作特性求得的一个0-1 之间的修正系数。
6、 根据权利要求l-5任一项所述的保护控制方法，其特征在于 在高压动力电池过放电保护控制中，当高压动力电池荷电状态低于放电设定阈值时驱动电机的驱动扭矩将被置为零；当高压动力电池 荷电状态未达到放电设定阈值时，根据当前高压动力电池荷电状态与 电池工作平衡点的差值确定高压动力电池的最大放电功率，根据最大电池放电功率和实时的驱动电机转速角速度确定最大驱动电机驱动扭 矩。
7、 #>据权利要求1-6任一项所述的保护控制方法，其特征在于在温度保护控制模块中，根据高压动力电池实时温度确定一驱动电机峰值工作扭矩系数；根据逆变器实时温度确定一电机峰值工作扭 矩系数；根据驱动电机本体实时温度确定一电机峰值工作扭矩系数， 对上述三个扭矩系数取最小值，由该最小值以及由驱动电机工作状态 模块推荐的电机峰值工作扭矩确定驱动电机驱动扭矩数值及发电扭矩 值。
8、 根据权利要求1 - 3任一项所迷的保护控制方法，其特征在于: 在超速保护控制模块中，根据驱动电机转速角速度确定驱动电机驱动扭矩系数，当驱动电机转速角速度超过设定阈值时，根据此系数 以及驱动电机工作峰值扭矩最终确定驱动电机驱动扭矩。
9、 根据权利要求2所迷的保护控制方法，其特征在于 在高压动力电池过充电保护控制模块中，当高压动力电池荷电状态超过荷电状态设定阈值时就激活高压动力电池充电保护状态信号。在高压动力电池过放电保护控制模块中，当高压动力电池荷电状 态低于荷电状态设定阈值时就激活高压动力电池放电保护状态信号。
全文摘要
本发明公开了一种电动汽车系统保护控制方法，包括高压动力电池过充电保护控制模块、高压动力电池过放电保护控制模块、温度保护控制模块以及超速保护控制模块，当上述多个模块中的一个或多个确定驱动电机保护状态信号被激活时，驱动电机关闭请求信号就被激活，以及当上述多个模块中的一个或多个确定高压动力电池保护状态信号被激活时，高压动力电池关闭请求信号就被激活。本发明对电动汽车关键零部件如驱动电机和高压动力电池在温度、速度和充放电扭矩方面进行监控，实现了全面的系统安全保护控制，保证了系统的安全、可靠运行。
文档编号B60W50/02GK101549686SQ20091013865
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者刘义强 申请人:奇瑞汽车股份有限公司