一种电动汽车能量控制方法及系统与流程

本发明涉及电动汽车技术领域，更具体的说，涉及一种电动汽车能量控制方法及系统。

背景技术：

电动汽车能量控制主要涉及对电池包放电功率的限制控制，电动汽车在行驶过程中，整车的运行功率不能长时间超过电池包的上限持续功率阈值，否则会导致电池包温升过快，温度过高，从而影响电池包的使用寿命，严重时还可能造成电池包热失控而失火。

目前，电动汽车能量控制大多采用基于时间限制的控制方法，具体为：预先设定上限持续功率阈值、上限瞬时功率阈值以及整车在上限瞬时功率阈值的最大持续运行时间，也即时间阈值，其中，上限持续功率阈值＜上限瞬时功率阈值。在时间阈值内，控制整车以大于上限持续功率阈值且小于上限瞬时功率阈值的运行功率运行，当整车的运行时间超过时间阈值时，则限定整车的运行功率不大于上限持续功率阈值。

上述基于时间限制的控制方法，能够很好的实现对整车的能量控制。但是，这种仅以时间作为判断基准的控制方式，在整车实际运行功率刚超过上限持续功率阈值且远未达到上限瞬时功率阈值时，会过度的保护电池包，使得电池包的放电能力没有得到最大释放；同时，当整车的运行功率超过上限持续功率阈值的运行时间达到预设的时间阈值后，会控制整车的实际运行功率直接从上限瞬时功率阈值下降到上限持续功率阈值，因此可能导致整车的动力输出产生阶跃性衰减，使整车产生抖动甚至顿挫感，从而影响驾驶舒适性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明公开一种电动汽车能量控制方法及系统，以使电池包的放电能力得到很好的释放，同时整车的实际运行功率也不会发生大的阶跃跳变，从而有效减少整车的动力输出产生阶跃性衰减，避免整车产生抖动甚至顿挫感情况，提高驾驶舒适性。

一种电动汽车能量控制方法，包括：

获取整车的当前实际运行功率；

判断所述当前实际运行功率是否超过当前上限持续功率阈值；

如果是，计算所述当前实际运行功率超过所述当前上限持续功率阈值的超限累计运行功量；

计算所述超限累计运行功量占上限可运行功量的比例；

基于所述比例和预设延时衰减系数计算整车的当前允许上限功率阈值，根据所述当前允许上限功率阈值控制整车的实际可用放电功率上限。

可选的，所述基于所述比例和预设延时衰减系数计算整车的当前允许上限功率阈值，根据所述当前允许上限功率阈值控制整车的实际可用放电功率上限，具体包括：

基于所述比例和所述预设延时衰减系数计算整车的所述当前允许上限功率阈值，过程为：

式中，plmt为所述当前允许上限功率阈值，c为所述比例，η为所述预设延时衰减系数，pinst为当前上限瞬时功率阈值，pconst为所述当前上限持续功率阈值，的取值范围为[0，1]；

当η＝0时，在整车的所述当前实际运行功率超过所述当前上限持续功率阈值后，直接控制整车的所述当前实际运行功率进入衰减阶段，所述衰减阶段为：控制整车的所述当前实际运行功率直接从所述当前上限瞬时功率阈值下降到所述当前上限持续功率阈值；

当η＝1时，进行除零保护，并禁止整车从所述当前实际运行功率进入所述衰减阶段，直至整车在所述当前上限瞬时功率阈值再次运行时间阈值tinst，再进入所述衰减阶段，所述时间阈值tinst为：整车在所述当前上限瞬时功率阈值的最大持续运行时间；

当η范围为(0,1)时，禁止整车从所述当前实际运行功率进入所述衰减阶段，直至整车在所述当前上限瞬时功率阈值再次运行η倍的所述时间阈值tinst，再进入所述衰减阶段。

可选的，所述获取整车的当前实际运行功率，具体包括：

获取汽车总线的当前电压和当前电流；

计算整车的所述当前实际运行功率，过程为：

pactl＝upck×ipck；

式中，pactl为所述当前实际运行功率，upck为所述当前电压，ipck为所述当前电流。

可选的，所述计算所述当前实际运行功率超过所述当前上限持续功率阈值的超限累计运行功量，具体包括：

计算所述超限累计运行功量b的过程为：

式中，t为整车的所述当前实际运行功率超过所述当前上限持续功率阈值的运行时间，pactl为所述当前实际运行功率，pconst为所述当前上限持续功率阈值。

可选的，所述计算所述超限累计运行功量占上限可运行功量的比例，具体包括：

计算所述上限可运行功量a，过程为：

a＝(pinst-pconst)×tinst；

式中，pinst为当前上限瞬时功率阈值，pconst为所述当前上限持续功率阈值，tinst为时间阈值，具体为整车在所述当前上限瞬时功率阈值的最大持续运行时间；

计算所述比例c，过程为：

一种电动汽车能量控制系统，包括：

获取单元，用于获取整车的当前实际运行功率；

判断单元，用于判断所述当前实际运行功率是否超过当前上限持续功率阈值；

第一计算单元，用于在所述判断单元判断为是的情况下，计算所述当前实际运行功率超过所述当前上限持续功率阈值的超限累计运行功量；

第二计算单元，用于计算所述超限累计运行功量占上限可运行功量的比例；

控制单元，用于基于所述比例和预设延时衰减系数计算整车的当前允许上限功率阈值，根据所述当前允许上限功率阈值控制整车的实际可用放电功率上限。

可选的，所述控制单元具体用于：

基于所述比例和所述预设延时衰减系数计算整车的所述当前允许上限功率阈值，过程为：

式中，plmt为所述当前允许上限功率阈值，c为所述比例，η为所述预设延时衰减系数，pinst为当前上限瞬时功率阈值，pconst为所述当前上限持续功率阈值，的取值范围为[0，1]；

当η＝0时，在整车的所述当前实际运行功率超过所述当前上限持续功率阈值后，直接控制整车的所述当前实际运行功率进入衰减阶段，所述衰减阶段为：控制整车的所述当前实际运行功率直接从所述当前上限瞬时功率阈值下降到所述当前上限持续功率阈值；

当η＝1时，进行除零保护，并禁止整车从所述当前实际运行功率进入所述衰减阶段，直至整车在所述当前上限瞬时功率阈值再次运行时间阈值tinst，再进入所述衰减阶段，所述时间阈值tinst为：整车在所述当前上限瞬时功率阈值的最大持续运行时间；

当η范围为(0,1)时，禁止整车从所述当前实际运行功率进入所述衰减阶段，直至整车在所述当前上限瞬时功率阈值再次运行η倍的所述时间阈值tinst，再进入所述衰减阶段。

可选的，所述获取单元具体用于：

获取汽车总线的当前电压和当前电流；

计算整车的所述当前实际运行功率，过程为：

pactl＝upck×ipck；

式中，pactl为所述当前实际运行功率，upck为所述当前电压，ipck为所述当前电流。

可选的，所述第一计算单元具体用于：

计算所述超限累计运行功量b的过程为：

式中，t为整车的所述当前实际运行功率超过所述当前上限持续功率阈值的运行时间，pactl为所述当前实际运行功率，pconst为所述当前上限持续功率阈值。

可选的，所述第二计算单元具体用于：

计算所述上限可运行功量a，过程为：

a＝(pinst-pconst)×tinst；

式中，pinst为当前上限瞬时功率阈值，pconst为所述当前上限持续功率阈值，tinst为时间阈值，具体为整车在所述当前上限瞬时功率阈值的最大持续运行时间；

计算所述比例c，过程为：

从上述的技术方案可知，本发明公开了一种电动汽车能量控制方法及系统，当整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值时，计算整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值的超限累计运行功量，并进一步计算超限累计运行功量占上限可运行功量的比例，从而基于比例和预设延时衰减系数确定整车的当前允许上限功率阈值，以便根据当前允许上限功率阈值控制整车的实际可用放电功率上限。本发明基于功量确定的整车的当前允许上限功率阈值，在控制整车的实际可用放电功率上限时，能够实时考虑电池包的放电功量，而不仅仅是电池包的放电时间，因此能够使电池包的放电能力得到很好的释放，同时整车的实际运行功率也不会发生大的阶跃跳变，从而有效减少了整车的动力输出产生阶跃性衰减，避免整车产生抖动甚至顿挫感情况，提高了驾驶舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种电动汽车能量控制方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种电动汽车能量控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种电动汽车能量控制方法及系统，当整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值时，计算整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值的超限累计运行功量，并进一步计算超限累计运行功量占上限可运行功量的比例，从而基于比例和预设延时衰减系数确定整车的当前允许上限功率阈值，以便根据当前允许上限功率阈值控制整车的实际可用放电功率上限。本发明基于功量确定的整车的当前允许上限功率阈值，在控制整车的实际可用放电功率上限时，能够实时考虑电池包的放电功量，而不仅仅是电池包的放电时间，因此能够使电池包的放电能力得到很好的释放，同时整车的实际运行功率也不会发生大的阶跃跳变，从而有效减少了整车的动力输出产生阶跃性衰减，避免整车产生抖动甚至顿挫感情况，提高了驾驶舒适性。

参见图1，本发明一实施例公开的一种电动汽车能量控制方法流程图，该方法应用于vcu(vehiclecontrolunit，车辆控制单元)，包括步骤：

步骤s101、获取整车的当前实际运行功率；

对于电动汽车，尤其是纯电动汽车而言，bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)会实时反馈汽车总线的当前电压upck和当前电流ipck至vcu，vcu根据当前电压upck和当前电流ipck计算得到整车的当前实际运行功率pactl，具体如下：

pactl＝upck×ipck(1)。

步骤s102、判断当前实际运行功率是否超过当前上限持续功率阈值，如果是，则执行步骤s103，如果否，则返回执行步骤s101；

对于电动汽车，尤其是纯电动汽车而言，电池包的放电能力由bms实时监测并发送到汽车总线上，即bms会实时发送电池包的当前上限持续功率阈值pconst和当前上限瞬时功率阈值pinst至vcu。

通过比较当前实际运行功率pactl与当前上限持续功率阈值pconst的大小关系，即可知晓整车在的当前实际运行功率pactl与是否超过当前上限持续功率阈值pconst，如果pactl＞pconst，则继续执行步骤s103；反之，如果pactl≤pconst，则无需对整车的运行功率进行限制，此时，返回步骤s101，继续实时获取整车的实际运行功率。

步骤s103、计算当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值的超限累计运行功量；

具体的，计算当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值的超限累计运行功量b的过程如下：

式中，t为整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值的运行时间。

公式(2)表示，当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值运行的功率对时间的积分，也即为整车在超限时间内运行的功量。

步骤s104、计算超限累计运行功量占上限可运行功量的比例；

具体的，将整车在当前上限瞬时功率阈值的最大持续运行时间，设定为一个时间阈值tinst，时间阈值tinst为大于0的标定值。

上限可运行功量a的计算过程如下：

a＝(pinst-pconst)×tinst(3)；

则计算超限累计运行功量占上限可运行功量的比例c的过程如下：

步骤s105、基于比例和预设延时衰减系数计算整车的当前允许上限功率阈值，根据当前允许上限功率阈值控制整车的实际可用放电功率上限。

具体的，根据公式(5)计算当前允许上限功率阈值plmt，过程为：

当η＝0时，在整车的当前实际运行功率pactl超过当前上限持续功率阈值pconst后，直接控制整车的当前实际运行功率pactl进入衰减阶段，该衰减阶段也即控制整车的当前实际运行功率pactl直接从当前上限瞬时功率阈值pinst下降到当前上限持续功率阈值pconst；

需要说明的是，本实施例中的衰减阶段实际上是一个对整车的当前实际运行功率pactl的一个控制阶段，在该控制阶段中可以认为存在一个由当前上限瞬时功率阈值pinst下降到当前上限持续功率阈值pconst的曲线，当整车的当前实际运行功率pactl超过当前上限持续功率阈值pconst后，整车的当前实际运行功率pactl就会落入到这个曲线中，此时对整车的当前实际运行功率pactl按照这个曲线走向进行控制。

当η＝1时，进行除零保护，并禁止整车的当前实际运行功率pactl进入衰减阶段，直至整车在当前上限瞬时功率阈值pinst再次运行时间阈值tinst后，再进入衰减阶段，即整车的当前实际运行功率pactl直接从当前上限瞬时功率阈值pinst下降到当前上限持续功率阈值pconst；

需要说明的是，当η＝1时，作为分母的(1-η)将会等于零，在这种情况下，就需要进行除零保护，除零保护也即直接对(1-η)赋值一个很小的值，比如，赋值为0.001，以避免作为分母的(1-η)等于零。

当η范围为(0,1)时，禁止整车从当前实际运行功率进入衰减阶段，直至整车在当前上限瞬时功率阈值再次运行η倍的时间阈值tinst，再进入衰减阶段。

公式(5)中，的取值范围为[0，1]，当时，则令的取值为1。

需要特别说明的是，若按照公式(6)计算当前允许上限功率阈值plmt，过程为：

plmt＝(1-c)×(pinst-pconst)+pconst(6)；

上述vcu根据公式(6)计算得到的当前允许上限功率阈值plmt即可作为整车实时的允许上限功率阈值，根据该允许上限功率阈值可以控制整车的实际可用放电功率上限。

但是公式(6)所示的计算公式，在实际运行过程中，如果整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值的运行时间达到预设的时间阈值tinst后，vcu根据公式(6)计算得到的当前允许上限功率阈值plmt即随时间逐渐由当前上限瞬时功率阈值pinst开始衰减，因此，可能导致整车无法在当前上限瞬时功率阈值pinst持续工作时间阈值tinst，换句话说，电池包的最大放电能力可能受到一定限制。

按照对电池包保护优先策略，基于公式(6)计算得到的当前允许上限功率阈值plmt来控制整车的实际可用放电功率上限，能够最大程度实现对电池包的保护，但同时也影响了整车的动力性能。

为解决这一问题，本申请的发明人在公式(6)的基础上增加一个预设延时衰减系数η，η为用户标定量，0≤η≤1，表示在当前上限瞬时功率阈值pinst运行时衰减的程度，从而得到公式(5)中所示的当前允许上限功率阈值计算公式。

综上可知，本发明公开的电动汽车能量控制方法，当整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值时，计算整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值的超限累计运行功量，并进一步计算超限累计运行功量占上限可运行功量的比例，从而基于比例和预设延时衰减系数确定整车的当前允许上限功率阈值，以便根据当前允许上限功率阈值控制整车的实际可用放电功率上限。本发明基于功量确定的整车的当前允许上限功率阈值，在控制整车的实际可用放电功率上限时，能够实时考虑电池包的放电功量，而不仅仅是电池包的放电时间，因此能够使电池包的放电能力得到很好的释放，同时整车的实际运行功率也不会发生大的阶跃跳变，从而有效减少了整车的动力输出产生阶跃性衰减，避免整车产生抖动甚至顿挫感情况，提高了驾驶舒适性。

与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种电动汽车能量控制系统。

参见图2，本发明一实施例公开的一种电动汽车能量控制系统的结构示意图，该系统应用于vcu，包括：

获取单元201，用于获取整车的当前实际运行功率；

对于电动汽车，尤其是纯电动汽车而言，bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)会实时反馈汽车总线的当前电压upck和当前电流ipck至vcu，vcu根据当前电压upck和当前电流ipck计算得到整车的当前实际运行功率pactl。

因此，获取单元201具体用于：

获取汽车总线的当前电压和当前电流；

计算整车的当前实际运行功率，过程为：

pactl＝upck×ipck(1)；

式中，pactl为当前实际运行功率，upck为当前电压，ipck为当前电流。

判断单元202，用于判断当前实际运行功率是否超过当前上限持续功率阈值；

对于电动汽车，尤其是纯电动汽车而言，电池包的放电能力由bms实时监测并发送到汽车总线上，即bms会实时发送电池包的当前上限持续功率阈值pconst和当前上限瞬时功率阈值pinst至vcu。

通过比较当前实际运行功率pactl与当前上限持续功率阈值pconst的大小关系，即可知晓整车在的当前实际运行功率pactl与是否超过当前上限持续功率阈值pconst，如果pactl＞pconst，则继续执行第一计算单元203；反之，如果pactl≤pconst，则无需对整车的运行功率进行限制，此时，返回获取单元201。

第一计算单元203，用于在判断单元202判断为是的情况下，计算当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值的超限累计运行功量；

第一计算单元203具体用于：

计算超限累计运行功量b的过程为：

式中，t为整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值的运行时间，pactl为当前实际运行功率，pconst为当前上限持续功率阈值。

第二计算单元204，用于计算超限累计运行功量占上限可运行功量的比例；

第二计算单元204具体用于：

计算上限可运行功量a，过程为：

a＝(pinst-pconst)×tinst(3)；

式中，pinst为当前上限瞬时功率阈值，pconst为当前上限持续功率阈值，tinst为时间阈值，具体为整车在当前上限瞬时功率阈值的最大持续运行时间。

计算超限累计运行功量占上限可运行功量的比例c，过程为：

控制单元205，用于基于比例和预设延时衰减系数计算整车的当前允许上限功率阈值，根据当前允许上限功率阈值控制整车的实际可用放电功率上限。

控制单元205具体用于：

基于比例和预设延时衰减系数计算整车的当前允许上限功率阈值，过程为：

式中，plmt为当前允许上限功率阈值，c为超限累计运行功量占上限可运行功量的比例，η为预设延时衰减系数，pinst为当前上限瞬时功率阈值，pconst为当前上限持续功率阈值，的取值范围为[0，1]；

当η＝0时，在整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值后，直接控制整车的当前实际运行功率进入衰减阶段，衰减阶段为：控制整车的当前实际运行功率直接从当前上限瞬时功率阈值下降到当前上限持续功率阈值。

当η＝1时，进行除零保护，并禁止整车从当前实际运行功率进入衰减阶段，直至整车在当前上限瞬时功率阈值再次运行时间阈值tinst，再进入衰减阶段，时间阈值为：整车在当前上限瞬时功率阈值的最大持续运行时间；

当η范围为(0,1)时，禁止整车从当前实际运行功率进入衰减阶段，直至整车在当前上限瞬时功率阈值再次运行η倍的时间阈值tinst，再进入衰减阶段。

需要说明的是，当η＝1时，作为分母的(1-η)将会等于零，在这种情况下，就需要进行除零保护，除零保护也即直接对(1-η)赋值一个很小的值，比如，赋值为0.001，以避免作为分母的(1-η)等于零。

综上可知，本发明公开的电动汽车能量控制系统，当整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值时，计算整车的当前实际运行功率超过当前上限持续功率阈值的超限累计运行功量，并进一步计算超限累计运行功量占上限可运行功量的比例，从而基于比例和预设延时衰减系数确定整车的当前允许上限功率阈值，以便根据当前允许上限功率阈值控制整车的实际可用放电功率上限。本发明基于功量确定的整车的当前允许上限功率阈值，在控制整车的实际可用放电功率上限时，能够实时考虑电池包的放电功量，而不仅仅是电池包的放电时间，因此能够使电池包的放电能力得到很好的释放，同时整车的实际运行功率也不会发生大的阶跃跳变，从而有效减少了整车的动力输出产生阶跃性衰减，避免整车产生抖动甚至顿挫感情况，提高了驾驶舒适性。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。