CN101860016B - 一种插电式电动汽车电池系统的保护控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种插电式电动汽车电池系统的保护控制方法，能够对插电式电动汽车电池系统实现有效保护。技术方案：根据电池实时端电压获得电池最大允许放电电流，电池实时端电压低于电池放电截止电压或电池放电电流超过电池最大允许电流时，进行电池放电保护，停止电池放电。
Description
技术领域
本发明涉及一种插电式电动汽车电池系统的保护控制方法。
背景技术
越来越多的汽车厂商在发展混合动力电动车之际，都会将Plug-in可充电式的系统考虑进去，作为新能源汽车研究新方向，混合动力电动汽车和基于纯电动汽车的Plug-in混合动力系统已成趋势。
现有技术中，如发明名称为“一种动力电池系统的高压安全保护方法”专利(专利号：200710166079.5)所公开的技术方案，动力电池具有电池管理系统，铅酸电池作为插电式纯电动汽车能量源具有能量密度较高、充放电倍率高、使用简单安全的优点，但是铅酸电池一般没有电池管理系统，电池管理系统的电池电量计算模块一般算法误差比较大，而且开发需要大量数据，耗费大量的人力财力及时间。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种插电式电动汽车电池系统的保护控制方法，能够对插电式电动汽车电池系统实现有效保护。
实现本发明目的技术方案：
一种插电式电动汽车电池系统的保护控制方法，其特征在于：根据电池实时端电压获得电池最大允许放电电流，电池实时端电压低于电池放电截止电压或电池放电电流超过电池最大允许电流时，进行电池放电保护，停止电池放电。
根据电池实时端电压、最大允许放电电流、整车用电负载获得电池最大允许放电功率，在电池连续进行高负荷放电时，对最大允许放电功率进行锁存，最大允许放电功率只允许降低。
电池实时端电压通过以下方法获得，电池实际端电压＝电机直流母线电压+电池放电电流*(电池内阻+直流母线电阻)，其中电池放电电流获得方法为，根据整车用电负载电流对电机直流母线电流值进行修正获得。
当汽车PTC打开时，电池放电电流为电机直流母线电流加上PTC消耗电流。
根据电池实时端电压获得电池最大允许放电电流，根据锁存的电池小电流放电时电池实时端电压，对电池最大允许放电电流进行修正。
在电池实时端电压恢复到较大值或电池放电负载较小时，解除对最大允许放电功率的锁存。
电池最大允许放电功率下降时不进行滤波，在最大允许功率上升时进行单向滤波。
本发明具有的有益效果：
本发明通过对电池最大允许电流、最大允许功率的实时监测，实现对电池的实时保护。本发明通过电机端电压及电流估算电池的端电压及电流实现对电池系统的保护，不需要进行复杂的电池SOC计算，不需要增加电池管理单元及其相应的数据采集电路，通过整车控制器、电机控制器即可实现，获得较好的整车性能，简单易行，并能有效节省成本。
具体实施方式
一、电池实时端电压的获得
基于简单电池模型及电机直流母线内阻损耗计算电池实际端电压：电池实时端电压＝电机直流母线电压+电池放电电流*(电池内阻+直流母线线阻)
其中，电池放电电流主要根据电机直流母线电流确定，在此基础上根据整车用电负载对该值进行修正：
如果PTC打开，则电池放电电流需要在电机直流母线电流基础上加上PTC电流消耗值；
DCDC负载需要转换到高压端对高压放电电流进行修正。
二、电池最大允许放电电流的获得
根据前述的电池实时端电压查表得电池最大允许放电电流；
根据锁存的电池小电流放电时实际端电压对电池最大允许放电电流进行修正；
在电池满载连续放电时电池最大允许放电电流只允许降低，只有在电池实时端电压恢复到较大值(如76V)或电池充放电负载很小(如3A)时，电池最大允许放电电流才允许恢复；
由于PTC是关系到整车行车安全的附件，所以PTC使用优于整车驱动功率，在PTC打开时，电池最大允许放电电流需减小以确保PTC的正常运行。
三、电池最大允许功率的获得
电池最大允许功率＝电池实际端电压*电池最大使用电流-整车通用负载
在计算电池最大允许功率时需要在电池最大允许电流基础上留出一定余量，尽量确保电池最大使用电流不超过电池最大允许电流；
电池最大允许功率应大于整车通用负载，如果小于该值则将电池最大允许功率设为零；为了确保电池保护的实时性，电池最大允许功率下降时不进行滤波，而在最大允许功率上升时进行单向滤波，前述所说的滤波为控制算法里的数字滤波，为现有技术，对功率进行单向滤波目的在于，允许功率下降需要控制输出及时响应，不然会造成使用功率过大保护不了电池，而在功率上升进行滤波是防止信号干扰，在功率不该上升时而上升，损害电池。
在连续高负荷放电时对最大允许放电功率锁存，只允许降低，只有在电池实时端电压恢复到较大值(如76V)或电池充放电负载很小(如3A)时，电池最大允许放电功率才允许恢复。
四、电池放电保护
PI保护：在电池端电压低于电池放电截止电压时进行快速有效的强制保护，停止电池放电。
电池放电电流保护：通过derate的形式，在电池放电电流超过最大允许放电电流时对电池放电进行实时保护，停止电池放电。
Claims (4)
1.一种插电式电动汽车电池系统的保护控制方法，其特征在于：根据电池实时端电压获得电池最大允许放电电流，电池实时端电压低于电池放电截止电压或电池放电电流超过电池最大允许放电电流时，进行电池放电保护，停止电池放电；
根据电池实时端电压、电池最大允许放电电流、整车用电负载获得电池最大允许放电功率，在电池连续进行高负荷放电时，对电池最大允许放电功率进行锁存，电池最大允许放电功率只允许降低；
电池实时端电压通过以下方法获得；
电池实时端电压=电机直流母线电压+电池放电电流*（电池内阻+直流母线电阻），其中电池放电电流获得方法为，根据整车用电负载电流对电机直流母线电流值进行修正获得。
2.根据权利要求1所述的插电式电动汽车电池系统的保护控制方法，其特征在于：根据电池实时端电压获得电池最大允许放电电流，根据锁存的电池小电流放电时电池实时端电压，对电池最大允许放电电流进行修正。
3.根据权利要求2所述的插电式电动汽车电池系统的保护控制方法，其特征在于：在电池实时端电压恢复到较大值或电池放电负载较小时，解除对电池最大允许放电功率的锁存。
4.根据权利要求3所述的插电式电动汽车电池系统的保护控制方法，其特征在于：电池最大允许放电功率下降时不进行滤波，在电池最大允许放电功率上升时进行单向滤波。
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