CN104859452A - 一种电动汽车行驶安全监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车行驶安全监控方法，首先，确定转矩需求，然后计算满足所述转矩需求所需的功率需求；其次，计算当前电驱系统的一种或多种实际转矩和/或一种或多种名义转矩作为转矩参数，再次，计算电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数；最后，将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，且/或将所述功率需求和所述功率参数进行比较，进行故障判断，从而实现了对电动汽车的行驶安全进行监控，该方案中通过同时使用转矩和功率两类特性来对车辆的安全性能进行判断，避免了现有技术中仅使用转矩特性，判断方式单一，容易误判漏判的问题，通过使用功率特性和转矩特性对车辆是否安全进行监控，可以采用多种信号进行多方面的冗余校验，提高了故障检测的灵敏度，并且通过相互校验，提高了检测的可信度。

Description

一种电动汽车行驶安全监控方法及系统

技术领域

本发明涉及一种电动汽车安全监控方法及系统。具体地说是一种电动汽车驱动行驶安全监控方法及系统。

背景技术

全球能源日益枯竭以及石化能源给环境带来的污染日趋严重，也制约社会、经济的发展。实现绿色出行和节能环保成为社会倡导的主要方向，促使电动汽车发展取得实质性进展。新能源汽车，特别是纯电动汽车在我国受到政府的大力支持，并且正在逐渐地通过区域示范运行，慢慢地走向私人租赁，私人购买市场。电动汽车的安全性，无疑成为其能否被市场接受的重要考核指标。

众所周知，电动汽车是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，需要符合道路交通、安全行驶等各项要求，电动汽车是以动力电池为能量源，以驱动电机为动力装置，很容易受到电磁干扰，并且其部件控制器较多，本身控制方法上不是十分完善，所以其行驶安全监控及故障处理就相当重要了。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟，车辆能否按照驾驶员的意志进行行驶，不但影响到驾驶乐趣，同时也影响到车辆的行驶安全。

现有技术中公开号为CN102336141A的专利文献公开了《一种电动汽车的扭矩监控系统及方法》，根据车辆的行驶工况，进行电机控制器扭矩监控，首先根据当前车辆高压状态及整车行驶状况判断车辆当前是否有扭矩监控需要；根据直流换算器电流与电机控制器电流损耗处理后与电池电流相比，两者的绝对误差作为依据对电机控制器进行扭矩监控；根据电机控制器电压通过损耗处理后的计算值与电池电压比较，以两者的绝对误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控；根据电机控制器的电压和电流及电机控制器当前的转速计算电机控制器扭矩，并对电功率的损耗进行计算，将最后的计算值与电机控制器反馈扭矩相比较，以两者的误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控。该技术方案进行电机驱动转矩比较的信号都是根据电机控制器反馈的信号和整车控制器发送给电机控制器的信号进行比较，进行转矩比较的信号来源于单一的控制器，当受到干扰时信号精度不高；同时监控方法单一，在判断失误时无法得到矫正；另外如果该控制器计算后通讯出现问题，将会出现监控失效或误判，容易引起安全事故。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中进行转矩比较的信号来源于单一的控制器，当受到干扰时信号精度不高；同时监控方法单一，在判断失误时无法得到矫正；另外如果该控制器计算后通讯出现问题，将会出现监控失效或误判，从而提出一种进行转矩比较的信号来源于不同的控制器，采用多种监控方法且相互校验的电动汽车行驶安全监控方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种电动汽车行驶安全监控方法，包括：

确定转矩需求；

计算满足所述转矩需求所需的功率需求；

计算当前电驱系统的一种或多种实际转矩和/或一种或多种名义转矩作为转矩参数；

计算电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数；

将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，且/或将所述功率需求和所述功率参数进行比较，根据相应差值的大小进行故障判断。

所述“确定转矩需求”的过程，包括：

根据驾驶员的操作计算驾驶需求；

根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求；

根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求。

所述“根据驾驶员的操作计算驾驶需求”的过程，包括：

收集加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号；

根据所述加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号分析计算驾驶员对车辆行驶的车速、加速度以及行进方向的需求，得出驾驶需求。

所述“根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求”的过程，包括：

设定驾驶员最大许用需求；

将计算得到的所述驾驶需求与设定的驾驶员最大许用需求进行比较；

若所述驾驶需求大于所述设定的驾驶员最大许用需求，将该驾驶员最大许用需求作为驾驶员的最终需求；否则，将所述驾驶需求作为驾驶员的最终需求。

所述“根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求”的过程，包括：对所述驾驶员的最终需求进行计算处理，得到该最终需求对应的转矩，将该转矩进行限值处理后作为转矩需求。

所述“将该转矩进行限值处理后作为转矩需求”的过程包括：

计算限值参考数据，将所述转矩与所述限值参考数据比较，如果该转矩大于所述限值参考数据，将限值参考数据作为转矩需求，否则将该最终需求对应的转矩作为转矩需求。

所述“计算限值参考数据”的过程为计算最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩的过程，包括：

根据高压电气附件反馈给整车控制器的电压、电流计算所述高压电气附件消耗的功率；

利用电池管理系统反馈的动力电池组最大许用充放功率和所述高压电气附件消耗的功率计算电驱系统最大许用功率；

根据所述电驱系统最大许用功率和电机转速计算电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩；

根据电机控制器反馈的电机实际转速和电机转速-最大转矩表查表得到电机最大许用正转矩和最小许用负转矩；

将所述电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩分别与查表得到的所述电机最大许用正转矩和最小许用负转矩对应比较，取绝对值小的值作为最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩。

所述“计算当前电驱系统的一种或多种实际转矩和/或名义转矩作为转矩参数”的过程，包括：

电机控制器反馈的实际转矩；

和/或根据所述当前电池充放电功率和所述电机控制器反馈的电机转速计算电池的名义转矩；

和/或根据所述当前电机系统的正负功率和电机控制器反馈的电机转速计算电机的名义转矩；

和/或根据当前ABS反馈给整车控制器的车速和车辆加速度参数计算动力学的名义转矩；

将上述电机控制器反馈的实际转矩和/或电池的名义转矩、和/或电机的名义转矩、和/或动力学的名义转矩作为转矩参数。

所述“计算电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数”的过程，包括：

利用所述电机控制器反馈的电压和电流信息计算当前电机系统的驱动或回馈功率；

和/或利用电池管理系统反馈的电压和电流信息，计算当前电池充放电功率；

将所述电机系统的驱动或回馈功率和/或电池充放电功率作为功率参数。

所述“将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较”的过程，包括：

根据转矩参数的类型，分别设置第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值；

当转矩需求的绝对值减去电池的名义转矩的绝对值小于预设第一阈值时，判断为发生故障；

或当转矩需求的绝对值减去电机的名义转矩的绝对值小于预设第二阈值时，判断为发生故障；

或当转矩需求的绝对值减去动力学的名义转矩的绝对值小于预设第三阈值时，判断为发生故障；

或当转矩需求的绝对值减去电机控制器反馈的实际转矩的绝对值小于预设第四阈值时，判断为发生故障。

所述“将所述功率需求和所述功率参数进行比较”的过程，包括：

根据功率参数的类型，分别设置第五阈值和第六阈值；

当所述功率需求的绝对值减去电池充放电功率的绝对值小于预设的第五阈值时，判断为发生故障；

或当所述功率需求的绝对值减去电机系统的驱动或回馈功率的绝对值小于预设的第六阈值时，判断为发生故障。

所述的电动汽车行驶安全监控方法，还包括，检查存储区和程序流是否出现问题，进行故障判断。

一种使用所述电动汽车行驶安全监控方法的电动汽车行驶安全监控系统，包括：

转矩需求获取单元：确定转矩需求；

功率需求获取单元：计算满足所述转矩需求所需的功率需求；

转矩参数计算单元：计算当前电驱系统的一种或多种实际转矩和/或一种或多种名义转矩作为转矩参数；

功率参数计算单元：计算电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数；

故障判断单元：将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，且/或将所述功率需求和所述功率参数进行比较，根据相应差值的大小进行故障判断。

所述“转矩需求获取单元”包括：

用于根据驾驶员的操作计算驾驶需求的第一层第一子单元；

用于根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求的第一层第二子单元；

用于根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求的第一层第三子单元。

所述“用于根据驾驶员的操作计算驾驶需求的第一层第一子单元”包括：

用于收集加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号的第二层第一子单元；

用于根据所述加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号分析计算驾驶员对车辆行驶的车速、加速度以及行进方向的需求，得出驾驶需求的第二层第二子单元。

所述“用于根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求的第一层第二子单元”包括：

用于设定驾驶员最大许用需求的第二层第一子单元；

用于将计算得到的所述驾驶需求与设定的驾驶员最大许用需求进行比较的第二层第二子单元；

用于若所述驾驶需求大于所述设定的驾驶员最大许用需求，将该驾驶员最大许用需求作为驾驶员的最终需求；否则，将所述驾驶需求作为驾驶员的最终需求的第二层第三子单元。

所述“用于根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求的第一层第三子单元”包括：用于“对所述驾驶员的最终需求进行计算处理，得到该最终需求对应的转矩，将该转矩进行限值处理后作为转矩需求”的第二层子单元。

所述“用于对所述驾驶员的最终需求进行计算处理，得到该最终需求对应的转矩，将该转矩进行限值处理后作为转矩需求的第二层子单元”包括用于“将该转矩进行限值处理后作为转矩需求”的第三层子单元，具体包括：

用于计算限值参考数据的第四层第一子单元；

用于将所述转矩与所述限值参考数据比较的第四层第二子单元；

用于如果该转矩大于所述限值参考数据，将限值参考数据作为转矩需求，否则将该最终需求对应的转矩作为转矩需求的第四层第三子单元。

所述“用于计算限值参考数据的第四层第一子单元”用于计算最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩，具体包括：

用于根据高压电气附件反馈给整车控制器的电压、电流计算所述高压电气附件消耗的功率的第五层第一子单元；

用于利用电池管理系统反馈的动力电池组最大许用充放功率和所述高压电气附件消耗的功率计算电驱系统最大许用功率的第五层第二子单元；

用于根据所述电驱系统最大许用功率和电机转速计算电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩的第五层第三子单元；

用于根据电机控制器反馈的电机实际转速和电机转速-最大转矩表查表得到电机最大许用正转矩和最小许用负转矩的第五层第四子单元；

用于将所述电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩分别与查表得到的所述电机最大许用正转矩和最小许用负转矩对应比较，取绝对值小的值作为最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩的第五层第五子单元。

所述“功率需求获取单元”包括：用于根据转矩需求和电机反馈的电机实际转速计算该转矩需求所需的功率需求的第一层子单元。

所述“转矩参数计算单元”包括：

用于电机控制器反馈的实际转矩的第一层第一子单元；

用于和/或根据所述当前电池充放电功率和所述电机控制器反馈的电机转速计算电池的名义转矩的第一层第二子单元；

用于和/或根据所述当前电机系统的正负功率和电机控制器反馈的电机转速计算电机的名义转矩的第一层第三子单元；

用于和/或根据当前ABS反馈给整车控制器的车速和车辆加速度参数计算动力学的名义转矩的第一层第四子单元；

用于将上述电机控制器反馈的实际转矩和/或电池的名义转矩、和/或电机的名义转矩、和/或动力学的名义转矩作为转矩参数的第一层第五子单元。

所述“功率参数计算单元”包括：

用于利用所述电机控制器反馈的电压和电流信息计算当前电机系统的驱动或回馈功率的第一层第一子单元；

用于和/或利用电池管理系统反馈的电压和电流信息，计算当前电池充放电功率的第一层第二子单元；

用于将所述电机系统的驱动或回馈功率和/或电池充放电功率作为功率参数的第一层第三子单元。

所述“故障判断单元”包括用于“将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，进行故障判断”的第一层第一子单元，具体包括：

根据转矩参数的类型，分别设置第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值的转矩阈值设定单元；

用于当转矩需求的绝对值减去电池的名义转矩的绝对值小于预设第一阈值时，判断为发生故障的第二层第一子单元；

用于或当转矩需求的绝对值减去电机的名义转矩的绝对值小于预设第二阈值时，判断为发生故障的第二层第二子单元；

用于或当转矩需求的绝对值减去动力学的名义转矩的绝对值小于预设第三阈值时，判断为发生故障的第二层第三子单元；

用于或当转矩需求的绝对值减去电机控制器反馈的实际转矩的绝对值小于预设第四阈值时，判断为发生故障的第二层第四子单元。

所述“故障判断单元”包括用于“将所述功率需求和所述功率参数进行比较，进行故障判断”的第一层第二子单元，具体包括：

根据功率参数的类型，分别设置第五阈值和第六阈值的功率阈值设定单元；

用于当所述功率需求的绝对值减去电池充放电功率的绝对值小于预设的第五阈值时，判断为发生故障的第二层第一子单元；

用于或当所述功率需求的绝对值减去电机系统的驱动或回馈功率的绝对值小于预设的第六阈值时，判断为发生故障的第二层第二子单元。

所述的电动汽车行驶安全监控系统，还包括，用于“检查存储区和程序流是否出现问题，进行故障判断”的单元。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明提供一种电动汽车行驶安全监控方法，确定转矩需求；计算满足所述转矩需求所需的功率需求；计算当前电驱系统的一种或多种实际转矩和/或一种或多种名义转矩作为转矩参数；计算电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数；将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，且/或将所述功率需求和所述功率参数进行比较，进行故障判断，从而实现了对电动汽车的行驶安全进行监控，该方案中通过同时使用转矩和功率两类特性来对车辆的安全性能进行判断，避免了现有技术中仅使用转矩特性，判断方式单一，容易误判漏判的问题，通过使用功率特性和转矩特性对车辆是否安全进行监控，可以采用多种信号进行多方面的冗余校验，提高了故障检测的灵敏度，并且通过相互校验，提高了检测的可信度。

(2)本发明所述的电动汽车行驶安全监控方法，通过驾驶员的实际操作计算驾驶需求，并设定驾驶员的最大许用需求，通过对驾驶需求进行限值处理得到驾驶员的最终需求，然后将该需求转化为对应的转矩，对该转矩进行限值处理后得到转矩需求，通过该方式获得的转矩需求，可以客观的反映出驾驶员需要该车辆电驱系统输出的转矩，对驾驶员的需求进行了准确的反应，为后续计算提供合理的依据。

(3)本发明所述的电动汽车行驶安全监控方法，将驾驶员的最终需求对应的转矩进行限值处理时，通过计算最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩作为限值的依据，该最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩通过高压电气附件消耗的功率、电池组最大的充放电功率和电机控制器反馈的电机实际转速及电机转速来获得，充分使用了电驱系统中的多种变量，保证了使用该数据进行限值处理的客观性、合理性以及准确性，进一步提高了转矩需求的计算精度。

(4)本发明所述的电动汽车行驶安全监控方法，还通过转矩需求计算出其对应的功率需求，从而引入功率特性进行故障判断以及安全监控，大大提高了监控的准确性。

(5)本发明所述的电动汽车行驶安全监控方法，计算一种或多种转矩参数作为参考，如电机控制器的实际转矩、电池的名义转矩、电机的名义转矩、动力学的名义转矩中的一种或多种，采用多重方式获得不同的类型的一种或多种转矩作为参考，为后续故障判断提供多重依据，通过冗余校验的方式提高故障监控的准确性。

(6)本发明所述的电动汽车行驶安全监控方法，计算一种或多种功率参数进行参考，如电池充放电功率、电机系统的正负功率等，不仅采用功率特性和转矩特性两种方式来进行故障判断，还采用了多种功率参数进行多重冗余的判断，提高了故障判断的准确性，降低了漏判的可能性。

(7)本发明所述的电动汽车行驶安全监控方法，在通过功率特性和转矩特性进行故障判断时，采用阈值的方式将功率参数与功率需求、转矩参数与转矩需求进行比较，二者的差值低于预设阈值时，说明实际的功率或转矩大于所需的功率或转矩，此时车辆的输出驱动大于驾驶员所需的，驾驶员难于对车辆进行有效控制，车辆发生故障，需要进行故障处理。该判断方式简单，且准确性高，由于采用了多重冗余数据进行相互校验，大大提高了故障判断的有效性，降低误判和漏判的可能性。

(8)本发明提供一种电动汽车行驶安全监控方法，检查存储区和程序流是否出现问题，进行故障判断，当电驱系统的存储区或者程序发生问题时，也会监控到故障发生，从而达到对电动汽车行驶安全的监控，在上述功率特性和转矩特性监控的基础上，增加了对硬件存储和软件运行方面的监控，进一步提高了车辆的安全性能。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明一个实施例的一种电动汽车安全监控方法流程图；

图2是本发明一个实施例的一种电动汽车安全监控方法的转矩需求计算流程图；

图3是本发明一个实施例的电动汽车安全监控方法的整体流程框图；

图4是本发明一个实施例的电动汽车安全监控系统的结构图。

具体实施方式

实施例一

本实施例提供一种电动汽车行驶安全监控方法，其流程图如图1所示，包括如下步骤：

(1)确定转矩需求。

转矩需求是指驾驶员在驾驶车辆的过程中所需的转矩，可以根据驾驶员的对车辆的操作来获得，如加速踏板开度、制动踏板是否踩下等，根据驾驶员当前对车辆的动作，可以获得驾驶员所需的转矩是多少，该转矩需求采用现有技术中的方式可以获得。

(2)计算满足所述转矩需求所需的功率需求。当获得驾驶员的转矩需求后，通过公式计算即能得到该转矩需求对应的功率，将该功率作为功率需求。

(3)获取当前电驱系统的实际转矩作为转矩参数。

将电机控制器反馈的转矩作为电驱系统的实际转矩，将该实际转矩作为转矩参数。

作为其他可以替换的实施方式，还可以选择其他的一种或多种转矩作为转矩参数，如通过其他方式获得电驱系统的实际转矩或者采用不同方式获得的名义转矩，如电池名义转矩、电机名义转矩或者动力学名义转矩等方式，这些转矩都可以作为转矩参数，选择上述的一种或者多种的组合作为转矩参数。

(4)计算电驱动系统的一种实际功率作为功率参数。

本实施例中，计算当前的电池充放电功率这一实际功率作为功率参数。

在其他可以替换的实施方式中，可以采用不同的方式计算电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数。除上述电池充放电功率外，还可以选择计算当前电机系统的正负功率(如驱动或发电功率)作为功率参数。采用电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数。

(5)将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，且将所述功率需求和所述功率参数进行比较，根据相应差值的大小进行故障判断。

将上述计算的转矩需求和转矩参数比较，如果其差值小于一定程度，则转矩需求小于转矩参数；并将功率需求和功率参数进行比较，如果其差值小于一定程度，则功率需求小于功率参数，说明实际的功率大于所需的功率。当上述任意情况发生时，由于输出的实际转矩或实际功率较大，超过驾驶员的需求，驾驶员无法驾驭车辆，车辆存在较大的安全隐患，因此此时认为车辆存在故障，进行故障上报并进行故障处理。

在其他的实施方式中，也可以采用只使用所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，或只使用将所述功率需求和所述功率参数进行比较来进行故障判断。全部使用可以使得冗余判断的情况更多，更加不容易误判，只采用某种方式进行判断可以减少运算量，提高判断速度，用户根据需要来进行选择。

该方案实现了对电动汽车的行驶安全进行监控，通过同时使用转矩和功率两类特性来对车辆的安全性能进行判断，避免了现有技术中仅使用转矩特性，判断方式单一，容易误判漏判的问题，通过使用功率特性和转矩特性对车辆是否安全进行监控，可以采用多种信号进行多方面的冗余校验，提高了故障检测的灵敏度，并且通过相互校验，提高了检测的可信度。

实施例二

本实施例中提供另外一种电动汽车行驶安全监控方法，与实施例1中的5个步骤相同，但是本实施例中，针对其每个步骤提供了具有更好的效果的实现方式。

(1)确定转矩需求，具体的过程如下，见图2所示：

S1.1、根据驾驶员的操作计算驾驶需求，包括：

收集加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号；根据所述加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号分析计算驾驶员对车辆行驶的车速、加速度以及行进方向的需求，得出驾驶需求。

S1.2、根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求，包括：设定驾驶员最大许用需求，将计算得到的所述驾驶需求与设定的驾驶员最大许用需求进行比较；若所述驾驶需求大于所述设定的驾驶员最大许用需求，将该驾驶员最大许用需求作为驾驶员的最终需求；否则，将所述驾驶需求作为驾驶员的最终需求。

S1.3、根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求，包括对所述驾驶员的最终需求进行计算处理，得到该最终需求对应的转矩，将该转矩进行限值处理后作为转矩需求。该限值处理的过程为：选择最终的电驱系统最大许用正转矩和最小负转矩作为限值用的参考数据，计算该参考数据，将所述转矩与参考数据比较，如果该转矩大于所述参考数据，将该参考数据为转矩需求，否则将该最终需求对应的转矩作为转矩需求。

上述作为参考数据的最终的电驱系统最大许用正负转矩的计算过程如下：

①根据高压电气附件反馈给整车控制器的电压、电流计算所述高压电气附件消耗的功率；

②利用电池管理系统反馈的动力电池组最大许用充放功率和所述高压电气附件消耗的功率计算电驱系统最大许用功率；

③根据所述电驱系统最大许用功率和电机转速计算电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩；

④根据电机控制器反馈的转速和电机转速-最大转矩表查表得到电机最大许用正转矩和最小许用负转矩；此处的电机转速-最大转矩表由电机提供商提供，电机在出厂前都会完成该项检测，电机提供商以使用手册或使用说明书的方式提供给用户。

⑤将所述电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩分别与查表得到的所述电机最大许用正转矩和最小许用负转矩对应比较，取绝对值小的值作为最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩。

通过驾驶员的实际操作计算驾驶需求，并设定驾驶员的最大许用需求，通过对驾驶需求进行限值处理得到驾驶员的最终需求，然后将该需求转化为对应的转矩，对该转矩进行限值处理后得到转矩需求，通过该方式获得的转矩需求，可以客观的反映出驾驶员需要该车辆电驱系统的输出的转矩，对驾驶员的需求进行了准确的反应，为后续计算提供合理的依据。此外，将驾驶员的最终需求对应的转矩进行限值处理时，通过计算最终的电驱系统最大许用正转矩和最小负转矩作为限值的依据，该最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩通过高压电气附件消耗的功率、电池组最大的充放电功率和电机控制器反馈的电机实际转速及电机转速来获得，充分使用了电驱系统中的多种变量，保证了使用该数据进行限值处理的客观性、合理性以及准确性，进一步提高了转矩需求的计算精度

(2)计算满足所述转矩需求所需的功率需求。

转矩需求确定后，通过数学公式则可以计算出该转矩需求对应的功率，将该功率作为功率需求。如转矩需求为T，单位Nm；功率需求为P，单位kW；计算公式为：P＝T×n/9550,其中n为当前的电机转度，单位为r/min。通过转矩需求计算出其对应的功率需求，从而引入功率特性进行故障判断以及安全监控，大大提高了监控的准确性。

(3)采用不同的方式计算当前电驱系统的一种实际转矩和三种名义转矩作为转矩参数。具体如下：

电机控制器反馈的转矩作为实际转矩。

根据所述当前电池充放电功率和所述电机控制器反馈的电机转速计算电池的名义转矩，计算公式为：T_b＝P_b×9550/n，其中T_b为电池名义转矩，单位Nm；P_b为电池充放电功率，单位为kW；n为电机转速，单位为r/min。

根据所述当前电机控制器反馈的电机转速、驱动或回馈功率计算电机的名义转矩，计算公式为：T_mm＝P_m×9.55/n，其中T_mm为电机名义转矩，单位Nm；P_m为电机控制器驱动或回馈功率，单位为kW；n为电机转速，单位为r/min。

根据当前ABS反馈给整车控制器的车速和车辆加速度计算动力学的名义转矩，计算公式为:

$T_W=(\mathrm{mg}\cos \mathrm{\α}+\frac{C_{D}A}{21.15}{u}_a+\mathrm{mg}\sin \mathrm{\α}+\mathrm{\δma})r/\left(i_g{i}_0{\mathrm{\η}}_T\right)$

其中Tw为动力学名义转矩，m为整车总质量，单位kg；g为重力加速度，单位为m/s²；α为坡角，单位为度(°)；C_D为风阻系数，无单位；A为迎风面积，单位为m²；u_a为车速，单位为km/h；δ为质量转换系数，无单位；a为车辆加速度，单位为m/s²；r为车辆滚动半径，单位为m；i_g为变速箱速比，无单位；i₀为主减速器速比，无单位，η_T为机械效率，无单位。

将上述电机控制器反馈的实际转矩、电池的名义转矩、电机的名义转矩、和动力学的名义转矩都作为转矩参数。

本步骤中，可以通过计算一种或多种转矩参数作为参考，如电机控制器的实际转矩、电池的名义转矩、电机的名义转矩、动力学的名义转矩中的一种或多种，采用多重方式获得不同的类型的一种或多种转矩作为参考，为后续故障判断提供多重依据，通过冗余校验的方式提高故障监控的准确性。本实施例中同时采用了上述实际转矩、电池的名义转矩、电机的名义转矩、动力学的名义转矩四种类型的转矩作为转矩参数进行冗余判断。

(4)采用两种方式计算电驱动系统的两种实际功率作为功率参数，具体如下：

利用所述电机控制器反馈的电压和电流信息计算当前电机系统的驱动或回馈功率，计算方法为：P_m＝U_m×I_m/1000，其中P_m为电机系统的驱动或回馈功率，单位kW；U_m为电机控制器母线电压，单位为V(伏特)；I_m为电机控制器母线电流，单位为A(安培)。

利用电池管理系统反馈的电压和电流信息，计算当前电池充放电功率，计算公式为：P_b＝U_b×I_b/1000，其中P_b为电池充放电功率，单位kW(千瓦)；U_b为电池母线电压，单位为V(伏特)；I_b为电池母线电流，单位为A(安培)。

将所述电机系统的正负功率和电池充放电功率作为功率参数。

本步骤中，可以计算一种或多种功率参数进行参考，如电池充放电功率、电机系统的正负功率等，不仅采用功率特性和转矩特性两种方式来进行故障判断，还采用了多种功率参数(如本实施例中的两种)进行多重冗余的判断，提高了故障判断的准确性，降低了漏判的可能性。

(5)将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，将所述功率需求和所述功率参数进行比较，进行故障判断，具体方式为：

根据转矩参数的类型，分别设置第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值，根据功率参数的类型，分别设置第五阈值和第六阈值。此处的阈值大小根据选定的矩阵参数的类型来设置，并且要结合车辆的种类以及运行工况，本领域的人员根据这些矩阵参数表示的含义，结合本领域的知识便可以完成对各个阈值的设置。

当转矩需求的绝对值减去电池的名义转矩的绝对值小于预设第一阈值时，判断为发生故障；

当转矩需求的绝对值减去电机的名义转矩的绝对值小于预设第二阈值时，判断为发生故障；

当转矩需求的绝对值减去动力学的名义转矩的绝对值小于预设第三阈值时，判断为发生故障；

当转矩需求的绝对值减去电机控制器反馈的实际转矩的绝对值小于预设第四阈值时，判断为发生故障；

当所述功率需求的绝对值减去电池充放电功率的绝对值小于预设的第五阈值时，判断为发生故障；

当所述功率需求的绝对值减去电机系统的正负功率的绝对值小于预设的第六阈值时，判断为发生故障。

上述第一阈值到第六阈值，根据各自参数特性以及电驱系统的性能参数来合理设置，只要满足上述任意条件则判断为发生故障，通过上述多种判断条件来提高判断的准确性，减少漏判的发生。同时通过上述判断还可以明确是哪部分特性出现故障，为后续处理故障提供依据。

该方案中，通过功率特性和转矩特性进行故障判断时，采用阈值的方式将功率参数与功率需求、转矩参数与转矩需求进行比较，二者差值低于预设阈值时，说明实际的功率或转矩大于所需的功率或转矩，此时车辆的输出驱动大于驾驶员所需的，驾驶员难于对车辆进行有效控制，车辆发生故障，需要进行故障处理。该判断方式简单，且准确性高，由于采用了多重冗余数据进行相互校验，大大提高了故障判断的有效性，降低误判和漏判的可能性。

实施例三

上述实施例一和实施例二中，对根据转矩和功率的条件进行了故障判断，为了加强对电驱系统硬件和软件的监控，本实施例中还进一步包括检查存储区和程序流是否出现问题，进行故障判断，当电驱系统的存储区或者程序发生问题时，也会监控到故障发生，从而达到对电动汽车行驶安全的监控，在上述功率特性和转矩特性监控的基础上，增加了对硬件存储和软件运行方面的监控，进一步提高了车辆的安全性能。

具体地，在本实施例中，还提供一种电动汽车行驶安全监控方法，其方法的本质与实施例1和2相同，只是在本实施例中，将该方法进行分层描述，使得该方案的层次性更清晰。本实施例中的汽车行驶安全监控方法分为三个层次，其中第三个层是在主控芯片与从控芯片之间进行问答式监控，实现对电驱系统硬件和软件的监控；第一、二层次是在主芯片上运行，第一层是获取相关的功率数据和转矩数据，第二层是对上述两类数据进行比较，判断故障是否发生，该方案的流程图如图3所示，从而达到安全监控的目的。

(1)第一层次针对电动汽车行驶安全监控主要分为两个环节，第一环节获得驾驶员所需的矩阵需求，第二环节是获取驾驶员所需的功率需求。

在第一环节，是先对驾驶员进行需求分析，是根据加速踏板开度，制动踏板是否踩下，挡把位置，是否进入巡航模式等信号输入，分析驾驶对于车辆行驶的需求，包括车速，加速度，行进方向等。计算得到的驾驶员需求经过设定好的驾驶员最大许用需求的限值处理，即当计算得到的驾驶员需求大于等于驾驶员最大许用需求时，取驾驶员最大许用需求为最终驾驶员需求；当计算得到的驾驶员需求小于驾驶员最大许用需求时，取计算得到的驾驶员需求为最终驾驶员需求。然后，对经过限值处理的驾驶员需求进行处理计算，得到该最终驾驶员需求对应的转矩，再进行限值处理，得到第一层的转矩需求。

本环节中，对最终驾驶员需求对应的转矩的限值处理，包括如下处理方法：

①对高压电气附件(例如空调压缩机，PTC，DCDC等)反馈给整车控制器的电压、电流计算得到高压电气附件系统消耗的功率；

②应用电池管理系统反馈的动力电池组最大许用充放功率和高压电气附件消耗功率可以计算出电驱系统(用驱动车辆行驶的动力部件)最大许用功率；

③根据电机控制器反馈转速和电机转矩转速-最大转矩表查表得到电机

查表最大许用正转矩和最小许用负转矩；

④根据电驱系统最大许用功率和电机转速可以计算电驱系统计算最大正转矩和最小许用负转矩：

⑤电机控制器反馈电机最大许用正负转矩，③中电机查表最大许用正负转矩和④中电驱系统计算最大正负转矩，取绝对值最小一项为电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩，对电机转矩需求进行限值处理。

限值处理的过程为：将限制处理后的最大许用正转矩的绝对值与所述计算所得的电驱系统最大许用正转矩绝对值进行比较，如果限制处理后的最大许用正转矩的绝对值大于所述电驱系统最大许用正转矩的绝对值，将所述电驱系统最大许用正转矩作为转矩的最大正转矩需求，否则将该最终需求对应的转矩作为转矩的最大正转矩需求；将限制处理后的最小许用负转矩的绝对值与所述计算所得的电驱系统最小许用负转矩绝对值进行比较，如果限制处理后的最小许用负转矩的绝对值小于所述电驱系统最小许用负转矩的绝对值，将所述电驱系统最小许用负转矩作为转矩的最小负转矩需求，否则将该最终需求对应的转矩作为转矩的最小负转矩需求。

在第二环节，根据上一周期第一层的转矩需求和上一周期电机反馈的电机实际转速计算得出上一周期满足转矩需求所需的功率，作为功率需求。

(2)第二层次针对电动汽车行驶安全监控主要分为两个环节，第一环节是转矩比较，第二环节是功率比较。

第一环节转矩比较的过程为：

首先，计算转矩比较所需的转矩参数，即：

①根据当前电池充放电功率和电机控制器反馈电机转速计算得到电池名义转矩，假设电池发出功率全部用于驱动电机产生的转矩定义为电池名义转矩，其一定比电池驱动电机发出的真实转矩大。具体的电池名义转矩的计算方法为：T_b＝P_b×9550/n，其中T_b为电池名义转矩，单位Nm；P_b为电池充放电功率，单位为kW；n为电机转速，单位为r/min。

②根据当前电机系统的正负功率和电机控制器反馈电机转速计算得到电机名义转矩，假设电机消耗功率全部用于做功产生的转矩定义为电机名义转矩，其乘以电机效率为电机真实转矩，所以其一定比电机发出的真实转矩大。具体计算方法为：P_m＝U_m×I_m/1000，其中P_m为电机系统的驱动或回馈功率，单位kW；U_m为电机控制器母线电压，单位为V；I_m为电机控制器母线电流，单位为A。

③根据ABS反馈给整车控制器的车速和车辆加速度，根据车辆动力学方程，计算出动力学名义转矩，计算方法为：

$T_W=(\mathrm{mg}\cos \mathrm{\α}+\frac{C_{D}A}{21.15}{u}_a+\mathrm{mg}\sin \mathrm{\α}+\mathrm{\δma})r/\left(i_g{i}_0{\mathrm{\η}}_T\right)$

其中T_w为动力学名义转矩，m为整车总质量，单位kg；g为重力加速度，单位为m/s²；α为坡角，单位为°；C_D为风阻系数，无单位；A为迎风面积，单位为m²；u_a为车速，单位为km/h；δ为质量转换系数，无单位；a为车辆加速度，单位为m/s²；r为车辆滚动半径，单位为m；i_g为变速箱速比，无单位；i₀为主减速器速比，无单位，η_T为机械效率，无单位。

然后，将电池名义转矩、电机名义转矩，动力学名义转矩、电机控制器反馈转矩和上一周期第一层的电机转矩需求进行转矩比较，转矩比较的过程为：

①当上一周期第一层的电机转矩需求绝对值减去电池名义转矩绝对值小于一定阀值时，说明说明上一周期转矩需求小于实际转矩；

②当上一周期第一层的电机转矩需求绝对值减去电机名义转矩绝对值小于一定阀值时，说明说明上一周期转矩需求小于实际转矩；

③当上一周期第一层的电机转矩需求绝对值减去动力学转矩绝对值小于一定阀值时，说明上一周期转矩需求小于实际转矩；

④当上一周期第一层的电机转矩需求绝对值减去电机控制器反馈转矩绝对值小于一定阀值时，说明上一周期转矩需求小于实际转矩。

出现上述情况是上报故障，进行故障处理。上述作为转矩比较需要的参数中的电池名义转矩、电机名义转矩，动力学名义转矩、电机控制器反馈转矩可以选择其中的一个或多个进行组合，根据需要进行设置，达到准确监控的目的。上述阈值根据各个参数的特性来合理设置。

第二环节功率比较的过程为：

首先，也是计算功率比较需要的功率参数：

①用电池管理系统反馈的电压和电流信息，计算当前电池充放电功率，计算方法为：

②应用电机控制器反馈的电压和电流信息，计算当前电机系统的正负功率(驱动或发电功率)，计算方法为：

上述①、②计算结果用于功率比较。功率比较的过程为：

①当第一层计算出的满足上一周期转矩需求所需的功率绝对值减去当前电池充放电功率绝对值小于一定阀值时，说明上一周期转矩需求消耗功率小于实际转矩消耗功率；

②当第一层计算出的上一周期满足转矩需求所需的功率绝对值减去当前电机系统的正负功率绝对值小于一定阀值时，说明上一周期转矩需求消耗功率小于实际转矩消耗功率；

出现上述情况是上报故障，进行故障处理。上述使用电池充放电功率、电机系统的正负功率作为功率参数进行比较，也可以根据需要采用其他方式计算一种或多种功率参数用于比较，本领域的技术人员可在本发明创造的主旨下，进行变换合理得到。上述阈值本领域的人员根据其含义进行合理的设置。

(3)第三层，主要是以问答的形式检查存储区和程序流，出现问题，则报出故障，进行故障处理。

当出现第二层功率比较故障、转矩比较故障或第三层存储器和程序流故障时，均对第一层转矩需求进行仲裁处理，以保证行车安全。

本发明中，利用了整个电驱系统功率平衡方面的比较(电池，电机，其他用电附件功率守恒)，使用了由车速信号，加速度信号和坡度信号计算得到的整车驱动转矩与整车控制器的转矩需求的比较，同时还应用了电池管理单元发送给整车控制器的信号，电机控制器发给整车控制器的信号，其他用电器发给整车控制器的信号，相互之间进行冗余校验，降低了一些关键信号仅有一个控制器采样代来的风险。此外，该方案中还应用ABS控制发送给整车控制器的车速信号、加速度信号，坡道传感器发送给整车控制器的坡度信号估算车辆驱动转矩，与电机控制器反馈转矩，由系统功率平衡计算得出驱动转矩、由电机控制器反馈的电压电流计算得出的驱动转矩，整车控制器发出的指令转矩，进行比较，增加了转矩安全监控的灵敏度。有效避免了现有技术中的转矩比较信号来源于单一控制器，如果该控制器计算后通讯出现问题，将会引起监控失效或误判的问题。

实施例四

本实施例中提供一种使用上述实施例方法的电动汽车行驶安全监控系统，框图如图4所示，包括：

转矩需求获取单元：确定转矩需求；

功率需求获取单元：计算满足所述转矩需求所需的功率需求；

转矩参数计算单元：计算当前电驱系统的一种或多种实际转矩和/或一种或多种名义转矩作为转矩参数；

功率参数计算单元：计算电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数；

故障判断单元：将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，且将所述功率需求和所述功率参数进行比较，进行故障判断。

作为其他可以变换的实施方式，所述故障判断单元还可以设置为只进行转矩比较或只进行功率比较的方式，即将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，或将所述功率需求和所述功率参数进行比较，然后根据相应差值的大小进行故障判断。

作为其他优选的方案，该系统更进一步包括：

第一、所述“转矩需求获取单元”包括：用于根据驾驶员的操作计算驾驶需求的第一层第一子单元；用于根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求的第一层第二子单元；用于根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求的第一层第三子单元。

(一)所述“用于根据驾驶员的操作计算驾驶需求的第一层第一子单元”包括：用于收集加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号的第二层第一子单元；用于根据所述加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号分析计算驾驶员对车辆行驶的车速、加速度以及行进方向的需求，得出驾驶需求的第二层第二子单元。

(二)所述“用于根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求的第一层第二子单元”包括：用于设定驾驶员最大许用需求的第二层第一子单元；用于将计算得到的所述驾驶需求与设定的驾驶员最大许用需求进行比较的第二层第二子单元；用于若所述驾驶需求大于所述设定的驾驶员最大许用需求，将该驾驶员最大许用需求作为驾驶员的最终需求；否则，将所述驾驶需求作为驾驶员的最终需求的第二层第三子单元。

(三)所述“用于根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求的第一层第三子单元”包括：用于“对所述驾驶员的最终需求进行计算处理，得到该最终需求对应的转矩，将该转矩进行限值处理后作为转矩需求”的第二层子单元，其包括用于“将该转矩进行限值处理后作为转矩需求”的第三层子单元，具体包括：

(1)用于计算限值参考数据的第四层第一子单元；其具体包括用于计算最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩，包括：①用于根据高压电气附件反馈给整车控制器的电压、电流计算所述高压电气附件消耗的功率的第五层第一子单元；②用于利用电池管理系统反馈的动力电池组最大许用充放功率和所述高压电气附件消耗的功率计算电驱系统最大许用功率的第五层第二子单元；③用于根据所述电驱系统最大许用功率和电机转速计算电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩的第五层第三子单元；④用于根据电机控制器反馈的电机实际转速和电机转速-最大转矩表查表得到电机最大许用正转矩和最小许用负转矩的第五层第四子单元；⑤用于将所述电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩分别与查表得到的所述电机最大许用正转矩和最小许用负转矩对应比较，取绝对值小的值作为最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩的第五层第五子单元。

(2)用于将所述转矩与所述限值参考数据比较的第四层第二子单元。

(3)用于如果该转矩大于所述限值参考数据，将限值参考数据作为转矩需求，否则将该最终需求对应的转矩作为转矩需求的第四层第三子单元。

第二、所述“功率参数计算单元”包括：用于利用所述电机控制器反馈的电压和电流信息计算当前电机系统的驱动或回馈功率的第一层第一子单元；用于和/或利用电池管理系统反馈的电压和电流信息，计算当前电池充放电功率的第一层第二子单元；用于将所述电机系统的驱动或回馈功率和/或电池充放电功率作为功率参数的第一层第三子单元。

第三、所述“转矩参数计算单元”包括：用于电机控制器反馈的实际转矩的第一层第一子单元；用于和/或根据所述当前电池充放电功率和所述电机控制器反馈的电机转速计算电池的名义转矩的第一层第二子单元；用于和/或根据所述当前电机系统的正负功率和电机控制器反馈的电机转速计算电机的名义转矩的第一层第三子单元；用于和/或根据当前ABS反馈给整车控制器的车速和车辆加速度参数计算动力学的名义转矩的第一层第四子单元；用于将上述电机控制器反馈的实际转矩和/或电池的名义转矩、和/或电机的名义转矩、和/或动力学的名义转矩作为转矩参数的第一层第五子单元。

第四、所述“功率参数计算单元”包括：用于利用所述电机控制器反馈的电压和电流信息计算当前电机系统的驱动或回馈功率的第一层第一子单元；用于和/或利用电池管理系统反馈的电压和电流信息，计算当前电池充放电功率的第一层第二子单元；用于将所述电机系统的驱动或回馈功率和/或电池充放电功率作为功率参数的第一层第三子单元。

第五、所述“故障判断单元”包括用于“将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，进行故障判断”的第一层第一子单元和“将所述功率需求和所述功率参数进行比较，进行故障判断”的第一层第二子单元。

(一)所述“将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，进行故障判断”的第一层第一子单元，包括：根据转矩参数的类型，分别设置第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值的转矩阈值设定单元；用于当转矩需求的绝对值减去电池的名义转矩的绝对值小于预设第一阈值时，判断为发生故障的第二层第一子单元；用于或当转矩需求的绝对值减去电机的名义转矩的绝对值小于预设第二阈值时，判断为发生故障的第二层第二子单元；用于或当转矩需求的绝对值减去动力学的名义转矩的绝对值小于预设第三阈值时，判断为发生故障的第二层第三子单元；用于或当转矩需求的绝对值减去电机控制器反馈的实际转矩的绝对值小于预设第四阈值时，判断为发生故障的第二层第四子单元。

(二)所述“将所述功率需求和所述功率参数进行比较，进行故障判断”的第一层第二子单元，包括：根据功率参数的类型，分别设置第五阈值和第六阈值的功率阈值设定单元；用于当所述功率需求的绝对值减去电池充放电功率的绝对值小于预设的第五阈值时，判断为发生故障的第二层第一子单元；用于或当所述功率需求的绝对值减去电机系统的驱动或回馈功率的绝对值小于预设的第六阈值时，判断为发生故障的第二层第二子单元。

作为优选实施例，所述的电动汽车行驶安全监控系统，还包括用于“检查存储区和程序流是否出现问题，进行故障判断”的单元。

该方案中，通过故障单元根据功率特性和转矩特性进行故障判断时，当实际输出的驱动大于驾驶需求时，驾驶员难于对车辆进行有效控制，需要进行故障处理。该判断方式简单，且准确性高，由于采用了多重冗余数据进行相互校验，大大提高了故障判断的有效性，降低误判和漏判的可能性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (24)

1.一种电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，包括：

确定转矩需求；

计算满足所述转矩需求所需的功率需求；

计算当前电驱系统的一种或多种实际转矩和/或一种或多种名义转矩作为转矩参数；

计算电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数；

将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，且/或将所述功率需求和所述功率参数进行比较，根据相应差值的大小进行故障判断。

2.根据权利要求1所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，所述“确定转矩需求”的过程，包括：

根据驾驶员的操作计算驾驶需求；

根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求；

根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求。

3.根据权利要求2所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，所述“根据驾驶员的操作计算驾驶需求”的过程，包括：

收集加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号；

根据所述加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号分析计算驾驶员对车辆行驶的车速、加速度以及行进方向的需求，得出驾驶需求。

4.根据权利要求2或3所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，所述“根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求”的过程，包括：

设定驾驶员最大许用需求；

将计算得到的所述驾驶需求与设定的驾驶员最大许用需求进行比较；

若所述驾驶需求大于所述设定的驾驶员最大许用需求，将该驾驶员最大许用需求作为驾驶员的最终需求；否则，将所述驾驶需求作为驾驶员的最终需求。

5.根据权利要求2或3或4所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，所述“根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求”的过程，包括：对所述驾驶员的最终需求进行计算处理，得到该最终需求对应的转矩，将该转矩进行限值处理后作为转矩需求。

6.根据权利要求5所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，所述“将该转矩进行限值处理后作为转矩需求”的过程包括：

计算限值参考数据，将所述转矩与所述限值参考数据比较，如果该转矩大于所述限值参考数据，将限值参考数据作为转矩需求，否则将该最终需求对应的转矩作为转矩需求。

7.根据权利要求6所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，所述“计算限值参考数据”的过程为计算最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩的过程，包括：

根据高压电气附件反馈给整车控制器的电压、电流计算所述高压电气附件消耗的功率；

利用电池管理系统反馈的动力电池组最大许用充放功率和所述高压电气附件消耗的功率计算电驱系统最大许用功率；

根据所述电驱系统最大许用功率和电机转速计算电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩；

根据电机控制器反馈的电机实际转速和电机转速-最大转矩表查表得到电机最大许用正转矩和最小许用负转矩；

将所述电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩分别与查表得到的所述电机最大许用正转矩和最小许用负转矩对应比较，取绝对值小的值作为最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩。

8.根据权利要求1-7任一所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，所述“计算当前电驱系统的一种或多种实际转矩和/或名义转矩作为转矩参数”的过程，包括：

电机控制器反馈的实际转矩；

和/或根据所述当前电池充放电功率和所述电机控制器反馈的电机转速计算电池的名义转矩；

和/或根据所述当前电机系统的正负功率和电机控制器反馈的电机转速计算电机的名义转矩；

和/或根据当前ABS反馈给整车控制器的车速和车辆加速度参数计算动力学的名义转矩；

将上述电机控制器反馈的实际转矩和/或电池的名义转矩、和/或电机的名义转矩、和/或动力学的名义转矩作为转矩参数。

9.根据权利要求1-8任一所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，所述“计算电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数”的过程，包括：

利用所述电机控制器反馈的电压和电流信息计算当前电机系统的驱动或回馈功率；

和/或利用电池管理系统反馈的电压和电流信息，计算当前电池充放电功率；

将所述电机系统的驱动或回馈功率和/或电池充放电功率作为功率参数。

10.根据权利要求1-9任一所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，所述“将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较”的过程，包括：

根据转矩参数的类型，分别设置第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值；

当转矩需求的绝对值减去电池的名义转矩的绝对值小于预设第一阈值时，判断为发生故障；

或当转矩需求的绝对值减去电机的名义转矩的绝对值小于预设第二阈值时，判断为发生故障；

或当转矩需求的绝对值减去动力学的名义转矩的绝对值小于预设第三阈值时，判断为发生故障；

或当转矩需求的绝对值减去电机控制器反馈的实际转矩的绝对值小于预设第四阈值时，判断为发生故障。

11.根据权利要求1-10任一所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，所述“将所述功率需求和所述功率参数进行比较”的过程，包括：

根据功率参数的类型，分别设置第五阈值和第六阈值；

当所述功率需求的绝对值减去电池充放电功率的绝对值小于预设的第五阈值时，判断为发生故障；

或当所述功率需求的绝对值减去电机系统的驱动或回馈功率的绝对值小于预设的第六阈值时，判断为发生故障。

12.根据权利要求1-11任一所述的电动汽车行驶安全监控方法，其特征在于，还包括，检查存储区和程序流是否出现问题，进行故障判断。

13.一种使用权利要求1-12所述的电动汽车行驶安全监控方法的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，包括：

转矩需求获取单元：确定转矩需求；

功率需求获取单元：计算满足所述转矩需求所需的功率需求；

转矩参数计算单元：计算当前电驱系统的一种或多种实际转矩和/或一种或多种名义转矩作为转矩参数；

功率参数计算单元：计算电驱动系统的一种或多种实际功率作为功率参数；

故障判断单元：将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，且/或将所述功率需求和所述功率参数进行比较，根据相应差值的大小进行故障判断。

14.根据权利要求13所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，所述“转矩需求获取单元”包括：

用于根据驾驶员的操作计算驾驶需求的第一层第一子单元；

用于根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求的第一层第二子单元；

用于根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求的第一层第三子单元。

15.根据权利要求14所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，所述“用于根据驾驶员的操作计算驾驶需求的第一层第一子单元”包括：

用于收集加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号的第二层第一子单元；

用于根据所述加速踏板开度、制动踏板踩下深度、挡把位置以及巡航模式信号中的一种或多种信号分析计算驾驶员对车辆行驶的车速、加速度以及行进方向的需求，得出驾驶需求的第二层第二子单元。

16.根据权利要求14或15所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，所述“用于根据该驾驶需求确定驾驶员的最终需求的第一层第二子单元”包括：

用于设定驾驶员最大许用需求的第二层第一子单元；

用于将计算得到的所述驾驶需求与设定的驾驶员最大许用需求进行比较的第二层第二子单元；

用于若所述驾驶需求大于所述设定的驾驶员最大许用需求，将该驾驶员最大许用需求作为驾驶员的最终需求；否则，将所述驾驶需求作为驾驶员的最终需求的第二层第三子单元。

17.根据权利要求14-16任一所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，所述“用于根据该驾驶员的最终需求确定转矩需求的第一层第三子单元”包括：用于“对所述驾驶员的最终需求进行计算处理，得到该最终需求对应的转矩，将该转矩进行限值处理后作为转矩需求”的第二层子单元。

18.根据权利要求17所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，所述“用于对所述驾驶员的最终需求进行计算处理，得到该最终需求对应的转矩，将该转矩进行限值处理后作为转矩需求的第二层子单元”包括用于“将该转矩进行限值处理后作为转矩需求”的第三层子单元，具体包括：

用于计算限值参考数据的第四层第一子单元；

用于将所述转矩与所述限值参考数据比较的第四层第二子单元；

用于如果该转矩大于所述限值参考数据，将限值参考数据作为转矩需求，否则将该最终需求对应的转矩作为转矩需求的第四层第三子单元。

19.根据权利要求18所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，所述“用于计算限值参考数据的第四层第一子单元”用于计算最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩，具体包括：

用于根据高压电气附件反馈给整车控制器的电压、电流计算所述高压电气附件消耗的功率的第五层第一子单元；

用于利用电池管理系统反馈的动力电池组最大许用充放功率和所述高压电气附件消耗的功率计算电驱系统最大许用功率的第五层第二子单元；

用于根据所述电驱系统最大许用功率和电机转速计算电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩的第五层第三子单元；

用于根据电机控制器反馈的电机实际转速和电机转速-最大转矩表查表得到电机最大许用正转矩和最小许用负转矩的第五层第四子单元；

用于将所述电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩分别与查表得到的所述电机最大许用正转矩和最小许用负转矩对应比较，取绝对值小的值作为最终的电驱系统最大许用正转矩和最小许用负转矩的第五层第五子单元。

20.根据权利要求13-19任一所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，所述“转矩参数计算单元”包括：

用于电机控制器反馈的实际转矩的第一层第一子单元；

用于和/或根据所述当前电池充放电功率和所述电机控制器反馈的电机转速计算电池的名义转矩的第一层第二子单元；

用于和/或根据所述当前电机系统的正负功率和电机控制器反馈的电机转速计算电机的名义转矩的第一层第三子单元；

用于和/或根据当前ABS反馈给整车控制器的车速和车辆加速度参数计算动力学的名义转矩的第一层第四子单元；

用于将上述电机控制器反馈的实际转矩和/或电池的名义转矩、和/或电机的名义转矩、和/或动力学的名义转矩作为转矩参数的第一层第五子单元。

21.根据权利要求13-20任一所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，所述“功率参数计算单元”包括：

用于利用所述电机控制器反馈的电压和电流信息计算当前电机系统的驱动或回馈功率的第一层第一子单元；

用于和/或利用电池管理系统反馈的电压和电流信息，计算当前电池充放电功率的第一层第二子单元；

用于将所述电机系统的驱动或回馈功率和/或电池充放电功率作为功率参数的第一层第三子单元。

22.根据权利要求13-21任一所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，所述“故障判断单元”包括用于“将所述转矩需求和所述转矩参数进行比较，进行故障判断”的第一层第一子单元，具体包括：

根据转矩参数的类型，分别设置第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值的转矩阈值设定单元；

用于当转矩需求的绝对值减去电池的名义转矩的绝对值小于预设第一阈值时，判断为发生故障的第二层第一子单元；

用于或当转矩需求的绝对值减去电机的名义转矩的绝对值小于预设第二阈值时，判断为发生故障的第二层第二子单元；

用于或当转矩需求的绝对值减去动力学的名义转矩的绝对值小于预设第三阈值时，判断为发生故障的第二层第三子单元；

用于或当转矩需求的绝对值减去电机控制器反馈的实际转矩的绝对值小于预设第四阈值时，判断为发生故障的第二层第四子单元。

23.根据权利要求13-22任一所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，所述“故障判断单元”包括用于“将所述功率需求和所述功率参数进行比较，进行故障判断”的第一层第二子单元，具体包括：

根据功率参数的类型，分别设置第五阈值和第六阈值的功率阈值设定单元；

用于当所述功率需求的绝对值减去电池充放电功率的绝对值小于预设的第五阈值时，判断为发生故障的第二层第一子单元；

用于或当所述功率需求的绝对值减去电机系统的驱动或回馈功率的绝对值小于预设的第六阈值时，判断为发生故障的第二层第二子单元。

24.根据权利要求13-23任一所述的电动汽车行驶安全监控系统，其特征在于，还包括，用于“检查存储区和程序流是否出现问题，进行故障判断”的单元。