CN106451682A - 一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法及系统，该方法具体包括：确定电池的实时运行状态是充电状态还是放电状态；根据电池的实时运行状态，实时获取电池的运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值；根据运行参数、安全电压阈值范围的上下限以及参考值确定充电状态或放电状态的实际工作功率；根据实际工作功率控制电池处于安全电压阈值范围内正常工作。本方法根据电池实时电压、电流等参数，计算电池实际充放电功率，并保护电池电压等工作状态参数正常，不受BMS提供的参考值，实时保护电池状态，减少电池极端工作状态，防止由于电池功率受限导致电池电压过高或过低造成的报故障及车辆无法运行的问题，提高整车动力系统可靠性。

Description

一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法及系统

技术领域

本发明属于动力电池管理技术领域，更具体的说，是涉及一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法及系统。

背景技术

纯电动汽车或者混合动力汽车，电机驱动或发电工况下，电池作为动力源，要进行电能输出或回收。电池管理系统采集电池参数，监控电池状态，并控制电池的充放电功率，以达到保护和限制电池工作状态的目的。BMS(Battery Management System，动力电池管理系统)在试验室环境下进行试验标定，用试验环境仓设备模拟电池在不同温度下，不同SOC(State of Charge动力电池荷电状态)下，电池10秒内最大充放电电流或功率。将试验结果做为参考数据，并经过一些修正，输出电池10s最大充放电功率参考限值，供整车控制器参考，整车控制器按照BMS发送的电池10s最大充放电功率限值，限值整车高压部件功率输出。

而BMS给出的最大充放电功率限值主要来源于试验室环境下的试验数据，试验环境与真实使用环境有所不同，且还有电池使用寿命折损，以及SOC计算误差等因素，导致电池实际功率限值比BMS给定限值小；而如果整车控制器完全按照BMS给定功率限值计算用电设备功率或扭矩，则可能造成电池超负荷运行，导致电压过低或过高而报故障。例如：锂电池工作状态复杂，很难完全掌握其工作特性，且目前市场上的电池管理系统技术水平参差不齐，造成动力电池实际输出功率估算错误，进而造成整车控制器对动力总成动力性能控制不平衡，动力输出受限，影响车辆动力性能，甚至报故障，影响车辆正常工作。

因此，电池工作状态下，电压基本稳定，充放电工况电压变化值一般都在安全阈值范围内。但是，在电池放电功率不够时，如果负载输出功率过大，电池电压会快速下降。由此可能导致整车高压系统总电压过低，造成电机、电池等高压部件报故障，不能正常工作，进而影响整车正常运行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法及系统，以解决纯电动或混合动力汽车因电池功率受限导致电池电压过高或过低造成的报故障及车辆无法运行的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法，包括：

确定电池的实时运行状态，所述实时运行状态为充电状态或放电状态；

根据所述电池的实时运行状态，实时获取电池的运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值；

根据所述运行参数、安全电压阈值范围的上下限以及所述参考值确定所述充电状态或放电状态的实际工作功率；

根据所述实际工作功率控制所述电池处于所述安全电压阈值范围内正常工作。

其中，所述当所述实时运行状态为放电状态时，所述根据所述运行参数、安全电压下限以及所述参考值确定实际工作功率，包括：

获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

确定所述电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim；

当所述电池电压参数值U小于等于所述安全电压下限值U_Lowlim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将所述当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取所述电池放电功率限制值P_DschrLim和所述电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

当所述电池电压参数值U大于所述安全电压下限值U_Lowlim时，以所述电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

其中，所述当所述实时运行状态为充电状态，根据所述运行参数、安全电压上限以及所述参考值确定实际工作功率，包括：

获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

确定所述电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim；

当所述电池电压参数值U大于等于所述安全电压上限值U_Uplim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将所述当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取所述电池充电功率限制值P_ChrLim和所述电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

当所述电池电压参数值U小于所述安全电压上限值U_Uplim时，以所述电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

其中，所述当所述实时运行状态为放电状态时，所述根据所述运行参数、安全电压下限以及所述参考值确定实际工作功率，包括：

获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

确定所述电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim；

当所述电池电压参数值U小于等于所述安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将所述当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取所述电池放电功率限制值P_DschrLim和所述电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

当所述电池电压参数值U大于所述安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim或U_Lowlim+dU_Lowlim+△U时，以所述电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

其中，所述当所述实时运行状态为充电状态，根据所述运行参数、安全电压上限以及所述参考值确定实际工作功率，包括：

获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

确定所述电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim；

当所述电池电压参数值U大于等于所述安全电压上限值U_Uplim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将所述当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取所述电池充电功率限制值P_ChrLim和所述电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

当所述电池电压参数值U小于所述安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim时或U_Uplim-dU_Uplim-△U，以所述电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

一种基于电池安全电压的电池功率限制保护系统，包括：

确定模块，用于确定电池的实时运行状态，所述实时运行状态为充电状态或放电状态；

获取模块，用于根据所述电池的实时运行状态，实时获取电池的运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值；

计算模块，用于根据所述运行参数、安全电压阈值范围的上下限以及所述参考值确定所述充电状态或放电状态的实际工作功率；

控制模块，用于根据所述实际工作功率控制所述电池处于所述安全电压阈值范围内正常工作。

其中，所述计算模块包括：

第一获取单元，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

第一确定单元，用于确定所述电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim；

第一计算单元，用于当所述电池电压参数值U小于等于所述安全电压下限值U_Lowlim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将所述当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取所述电池放电功率限制值P_DschrLim和所述电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

第二计算单元，用于当所述电池电压参数值U大于所述安全电压下限值U_Lowlim时，以所述电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

其中，所述计算模块包括：

第二获取单元，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

第二确定单元，用于确定所述电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim；

第三计算单元，用于当所述电池电压参数值U大于等于所述安全电压上限值U_Uplim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将所述当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取所述电池充电功率限制值P_ChrLim和所述电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

第四计算单元，用于当所述电池电压参数值U小于所述安全电压上限值U_Uplim时，以所述电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

其中，所述计算模块包括：

第三获取单元，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

第三确定单元，用于确定所述电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim；

第五计算单元，用于当所述电池电压参数值U小于等于所述安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将所述当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取所述电池放电功率限制值P_DschrLim和所述电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

第六计算单元，用于当所述电池电压参数值U大于所述安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim或U_Lowlim+dU_Lowlim+△U时，以所述电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

其中，所述计算模块包括：

第四获取单元，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

第四确定单元，用于确定所述电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim；

第七计算单元，用于当所述电池电压参数值U大于等于所述安全电压上限值U_Uplim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将所述当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取所述电池充电功率限制值P_ChrLim和所述电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

第八计算单元，用于当所述电池电压参数值U小于所述安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim时或U_Uplim-dU_Uplim-△U，以所述电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法及系统，该方法具体包括：确定电池的实时运行状态是充电状态还是放电状态；根据电池的实时运行状态，实时获取电池的运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值；根据运行参数、安全电压阈值范围的上下限以及参考值确定充电状态或放电状态的实际工作功率；根据实际工作功率控制电池处于安全电压阈值范围内正常工作。本方法根据电池实时电压、电流等参数，计算电池实际充放电功率，并保护电池电压等工作状态参数正常，不受BMS提供的参考值，实时保护电池状态，减少电池极端工作状态，防止由于电池功率受限导致电池电压过高或过低造成的报故障及车辆无法运行的问题，提高整车动力系统可靠性。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的图1中当实时运行状态为放电状态时步骤S103具体流程示意图；

图3为本发明实施例提供的图1中当实时运行状态为充电状态时步骤S103具体流程示意图；

图4为本发明实施例提供的图1中当实时运行状态为放电状态时步骤S103另一具体流程示意图；

图5为本发明实施例提供的图1中当实时运行状态为充电状态时步骤S103另一具体流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种基于电池安全电压的电池功率限制保护系统的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的图6中当实时运行状态为放电状态时计算模块603的具体结构示意图；

图8为本发明实施例提供的图6中当实时运行状态为充电状态时计算模块603的具体结构示意图；

图9为本发明实施例提供的图6中当实时运行状态为放电状态时计算模块603的另一具体结构示意图；

图10为本发明实施例提供的图6中当实时运行状态为充电状态时计算模块603的另一具体结构示意图。

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。

实施例一

请参阅附图1，图1为本发明实施例提供的一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法的流程示意图。如图1所示，本发明公开了一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法，具体该方法包括如下步骤：

S101、确定电池的实时运行状态，实时运行状态为充电状态或放电状态。

电池工作状态下，电压基本稳定，充放电工况电压变化值一般都在安全阈值范围内。但是，在电池放电功率不够时，如果负载输出功率过大，电池电压会快速下降。由此可能导致整车高压系统总电压过低，造成电机、电池等高压部件报故障，不能正常工作，进而影响整车正常运行。

在进行电池功率限制保护之前需要先确定电池的实时运行状态，即确定电池当前处于充电状态还是放电状态。

S102、根据电池的实时运行状态，实时获取电池的运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值。

需要说明的是，在本实施例中，需要实时采集电池运行参数以及BMS电池管理系统预设提供的电池放电功率限制值作为参考值，该参考值为试验室环境下进行试验标定的参考值，用试验环境仓设备模拟电池在不同温度下，不同SOC下，电池10秒内最大充放电电流或功率，且将试验结果做为参考数据，并经过一些修正，输出电池10s最大充放电功率参考限值，供整车控制器参考。整车控制器按照BMS电池管理系统发送的电池10s最大充放电功率限值，限值整车高压部件功率输出。

试验环境与真实使用环境有所不同，且还有电池使用寿命折损，SOC计算误差等因素，导致电池实际功率限值比BMS给定限值小；而如果整车控制器完全按照BMS给定功率限值计算用电设备功率或扭矩，则可能造成电池超负荷运行，导致电压过低或过高而报故障。

S103、根据运行参数、安全电压阈值范围的上下限以及参考值确定充电状态或放电状态的实际工作功率。

需要说明的是，对于步骤S102中获取的参考值，试验环境与真实使用环境有所不同，且还有电池使用寿命折损，SOC计算误差等因素，导致电池实际功率限值比BMS给定限值小；而如果整车控制器完全按照BMS给定功率限值计算用电设备功率或扭矩，则可能造成电池超负荷运行，导致电压过低或过高而报故障，因此需要通过各种参数计算实际工作功率。

S104、根据实际工作功率控制电池处于安全电压阈值范围内正常工作。

本发明根据电池实时电压、电流等参数，计算电池实际充放电功率，并保护电池电压等工作状态参数正常，不受电池管理系统BMS软件算法及工程人员标定水平的限制，实时保护电池状态，保护响应更快，适应性更强；减少电池极端工作状态，保护电池寿命，并提高整车动力系统可靠性。

实施例二

请参阅附图2，图2为本发明实施例中图1中当实时运行状态为放电状态时步骤S103的具体流程示意图。如图2所示，步骤S103、所述当所述实时运行状态为放电状态时，所述根据所述运行参数、安全电压下限以及所述参考值确定实际工作功率，该步骤具体包括如下步骤：

S201、获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim。

S202、确定电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim。

S203、当电池电压参数值U小于等于安全电压下限值U_Lowlim时，根据电池电压参数值U和电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取电池放电功率限制值P_DschrLim和电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

S204、当电池电压参数值U大于安全电压下限值U_Lowlim时，以电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

本实施例为以实时运行状态为放电状态时，具体的以安全电压下限值对电池的放电功率限制值进行计算的流程，根据电池实时电压、电流等参数，计算电池实际充放电功率，并保护电池电压等工作状态参数正常，不受电池管理系统BMS软件算法及工程人员标定水平的限制，实时保护电池状态，保护响应更快，适应性更强；减少电池极端工作状态，保护电池寿命，并提高整车动力系统可靠性。

实施例三

请参阅附图3，图3为本发明实施例中图1中当实时运行状态为放电状态时步骤S103的具体流程示意图。如图3所示，步骤S103、所述当所述实时运行状态为放电状态时，所述根据所述运行参数、安全电压下限以及所述参考值确定实际工作功率，该步骤具体包括如下步骤：

S301、获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

S302、确定电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim；

S303、当电池电压参数值U大于等于安全电压上限值U_Uplim时，根据电池电压参数值U和电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取电池充电功率限制值P_ChrLim和电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

S304、当电池电压参数值U小于安全电压上限值U_Uplim时，以电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

本实施例为以实时运行状态为充电状态时，具体的以安全电压上限值对电池的充电功率限制值进行计算的流程，根据电池实时电压、电流等参数，计算电池实际充放电功率，并保护电池电压等工作状态参数正常，不受电池管理系统BMS软件算法及工程人员标定水平的限制，实时保护电池状态，保护响应更快，适应性更强；减少电池极端工作状态，保护电池寿命，并提高整车动力系统可靠性。

实施例四

请参阅附图4，图4为本发明实施例中图1中当实时运行状态为放电状态时步骤S103的具体流程示意图。如图4所示，步骤S103、所述当所述实时运行状态为放电状态时，所述根据所述运行参数、安全电压下限以及所述参考值确定实际工作功率，该步骤具体包括如下步骤：

S401、获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

S402、确定电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim；

S403、当电池电压参数值U小于等于安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim时，根据电池电压参数值U和电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取电池放电功率限制值P_DschrLim和电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

S404、当电池电压参数值U大于安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim或U_Lowlim+dU_Lowlim+△U时，以电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

本实施例为以实时运行状态为放电状态时，具体的以安全电压下限值，且合理留出安全余量dU对电池的充电功率限制值进行计算的流程，根据电池实时电压、电流等参数，计算电池实际充放电功率，并保护电池电压等工作状态参数正常，不受电池管理系统BMS软件算法及工程人员标定水平的限制，实时保护电池状态，保护响应更快，适应性更强；减少电池极端工作状态，保护电池寿命，并提高整车动力系统可靠性。另外，通过留出的安全余量dU，使得电压在达到安全下限前就开始受到功率限制，并阻止电压进一步接近安全限值；另外，由于实际电压、电流等参数采用不够快速准确，或者由于实际工况复杂，电压、电流参数波动较大而导致计算后受限制的电压也在安全限值附近波动，进而误报故障；该安全余量的另一个作用就是防止出现该问题，通过合理标定安全余量dU，保证电池电压在安全下限之上波动，并不触及安全限值。这样算法更具保护性，更具实际工程意义。

实施例五

请参阅附图5，图5为本发明实施例中图1中当实时运行状态为放电状态时步骤S103的具体流程示意图。如图5所示，步骤S103、所述当所述实时运行状态为放电状态时，所述根据所述运行参数、安全电压下限以及所述参考值确定实际工作功率，该步骤具体包括如下步骤：

S501、获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

S502、确定电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim；

S503、当电池电压参数值U大于等于安全电压上限值U_Uplim时，根据电池电压参数值U和电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取电池充电功率限制值P_ChrLim和电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

S504、当电池电压参数值U小于安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim时或U_Uplim-dU_Uplim-△U，以电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

本实施例为以实时运行状态为放电状态时，具体的以安全电压上限值，且合理留出安全余量dU对电池的充电功率限制值进行计算的流程，根据电池实时电压、电流等参数，计算电池实际充放电功率，并保护电池电压等工作状态参数正常，不受电池管理系统BMS软件算法及工程人员标定水平的限制，实时保护电池状态，保护响应更快，适应性更强；减少电池极端工作状态，保护电池寿命，并提高整车动力系统可靠性。另外，通过留出的安全余量dU，使得电压在达到安全上限前就开始受到功率限制，并阻止电压进一步接近安全限值；另外，由于实际电压、电流等参数采用不够快速准确，或者由于实际工况复杂，电压、电流参数波动较大而导致计算后受限制的电压也在安全限值附近波动，进而误报故障；该安全余量的另一个作用就是防止出现该问题，通过合理标定安全余量dU，保证电池电压在安全上限之上波动，并不触及安全限值。这样算法更具保护性，更具实际工程意义。

实施例六

请参阅附图6，图6为本发明实施例提供的一种基于电池安全电压的电池功率限制保护系统的结构示意图。如图6所示，本发明公开了一种基于电池安全电压的电池功率限制保护系统，该系统具体包括如下结构：

确定模块601，用于确定电池的实时运行状态，实时运行状态为充电状态或放电状态；

获取模块602，用于根据电池的实时运行状态，实时获取电池的运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值；

计算模块603，用于根据运行参数、安全电压阈值范围的上下限以及参考值确定充电状态或放电状态的实际工作功率；

控制模块604，用于根据实际工作功率控制电池处于所述安全电压阈值范围内正常工作。

由于本实施例中的各模块能够执行图1所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1的相关说明。

实施例七

请参阅附图7，图7为本发明实施例提供的图6中当实时运行状态为放电状态时计算模块603的具体结构示意图。如图7所示，所述计算模块603包括：

第一获取单元701，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

第一确定单元702，用于确定电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim；

第一计算单元703，用于当电池电压参数值U小于等于安全电压下限值U_Lowlim时，根据电池电压参数值U和电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取电池放电功率限制值P_DschrLim和电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

第二计算单元704，用于当电池电压参数值U大于安全电压下限值U_Lowlim时，以电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

由于本实施例中的各模块能够执行图2所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图2的相关说明。

实施例八

请参阅附图8，图8为本发明实施例提供的图6中当实时运行状态为充电状态时计算模块603的具体结构示意图。如图8所示，所述计算模块603包括：

第二获取单元801，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

第二确定单元802，用于确定电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim；

第三计算单元803，用于当电池电压参数值U大于等于安全电压上限值U_Uplim时，根据电池电压参数值U和电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取电池充电功率限制值P_ChrLim和电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

第四计算单元804，用于当电池电压参数值U小于安全电压上限值U_Uplim时，以电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

由于本实施例中的各模块能够执行图3所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图3的相关说明。

实施例九

请参阅附图9，图9为本发明实施例提供的图6中当实时运行状态为放电状态时计算模块603的另一具体结构示意图。如图9所示，所述计算模块603包括：

第三获取单元901，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

第三确定单元902，用于确定电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim；

第五计算单元903，用于当电池电压参数值U小于等于安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim时，根据电池电压参数值U和电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取电池放电功率限制值P_DschrLim和电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

第六计算单元904，用于当电池电压参数值U大于安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim或U_Lowlim+dU_Lowlim+△U时，以电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

由于本实施例中的各模块能够执行图4所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图4的相关说明。

实施例十

请参阅附图10，图10为本发明实施例提供的图6中当实时运行状态为充电状态时计算模块603的另一具体结构示意图。如图10所示，所述计算模块603包括：

第四获取单元1001，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

第四确定单元1002，用于确定电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim；

第七计算单元1003，用于当电池电压参数值U大于等于安全电压上限值U_Uplim时，根据电池电压参数值U和电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取电池充电功率限制值P_ChrLim和电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

第八计算单元1004，用于当电池电压参数值U小于安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim时或U_Uplim-dU_Uplim-△U，以电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

由于本实施例中的各模块能够执行图5所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图5的相关说明。

综上所述，本发明公开一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法及系统，该方法具体包括：确定电池的实时运行状态是充电状态还是放电状态；根据电池的实时运行状态，实时获取电池的运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值；根据运行参数、安全电压阈值范围的上下限以及参考值确定充电状态或放电状态的实际工作功率；根据实际工作功率控制电池处于安全电压阈值范围内正常工作。本方法根据电池实时电压、电流等参数，计算电池实际充放电功率，并保护电池电压等工作状态参数正常，不受BMS提供的参考值，实时保护电池状态，减少电池极端工作状态，防止由于电池功率受限导致电池电压过高或过低造成的报故障及车辆无法运行的问题，提高整车动力系统可靠性。另外，通过留出的安全余量dU，使得电压在达到安全上下限前就开始受到功率限制，并阻止电压进一步接近安全限值；另外，由于实际电压、电流等参数采用不够快速准确，或者由于实际工况复杂，电压、电流参数波动较大而导致计算后受限制的电压也在安全限值附近波动，进而误报故障；该安全余量的另一个作用就是防止出现该问题，通过合理标定安全余量dU，保证电池电压在安全上下限之上波动，并不触及安全限值。这样算法更具保护性，更具实际工程意义。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。

以上结合附图对本发明所提出的方法进行了示例性描述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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。

Claims (10)

1.一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法，其特征在于，包括：

确定电池的实时运行状态，所述实时运行状态为充电状态或放电状态；

根据所述电池的实时运行状态，实时获取电池的运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值；

根据所述运行参数、安全电压阈值范围的上下限以及所述参考值确定所述充电状态或放电状态的实际工作功率；

根据所述实际工作功率控制所述电池处于所述安全电压阈值范围内正常工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述实时运行状态为放电状态时，所述根据所述运行参数、安全电压下限以及所述参考值确定实际工作功率，包括：

获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

确定所述电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim；

当所述电池电压参数值U小于等于所述安全电压下限值U_Lowlim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将所述当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取所述电池放电功率限制值P_DschrLim和所述电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

当所述电池电压参数值U大于所述安全电压下限值U_Lowlim时，以所述电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述实时运行状态为充电状态，根据所述运行参数、安全电压上限以及所述参考值确定实际工作功率，包括：

获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

确定所述电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim；

当所述电池电压参数值U大于等于所述安全电压上限值U_Uplim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将所述当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取所述电池充电功率限制值P_ChrLim和所述电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

当所述电池电压参数值U小于所述安全电压上限值U_Uplim时，以所述电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述实时运行状态为放电状态时，所述根据所述运行参数、安全电压下限以及所述参考值确定实际工作功率，包括：

获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

确定所述电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim；

当所述电池电压参数值U小于等于所述安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将所述当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取所述电池放电功率限制值P_DschrLim和所述电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

当所述电池电压参数值U大于所述安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim或U_Lowlim+dU_Lowlim+△U时，以所述电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述实时运行状态为充电状态，根据所述运行参数、安全电压上限以及所述参考值确定实际工作功率，包括：

获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

确定所述电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim；

当所述电池电压参数值U大于等于所述安全电压上限值U_Uplim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将所述当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取所述电池充电功率限制值P_ChrLim和所述电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

当所述电池电压参数值U小于所述安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim时或U_Uplim-dU_Uplim-△U，以所述电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

6.一种基于电池安全电压的电池功率限制保护系统，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定电池的实时运行状态，所述实时运行状态为充电状态或放电状态；

获取模块，用于根据所述电池的实时运行状态，实时获取电池的运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值；

计算模块，用于根据所述运行参数、安全电压阈值范围的上下限以及所述参考值确定所述充电状态或放电状态的实际工作功率；

控制模块，用于根据所述实际工作功率控制所述电池处于所述安全电压阈值范围内正常工作。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括：

第一获取单元，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

第一确定单元，用于确定所述电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim；

第一计算单元，用于当所述电池电压参数值U小于等于所述安全电压下限值U_Lowlim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将所述当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取所述电池放电功率限制值P_DschrLim和所述电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

第二计算单元，用于当所述电池电压参数值U大于所述安全电压下限值U_Lowlim时，以所述电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括：

第二获取单元，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

第二确定单元，用于确定所述电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim；

第三计算单元，用于当所述电池电压参数值U大于等于所述安全电压上限值U_Uplim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将所述当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取所述电池充电功率限制值P_ChrLim和所述电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

第四计算单元，用于当所述电池电压参数值U小于所述安全电压上限值U_Uplim时，以所述电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括：

第三获取单元，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Dschr以及BMS电池管理系统提供的电池放电功率限制值P_DschrLim；

第三确定单元，用于确定所述电池电压参数值U是否小于等于安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim；

第五计算单元，用于当所述电池电压参数值U小于等于所述安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Dschr计算当前电池实时放电功率值P_DschrRT＝U*I_Dschr，且将所述当前电池实时放电功率值P_DschrRT设置为电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim，取所述电池放电功率限制值P_DschrLim和所述电池低电压保护放电功率限制值P_Drvlim的较小值作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态；

第六计算单元，用于当所述电池电压参数值U大于所述安全电压下限值U_Lowlim+dU_Lowlim或U_Lowlim+dU_Lowlim+△U时，以所述电池放电功率限制值P_DschrLim作为电池实际放电功率限制值P_DschrLimAct控制动力电池工作状态。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括：

第四获取单元，用于获取电池电压参数值U、电流参数值I_Chr以及BMS电池管理系统提供的电池充电功率限制值P_ChrLim；

第四确定单元，用于确定所述电池电压参数值U是否大于等于安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim；

第七计算单元，用于当所述电池电压参数值U大于等于所述安全电压上限值U_Uplim时，根据所述电池电压参数值U和所述电流参数值I_Chr计算当前电池实时充电功率值P_ChrRT＝U*I_Chr，且将所述当前电池充电实时功率值P_ChrRT设置为电池高电压保护充电功率限制值P_Genlim，取所述电池充电功率限制值P_ChrLim和所述电池高电压保护放电功率限制值P_Genlim的较小值作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态；

第八计算单元，用于当所述电池电压参数值U小于所述安全电压上限值U_Uplim-dU_Uplim时或U_Uplim-dU_Uplim-△U，以所述电池充电功率限制值P_ChrLim作为电池实际充电功率限制值P_ChrLimAct控制动力电池工作状态。