CN106608200B - 电动汽车功率输出控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明的电动汽车功率输出控制方法，判断所述电动汽车是否需要进入峰值功率使用模式；当判断进入峰值功率使用模式时，按照所述电动汽车动力电池的最大脉冲峰值功率表进行功率输出。同时估算所述动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间。随着加速踏板深度的不同，输出不同的峰值功率，并更新剩余时间，剩余时间不足时进入保护模式，然后平稳地进入正常工作模式；此外，驾驶员还可以控制车辆退出峰值功率使用模式时，所述电动汽车也进入正常工作模式。在电动汽车要求输出最大功率时按照动力电池的峰值功率输出功率，不仅可以使得动力电池的功率得到最大化利用，而且充分满足电动汽车输出最大功率的需求，提升电动汽车驾驶者的驾驶体验，使得动力的输出平稳。

Description

电动汽车功率输出控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，具体地说是一种电动汽车功率输出控制方法及系统。

背景技术

汽车作为推动人类文明向前跃进的现代社会大工业的产物，在给人类生活带来便捷舒适的同时，对自然生态环境的恶化也有着难以推卸的责任。为了汽车工业能够持续发展，以开发和推广电动车、多种代用燃料汽车为主要内容的“绿色汽车”工程已在世界范围内展开。世界各大汽车公司争相研究各种新型的无污染环保车，力图使自己生产的汽车达到或接近“零污染”标准。由于环境问题日益严重，各国政府不得不加大对清洁能源的研究开发。电动车是解决环境污染的重要可行途径，早在1886年世界上第1辆汽车诞生之前，欧洲大城市的街道上就出现过电动车。但由于科技发展不同步，燃油车的性能大大超过了电动汽车，电动车的发展受到了很大限制。但是，汽车工业的发展却给人类社会带来了严重的环境污染问题，于是电动汽车又重新受到了各国的关注。

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它使用存储在电池中的电来发动。在电动汽车中，汽车主电机的功率大致为二十几千瓦(混合动力式)到一百多千瓦(纯电动式)。目前，制约电动汽车最大输出功率的主要是动力电池。电动汽车在很多情况下要求最大扭矩输出，例如，在电动汽车启动时，在电动汽车行驶过程中进行急加速时，在电动汽车发生紧急情况需要迅速规避时等等，在上述情况下，需要电动汽车输出最大功率。为满足电动汽车输出最大功率的需求，传统上是按照动力电池能够提供的最大持续功率来输出功率，但是，这种方式没有能够对动力电池的峰值功率进行利用，因而不能够使得动力电池的功率得到最大化利用，无法进一步满足电动汽车对最大功率输出的需求。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术不能够使得动力电池的功率得到最大化利用，从而提出一种电动汽车功率输出控制方法及系统来解决该问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车功率输出控制方法，包括如下步骤：

识别驾驶员的驾驶意图，判断所述电动汽车是否需要进入峰值功率使用模式；

若是，按照所述电动汽车动力电池的最大脉冲峰值功率表进行峰值功率输出，并估算出所述动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间；

实时获取驾驶员的驾驶意图以及车辆输出的功率；

实时更新动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间；

当所述峰值功率的剩余时间小于设定时间阈值时，若仍保持在峰值功率使用模式，则进入峰值功率使用保护处理模式，按照当前车速和动力电池剩余安全可放电能力，确定功率下滑输出曲线，并按照功率下滑输出曲线，减小动力电池输出功率，使车辆平稳过渡到正常工作模式。

优选地，还包括当剩余时间低于预设时间阈值时，提示驾驶员峰值功率剩余使用时间不足，若驾驶员减少加速踏板开度至小于预设的退出时的踏板开度时，则退出峰值功率使用模式，则按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

优选地，实时获取驾驶员的驾驶意图以及车辆输出的功率的步骤之后，还包括

根据所述驾驶员的驾驶意图判断是否退出峰值功率使用模式，如是，则退出峰值功率使用模式，按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

优选地，所述识别驾驶员的驾驶意图，判断所述电动汽车是否需要进入峰值功率使用模式的步骤包括：

判断当前车辆是否满足进入峰值功率使用模式的条件；

若满足，检测所述电动汽车的加速踏板信号；

判断所述加速踏板开度是否在设定时间内超过预设的进入时的踏板开度，若是，则判定所述电动汽车需要进入峰值功率使用模式。

优选地，判断当前车辆是否满足进入峰值功率使用模式的条件的步骤，包括：

检测所述电动汽车的运动模式是否打开；

检测所述电动汽车的汽车状况和电池剩余电量是否满足要求，

当运动模式打开、汽车状况和电池状况满足要求时，判定所述电动汽车满足进入峰值功率使用模式的条件。

优选地，根据所述驾驶员的驾驶意图判断是否退出峰值功率使用模式的步骤包括：

检测所述电动汽车的加速踏板信号，若所述加速踏板被松开至小于预设的退出时的踏板开度时，则退出峰值功率使用模式。

优选地，所述根据所述驾驶员的驾驶意图判断是否退出峰值功率使用模式的步骤，还包括

若所述加速踏板被松开但开度仍大于预设的退出时的踏板开度时，不退出峰值功率使用模式，根据加速踏板开度查表获取一个比例因子，获得动力电池的最大脉冲峰值功率，根据比例因子和最大脉冲峰值功率，计算得到输出的峰值功率，并输出该峰值功率，计算输出该峰值功率的剩余时间。

此外，本发明还提供一种电动汽车功率输出控制系统，包括：

第一判断单元，识别驾驶员的驾驶意图，判断所述电动汽车是否需要进入峰值功率使用模式；

峰值功率输出单元，若是，按照所述电动汽车动力电池的最大脉冲峰值功率表进行峰值功率输出，并估算出所述动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间；

实时监控单元，实时获取驾驶员的驾驶意图以及车辆输出的功率；

剩余时间计算单元，随时间变化更新动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间；

保护处理单元，当所述峰值功率的剩余时间小于设定时间阈值时，若仍保持在峰值功率使用模式，则进入峰值功率使用保护处理模式，按照当前车速和动力电池剩余安全可放电能力，确定功率下滑输出曲线，并按照功率下滑输出曲线，减小动力电池输出功率，使车辆平稳过渡到正常工作模式。

优选地，还包括提示处理单元，当剩余时间低于预设时间阈值时，提示驾驶员峰值功率剩余使用时间不足，若驾驶员减少加速踏板开度至小于预设的退出时的踏板开度时，则退出峰值功率使用模式，则按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

优选地，还包括

退出单元，根据所述驾驶员的驾驶意图判断是否退出峰值功率使用模式，如是，则退出峰值功率使用模式，按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:

1、本发明的电动汽车功率输出控制方法，判断所述电动汽车是否需要进入峰值功率使用模式；当判断进入峰值功率使用模式时，按照所述电动汽车动力电池的最大脉冲峰值功率表进行功率输出。同时估算所述动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间。随着加速踏板深度的不同，输出不同的峰值功率，并更新剩余时间。当剩余时间不足时进入保护模式，当驾驶员控制车辆退出峰值功率使用模式时，所述电动汽车进入正常工作模式。在电动汽车要求输出最大功率时按照动力电池的峰值功率输出功率，不仅可以使得动力电池的功率得到最大化利用，而且充分满足电动汽车输出最大功率的需求，提升电动汽车驾驶者的驾驶体验。

当剩余时间低于预设时间阈值时，若驾驶员未减小加速踏板开度，保持在峰值功率使用模式，则进入峰值功率使用保护处理模式，按照当前车速和动力电池剩余安全可放电能力，确定功率下滑输出曲线，并按照功率下滑输出曲线，减小动力电池输出功率，使车辆平稳过渡到正常工作模式。由于动力电池特性的限制，若超过动力电池的峰值功率，仍继续以峰值功率输出而进行放电时，将会导致动力电池电压的迅速降低，最终导致动力电池无法提供足够的功率，使得车辆出现瞬间的动力丢失。本发明解决了现有技术不能充分利用电动汽车的峰值输出能力的问题，同时解决了峰值功率的安全使用，及峰值功率使用后，平稳退出使用模式的问题。

2、本发明的电动汽车功率输出控制方法，当剩余时间低于预设时间阈值时，提示驾驶员峰值功率剩余使用时间不足，若驾驶员减少加速踏板开度，退出峰值功率使用模式，则按照正常工作模式的功率表进行功率输出。通过对驾驶员提示的方式，让驾驶员更好的控制车辆，有助于保持最佳的运行状态，提高能源利用率。

3、本发明的电动汽车功率输出控制方法，输出功率能够保持平滑下降，并能够平稳过渡到按照动力电池在正常条件提供功率的水平输出功率，不仅在电动汽车行驶过程中没有顿挫感，驾驶体验更好，而且有效保护动力电池寿命。

4、本发明的电动汽车功率输出控制方法，使得电动汽车需求的输出功率逐渐降低到正常水平的过程保持平滑过渡，避免动力电池的放电能力不适应动力电池剩余的安全可放电能力而危害动力电池安全，进而有效保护动力电池，延长使用寿命，并且防止驾驶顿挫感，提升驾驶体验。

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是本发明实施例1的一种电动汽车功率输出控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例1的一种电动汽车功率输出控制方法的过程示意图；

图3是本发明实施例1的一种电动汽车功率输出控制方法的最大脉冲功率曲线示意图；

图4是本发明实施例1的一种电动汽车功率输出控制方法的最大脉冲功率控制输出曲线示意图；

图5是本发明实施例2的一种电动汽车功率输出控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的内容，下面结合附图和实施例对本发明所提供的技术方案作进一步的详细描述。

实施例1：

本发明提供一种电动汽车功率输出控制方法，流程图如图1所示，该方法包括如下步骤：

S1、识别驾驶员的驾驶意图，判断所述电动汽车是否需要进入峰值功率使用模式。

首先，判断当前车辆是否满足进入峰值功率使用模式的条件。如车辆故障状态，电池SOC状态等，当车辆的状态和电池状态允许时，才可以进入峰值功率使用模式。此外，还可以包括检测所述电动汽车的运动模式是否打开；只有运动模式打开时，才能判定所述电动汽车需要进入峰值功率使用模式。

若满足上述进入峰值功率使用模式的条件，检测所述电动汽车的加速踏板信号。判断所述加速踏板开度是否在设定时间内超过预设的进入时的踏板开度，是则认为加速踏板被猛踩到底，判定所述电动汽车需要进入峰值功率使用模式，进行步骤S2，否时则继续按照正常工作模式的功率输出表，进行功率控制输出。当加速踏板被缓慢的踩的时候，是不进入本发明的峰值功率使用模式的。是按照正常工作模式的功率输出表，进行功率控制输出的。此处预设的进入时的踏板开度可以是加速踏板行程的95％-100％，例如95％或者98％或者100％等，但是不限于为以上范围，而是依设计者或者使用者的需求而定。

S2、进入峰值功率使用模式，按照所述电动汽车动力电池的最大脉冲峰值功率表进行峰值功率输出，并估算出所述动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间。

最大脉冲峰值功率表是由动力电池固有特性，可以通过查阅动力电池的出厂参数获得。动力电池能够持续提供峰值功率的时间长度是有限的，根据动力电池的特性，不同温度下动力电池能够持续提供峰值功率的时间长度不一样。同样地，当前温度下动力电池能够持续提供峰值功率的时间长度，即所述第一时间长度，可以通过查阅动力电池的出厂参数获得。

进入功率输出控制模块后，根据当前电池、电机状态，确定当前车辆能提供的最大峰值功率，及最大持续时间，并在仪表上提示可用脉冲峰值功率的剩余时间。

一般来说，根据电池特性，不同温度下电池允许的最大峰值脉冲功率时间是不一样的。此处设置当前温度为T，允许最大峰值脉冲功率时间是t，当驾驶员按下运动模式开关，要求最大峰值脉冲功率体验的时候，则根据当前温度和需求的最大功率查表得到当前允许的最大峰值脉冲功率时间t2-t1，如图3所示，在t3-t1时间内，按照电池允许的最大峰值脉冲功率给驾驶员提供最大扭矩。在后续控制中，当时间达到t3时，仪表提示并发出警告。驾驶员可以按照仪表提示，一定程度的松开加速踏板，减少驱动输出，仪表更新剩余时间；当驾驶员不按照仪表提示减少要求的驱动输出时，进入保护处理，动力输出如图4所示。

S3、进入峰值功率使用模式后，会实时获取驾驶员的驾驶意图以及车辆输出的功率。根据所述驾驶员的驾驶意图判断是否退出峰值功率使用模式，具体为检测所述电动汽车的加速踏板信号，若所述加速踏板被松开至小于预设的退出时的踏板开度时，则认为驾驶员的驾驶意图为退出峰值功率使用模式，此时转步骤S4，否则转步骤S5。

S4、退出峰值功率使用模式，按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

S5、实时更新动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间，此处根据过去的时间、已经输出的功率、驾驶员请求的功率来更新剩余时间的。当所述峰值功率的剩余时间小于设定时间阈值时，提示驾驶员峰值功率剩余使用时间不足，若驾驶员减少加速踏板开度至小于预设的退出时的踏板开度(如50％、60％)时，则进入S6，若所述加速踏板被松开但开度仍大于预设的退出时的踏板开度时，则进入S7；若仍保持在峰值功率使用模式，则进入步骤S8。

S6、退出峰值功率使用模式，则按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

S7、当加速踏板虽然被松开，但开度仍大于预设的退出时的踏板开度时，不退出峰值功率使用模式，根据加速踏板开度查表获取一个比例因子，获得动力电池的最大脉冲峰值功率，根据比例因子和最大脉冲峰值功率的乘积，此处该比例应为0-1内的一个比例系数，可以根据踏板开度占总开度的比例来确定，通过这种方式计算得到输出的峰值功率，并输出该峰值功率，此时随时间变化更新动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间，当剩余时间小于预设时间阈值时，进入S8。

S8、进入峰值功率使用保护处理模式，按照当前车速和动力电池剩余安全可放电能力，确定功率下滑输出曲线，并按照功率下滑输出曲线，减小动力电池输出功率，使车辆平稳过渡到正常工作模式。此处的功率下滑曲线以当前的功率输出为起点、最终电池可提供的稳定输出为终点，获得一个平滑过渡的曲线，此曲线中任一位置的功率输出不能超出电池剩余的安全可放电能力，这样得到的曲线就是功率下滑曲线。

该过程如图2所示，进入保护处理之后，计算电池剩余的安全可放电能力。根据车辆当前车速和电池剩余安全可放电能力，得到功率下滑曲线，按照该曲线平滑控制输出功率的减小。若在此期间，驾驶员一定程度的松开加速踏板，则比较需求功率得出电池的放电能力和电池剩余的安全可放电能力。若此时根据需求功率得出电池的放电能力小于电池剩余的安全可放电能力，则根据此时驾驶员需求的功率输出，并更新需求功率和剩余可用时间；若此时根据需求功率得出电池的放电能力大于电池剩余的安全可放电能力，则根据功率下滑曲线，控制功率输出，减少驱动输出。电机扭矩减小之后，驾驶员可以选择再次进入这个模式，但是需要等待一段时间，才能继续使用该最大峰值功率。

根据本发明的上述方法，在电动汽车要求输出最大功率时按照动力电池的峰值功率输出功率，不仅可以使得动力电池的功率得到最大化利用，而且充分满足电动汽车输出最大功率的需求，提升电动汽车驾驶者的驾驶体验。由于动力电池特性的限制，若超过动力电池的峰值功率，仍继续以峰值功率输出而进行放电时，将会导致动力电池电压的迅速降低，最终导致动力电池无法提供足够的功率，使得车辆出现瞬间的动力丢失。因此，当动力电池能够继续提供峰值功率的剩余时间低于预设的时间阈值时，判断动力汽车是否要求退出峰值功率模式，如果不退出则按照功率下滑曲线输出功率，这样不仅能够保证动力电池寿命，而且避免动力电池无法提供足够功率而造成驾驶过程中的顿挫感，进一步提升驾驶体验。

实施例2：

本实施例提供一种电动汽车功率输出控制系统，结构框图如图5所示，包括：

判断单元01，识别驾驶员的驾驶意图，判断所述电动汽车是否需要进入峰值功率使用模式；

峰值功率输出单元02，若是，按照所述电动汽车动力电池的最大脉冲峰值功率表进行峰值功率输出，并估算出所述动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间；

实时监控单元03，实时获取驾驶员的驾驶意图以及车辆输出的功率；

剩余时间计算单元04，随时间变化更新动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间；

保护处理单元05，当所述峰值功率的剩余时间小于设定时间阈值时，若仍保持在峰值功率使用模式，则进入峰值功率使用保护处理模式，按照当前车速和动力电池剩余安全可放电能力，确定功率下滑输出曲线，并按照功率下滑输出曲线，减小动力电池输出功率，使车辆平稳过渡到正常工作模式。

此外，还包括提示处理单元，当剩余时间低于预设时间阈值时，提示驾驶员峰值功率剩余使用时间不足，若驾驶员减少加速踏板开度至小于预设的退出时的踏板开度时，则退出峰值功率使用模式，则按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

此外，退出单元，根据所述驾驶员的驾驶意图判断是否退出峰值功率使用模式，如是，则退出峰值功率使用模式，按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

本实施例中的电动汽车功率输出控制系统，为满足驾驶员在行车过程中对最大扭矩的需求，在保证安全的情况下，能够使电池功率利用最大化，提升驾驶员的驾驶体验；能够正确使用最大峰值功率，提示最大功率可使用的时间；在必要的时候，对电池系统进行保护，并通过相应的功率输出控制，使扭矩平稳过渡，避免动力丢失，减少挫顿感。

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 (10)

1.一种电动汽车功率输出控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

识别驾驶员的驾驶意图，判断所述电动汽车是否需要进入峰值功率使用模式；

若是，按照所述电动汽车动力电池的最大脉冲峰值功率表进行峰值功率输出，并估算出所述动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间；

实时获取驾驶员的驾驶意图以及车辆输出的功率；

实时更新动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间；

当所述峰值功率的剩余时间小于预设时间阈值时，若仍保持在峰值功率使用模式，则进入峰值功率使用保护处理模式，按照当前车速和动力电池剩余安全可放电能力，确定功率下滑输出曲线，并按照功率下滑输出曲线，减小动力电池输出功率，使车辆平稳过渡到正常工作模式。

2.根据权利要求1所述的电动汽车功率输出控制方法，其特征在于，还包括当剩余时间低于预设时间阈值时，提示驾驶员峰值功率剩余使用时间不足，若驾驶员减少加速踏板开度至小于预设的退出时的踏板开度时，则退出峰值功率使用模式，则按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

3.根据权利要求1所述的电动汽车功率输出控制方法，其特征在于，实时获取驾驶员的驾驶意图以及车辆输出的功率的步骤之后，还包括

根据所述驾驶员的驾驶意图判断是否退出峰值功率使用模式，如是，则退出峰值功率使用模式，按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

4.根据权利要求1或2或3所述的电动汽车功率输出控制方法，其特征在于：所述识别驾驶员的驾驶意图，判断所述电动汽车是否需要进入峰值功率使用模式的步骤包括：

判断当前车辆是否满足进入峰值功率使用模式的条件；

若满足，检测所述电动汽车的加速踏板信号；

判断所述加速踏板开度是否在设定时间内超过预设的进入时的踏板开度，若是，则判定所述电动汽车需要进入峰值功率使用模式。

5.根据权利要求4所述的电动汽车功率输出控制方法，其特征在于，判断当前车辆是否满足进入峰值功率使用模式的条件的步骤，包括：

检测所述电动汽车的运动模式是否打开；

检测所述电动汽车的汽车状况和电池剩余电量是否满足要求，

当运动模式打开、汽车状况和电池剩余电量满足要求时，判定所述电动汽车满足进入峰值功率使用模式的条件。

6.根据权利要求3所述的电动汽车功率输出控制方法，其特征在于，根据所述驾驶员的驾驶意图判断是否退出峰值功率使用模式的步骤包括：

检测所述电动汽车的加速踏板信号，若所述加速踏板被松开至小于预设的退出时的踏板开度时， 则退出峰值功率使用模式。

7.根据权利要求2所述的电动汽车功率输出控制方法，其特征在于，所述根据所述驾驶员的驾驶意图判断是否退出峰值功率使用模式的步骤，还包括

若所述加速踏板被松开但开度仍大于预设的退出时的踏板开度时，不退出峰值功率使用模式，根据加速踏板开度查表获取一个比例因子，获得动力电池的最大脉冲峰值功率，根据比例因子和最大脉冲峰值功率，计算得到输出的峰值功率，并输出该峰值功率，计算输出该峰值功率的剩余时间。

8.一种电动汽车功率输出控制系统，其特征在于，包括：

第一判断单元，识别驾驶员的驾驶意图，判断所述电动汽车是否需要进入峰值功率使用模式；

峰值功率输出单元，若所述电动汽车需要进入峰值功率使用模式，按照所述电动汽车动力电池的最大脉冲峰值功率表进行峰值功率输出，并估算出所述动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间；

实时监控单元，实时获取驾驶员的驾驶意图以及车辆输出的功率；

剩余时间计算单元，随时间变化更新动力电池能够继续提供所述峰值功率的剩余时间；

保护处理单元，当所述峰值功率的剩余时间小于预设时间阈值时，若仍保持在峰值功率使用模式，则进入峰值功率使用保护处理模式，按照当前车速和动力电池剩余安全可放电能力，确定功率下滑输出曲线，并按照功率下滑输出曲线，减小动力电池输出功率，使车辆平稳过渡到正常工作模式。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括提示处理单元，当剩余时间低于预设时间阈值时，提示驾驶员峰值功率剩余使用时间不足，若驾驶员减少加速踏板开度至小于预设的退出时的踏板开度时，则退出峰值功率使用模式，则按照正常工作模式的功率表进行功率输出。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，还包括

退出单元，根据所述驾驶员的驾驶意图判断是否退出峰值功率使用模式，如是，则退出峰值功率使用模式，按照正常工作模式的功率表进行功率输出。