CN109466378A - 抑制动力电池放电电流过大的方法、装置及纯电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抑制动力电池放电电流过大的方法，包括：确定与该允许放电电流值I2对应的电流超调量I0和延时时间值t0；在判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间大于该延时时间值t0时，确定待抑制扭矩值T1；将当前的电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4这二者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU，以使得MCU根据该请求扭矩T0控制电机输出扭矩以减小动力电池的放电电流值。该方法通过调整向MCU发送的请求扭矩来主动调整电机的输出扭矩，提高了动力电池使用中的安全性和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及纯电动汽车技术领域，并且更具体地，涉及一种抑制动力电池放电电流过大的方法、装置及纯电动汽车。
背景技术
纯电动汽车是指以车载电池为动力，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。由于相对于传统汽车，纯电动汽车对环境影响较小，其前景被广泛看好。
因为电池的放电过程是化学反应，其放电电流取决于负荷的用电功率。因此，电池管理系统无法直接定量地控制动力电池的放电电流。一旦纯电动汽车的整车控制器(Vehicle Control Unit，简称VCU)经功率分配单元(Power Distribution Unit，简称PDU)向动力电池请求的用电功率过大，将导致动力电池的实时放电电流超出当前工况下动力电池的允许值；而过大的放电电流将直接缩短电池的使用寿命。
目前，存在因动力电池的放电电流长时间超过允许值而缩短动力电池的寿命的现象。另一方面，纯电动汽车的报警系统频繁报动力电池故障，也会带来负面的驾驶体验。
发明内容
针对动力电池的放电电流超过允许值而缩短动力电池的寿命的现象，本发明提供一种抑制动力电池放电电流过大的方法、装置及纯电动汽车，以减少动力电池的放电电流过大而缩短动力电池的寿命的现象。
第一方面，本发明提供一种抑制动力电池放电电流过大的方法，包括以下步骤：
步骤S100：根据动力电池的实际放电电流值I1、允许放电电流值I2和电流保护策略，确定与该允许放电电流值I2对应的电流超调量I0和延时时间值t0，其中，动力电池的实际放电电流值I1和允许放电电流值I2由电池管理系统BMS确定；
步骤S200：判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间是否大于该延时时间值t0；
若是，根据该电流差值I3、当前的电机转速值n和扭矩抑制策略，确定待抑制扭矩值T1，其中，当前的电机转速值n由电机控制器MCU确定；
步骤S300：将当前的电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4这二者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU，以使得MCU根据该请求扭矩T0控制电机输出扭矩以减小动力电池的放电电流值，其中，驾驶员请求扭矩T4由整车控制器VCU确定，当前的电机输出扭矩值T2由MCU确定。
进一步地，所述的方法，
在步骤S200中，
若判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间不大于该延时时间值t0，
相应地，在步骤S300中，
将驾驶员请求扭矩T4作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU。
进一步地，所述的方法，
在步骤S100中，该电流保护策略为预先存储的电流保护表，
该电流保护表包括P组允许放电电流值、P组电流超调量值和P组延时时间值，每一组允许放电电流值与一组电流超调量值和一组延时时间值相对应，其中，P为不小于1的正整数；
该电流保护表是根据BMS生成的动力电池的故障诊断策略确定的。
进一步地，所述的方法，
在步骤S200中，该扭矩抑制策略为预先存储的抑制扭矩表，
该抑制扭矩表包括有M组基准电机转速值、N组基准电流差值和M×N组基准待抑制扭矩值，每一个基准待抑制扭矩值与一个基准电机转速值和一个基准电流差值的组合相对应，M、N为不小于1的正整数；
该抑制扭矩表是按照预先设定的测试清单控制纯电动汽车运转确定的，该测试清单中包括M×N组基准电机转速值和基准电流差值的组合，其中，有M组基准电机转速值，有N组基准电流差值。
进一步地，所述的方法，
所述步骤S300，包括：
将电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4、基于电机系统效率的保护扭矩T5这三者之中最小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；或
将驾驶员请求扭矩T4和基于电机系统效率的保护扭矩T5这两者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；其中，基于电机系统效率的保护扭矩T5由VCU确定。
第二方面，本发明还提供了一种抑制动力电池放电电流过大的装置，包括：
电流保护策略查询模块，其用于：
根据动力电池的实际放电电流值I1、允许放电电流值I2和电流保护策略，确定与该允许放电电流值I2对应的电流超调量I0和延时时间值t0，其中，动力电池的实际放电电流值I1和允许放电电流值I2由电池管理系统BMS确定；
扭矩抑制策略查询模块，其用于：
判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间是否大于该延时时间值t0；
若是，根据该电流差值I3、当前的电机转速值n和扭矩抑制策略，确定待抑制扭矩值T1，其中，当前的电机转速值n由电机控制器MCU确定；
请求扭矩确定模块，其用于：
将当前的电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4这二者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU，以使得MCU根据该请求扭矩T0控制电机输出扭矩以减小动力电池的放电电流值，其中，驾驶员请求扭矩T4由整车控制器VCU确定，当前的电机输出扭矩值T2由MCU确定。
进一步地，
若该扭矩抑制策略查询模块判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间不大于该延时时间值t0，
相应地，该请求扭矩确定模块将驾驶员请求扭矩T4作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU。
进一步地，
该电流保护策略查询模块中，该电流保护策略为预先存储的电流保护表，
该电流保护表包括P组允许放电电流值、P组电流超调量值和P组延时时间值，每一组允许放电电流值与一组电流超调量值和一组延时时间值相对应，其中，P为不小于1的正整数；
该电流保护表是根据BMS生成的动力电池的故障诊断策略确定的；
和/或
该扭矩抑制策略查询模块中，该扭矩抑制策略为预先存储的抑制扭矩表，
该抑制扭矩表包括有M组基准电机转速值、N组基准电流差值和M×N组基准待抑制扭矩值，每一个基准待抑制扭矩值与一个基准电机转速值和一个基准电流差值的组合相对应，M、N为不小于1的正整数；
该抑制扭矩表是按照预先设定的测试清单控制纯电动汽车运转确定的，该测试清单中包括M×N组基准电机转速值和基准电流差值的组合，其中，有M组基准电机转速值，有N组基准电流差值。
进一步地，该请求扭矩确定模块，还用于：
将电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4、基于电机系统效率的保护扭矩T5这三者之中最小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；或
将驾驶员请求扭矩T4和基于电机系统效率的保护扭矩T5这两者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；
其中，基于电机系统效率的保护扭矩T5由VCU确定。
第三方面，本发明还提供了一种纯电动汽车，包括在第二方面中说明的抑制动力电池放电电流过大的装置。
与现有技术相比，本发明提供的抑制动力电池放电电流过大的方法通过实时调整向MCU发送的请求扭矩来主动调整电机的输出扭矩从而调整电机系统从动力电电池中获取的用电功率，从而快速地将动力电池的放电电流调整至设定的阈值范围内；能够避免动力电池长期输出超出其允许放电电流的工作电流；同时，也减少或避免车辆报放电电流过大这一动力电池故障的次数，提高了动力电池使用中的安全性和动力电池的寿命。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为本发明一个实施例的一种抑制动力电池放电电流过大的方法的流程示意图；
图2为本发明一个实施例的一种抑制动力电池放电电流过大的装置的结构示意图；
图3(a)为允许的放电电流(在动力电池的安全裕量内)波动示意图；图3(b)为车间实验时记录的动力电池的实际放电电流波动曲线；
图4为本发明一个实施例的纯电动汽车实施抑制动力电池放电电流过大的方法的示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
纯电动汽车的动力系统包括动力电源及其管理系统、整车控制器(VehicleControl Unit，简称VCU)及高压附件(包括：DCDC、PDU、OBC)、电力驱动系统和驱动力传动系统等。其中，电力驱动系统是纯电动汽车的核心，也是纯电动汽车区别于内燃机汽车的最大不同之处。
具体地，电力驱动系统包括驱动电机及控制驱动电机的电机控制器(MotorControl Unit，简称MCU)。通常，驱动电机工作在扭矩控制模式。
动力电池通常为可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)，由电池管理系统(Battery Management System，简称BMS)对其充放电过程进行控制。
在车间试车或路面行驶过程时，电池总电压是随着车辆的行驶状况变化的；作为一个时变的参数，电池总电压通常由BMS中的高压板来采集。
BMS根据当前电池系统的状态，确定当前时刻动力电池允许的放电电流(即允许放电电流)并且通过CAN总线发送给VCU；VCU根据该允许放电电流及当前的电池总电压计算电池允许放电功率，具体可参见下述公式：
电池允许放电功率＝允许放电电流×电池总电压。
当然，也可以由BMS根据实时采集的电池总电压和确定的当前时刻动力电池允许的放电电流，计算出电池允许放电功率并且通过CAN总线发送给VCU使用。
VCU则根据该电池允许放电功率等参数来确定当前时刻允许向MCU请求的扭矩(也即请求扭矩)的上限值，进而对获取的驾驶员的请求扭矩进行限制，来防止动力电池的实际放电电流超过当前时刻的电池允许放电电流。
应该理解为，VCU根据获取的当前车速和油门踏板开度等信息解析驾驶员意图，并确定驾驶员的请求扭矩。
另外，目前VCU中也已经引入了电机系统效率这一参数来进一步地防止动力电池的实际放电电流超过当前时刻的电池允许放电电流。具体地，在确定待发送至MCU的请求扭矩时，VCU利用电机系统效率对当前状态下的请求扭矩的上限值进行调整，得到调整后的当前时刻允许请求的最大扭矩；进而对驾驶员的请求扭矩进行限制，来防止因该请求扭矩过大而导致动力电池的实际放电电流超过当前时刻的电池允许放电电流。
具体地，利用下述公式确定该基于电机系统效率进行扭矩限制时允许请求的最大扭矩(也即请求扭矩的上限值)：
允许请求的最大扭矩＝(电池允许放电功率-附件消耗功率)×电机系统效率×9550/当前的电机转速；
根据上述公式可知，如果计算时采用的电机系统效率的值相比真实值偏大，则计算得到的该允许请求的最大扭矩的值将偏大，从而导致发送至MCU的请求扭矩的值偏大。
也即在实际运行时，电机系统的实际效率低于该计算时采用的效率的值，电机系统要产生MCU所请求的扭矩，必然会增加从动力电池中获取的工作电流，从而导致动力电池的实际放电电流偏大，甚至大于当前工作模式下的允许放电电流(也即允许值)。
通常，动力电池具有一定的安全裕量，在短时间内，动力电池的实际放电电流超过该允许值并不会对动力电池造成显著的损坏。但是，如果动力电池的实际放电电流长时间超过该允许值，则会对动力电池的寿命造成不利影响。
因此，目前在车辆故障诊断系统中，采用的保护策略为：如果在短时间内，动力电池的实际放电电流超过允许值，则并不会报动力电池故障或报整车故障；如果实际放电电流超过允许值且持续较长时间后，则车辆故障诊断系统会报动力电池故障或报整车故障。因此，上式中确定的允许请求的最大扭矩又被称为故障保护扭矩。
通常，参与以上故障扭矩计算的电机系统效率是电机和电机控制器集成后在台架上测试确定的，通常为一个MAP曲线，也即在不同转速不同转矩下均有对应的电机系统效率值。
在车辆加速行进时，电机系统效率是跟随车速动态变化的。因此，参与以上故障扭矩计算时采用的电机系统效率的数值与真实的电机系统效率的数值会具有较大的偏差。
因此，尽管引进电机系统效率后，采用故障保护扭矩能在一定程度上增强对动力电池的保护作用，但仍然会发生因请求扭矩偏大而导致动力电池的放电电流偏大的现象，以至于车辆会报放电电流过大这一动力电池故障。
如图3(a)中示出了在动力电池的安全裕量内允许的放电电流(图中“2”)波动示意图；图3(b)中则为车间实验时记录的动力电池的实际放电电流波动曲线。从图3(b)中可知，实际放电电流波动曲线(图中“3”)中的电流谷值持续越过允许放电电流(图中“1”)值，这种放电模式将对动力电池的寿命造成不利影响，同时会引发车辆报放电电流过大这一动力电池故障。
本发明旨在通过主动抑制电机向动力电池请求的扭矩来避免动力电池长期输出超出其允许放电电流的工作电流；同时，也减少或避免车辆报放电电流过大这一动力电池故障的次数，从而提高动力电池使用中的安全性和动力电池的寿命。
如图1所示，本发明一个实施例的抑制动力电池放电电流过大的方法，包括以下过流抑制控制步骤：
步骤S100：根据动力电池的实际放电电流值I1、允许放电电流值I2和电流保护策略电流保护表，VCU确定与该允许放电电流值I2对应的电流超调量I0和延时时间值t0，其中，动力电池的实际放电电流值I1和允许放电电流值I2由电池管理系统BMS确定。
步骤S200：判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间是否大于该延时时间值t0；
若是，执行步骤S210；若否，则执行步骤S400；
步骤S210：根据该电流差值I3、当前的电机转速值n和扭矩抑制策略，确定待抑制扭矩值T1并执行步骤S300，其中，当前的电机转速值n由电机控制器MCU确定；
步骤S300：VCU将当前的电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4这二者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU，以使得MCU根据该请求扭矩T0控制电机输出扭矩以减小动力电池的放电电流值，其中，驾驶员请求扭矩T4由VCU确定；当前的电机输出扭矩值T2由MCU确定；结束本次过流抑制控制；
步骤S400：VCU将驾驶员请求扭矩T4作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；结束本次过流抑制控制。
具体地，VCU根据获取的当前车速和油门踏板开度解析驾驶员意图，并实时计算驾驶员请求扭矩T4。
该抑制动力电池放电电流过大的方法通过实时调整向MCU发送的请求扭矩来主动调整电机的输出扭矩从而调整电机系统从动力电电池中获取的用电功率，从而快速地将动力电池的放电电流调整至设定的阈值范围内(也即安全裕量内)；能够避免动力电池长期输出超出其允许放电电流的工作电流；提高了动力电池使用中的安全性和动力电池的寿命。
同时，该方法也可以确保在驾驶员松油门后，车辆的输出扭矩迅速下降，从而提升驾驶体验。
应该理解为，该电流保护策略为预先存储的电流保护表。该电流保护表包括P组允许放电电流值、P组电流超调量值和P组延时时间值，每一组允许放电电流值与一组电流超调量值和一组延时时间值相对应，其中，P为不小于1的正整数；该电流保护表是根据BMS生成的动力电池的故障诊断策略确定的。
具体实施时，VCU根据动力电池的实际放电电流值I1、允许放电电流值I2和预先存储的电流保护表电流保护表，在最邻近的两个放电电流值I2-电流超调量I0-延时时间值t0的组合之间进行内插或最邻近的一个放电电流值I2-电流超调量I0-延时时间值t0组合附近进行外插来确定与该允许放电电流值I2对应的电流超调量I0和延时时间值t0。
应该理解为，该扭矩抑制策略为预先存储的抑制扭矩表，该抑制扭矩表包括有M组基准电机转速值、N组基准电流差值和M×N组基准待抑制扭矩值，每一个基准待抑制扭矩值与一个基准电机转速值和一个基准电流差值的组合相对应，M、N为不小于1的正整数；该抑制扭矩表是按照预先设定的测试清单控制纯电动汽车运转确定的，该测试清单中包括M×N组基准电机转速值和基准电流差值的组合，其中，有M组基准电机转速值，有N组基准电流差值。
具体实施时，VCU根据该电流差值I3、电机转速值n和预先存储的抑制扭矩表确定待抑制扭矩值T1时，采用在最接近的两个基准电机转速值-基准电流差值-基准待抑制扭矩值的组合之间进行内插或最接近的一个基准电机转速值-基准电流差值-基准待抑制扭矩值的组合附近进行外插来确定待抑制扭矩值T1。
具体实施时，由VCU在每一个控制周期内执行以上过流抑制控制步骤。
通过在连续的多个控制周期内执行以上步骤，可以持续迭代地减小电机的工作扭矩，直到动力电池的实际放电电流落入允许的超调范围内(也即安全裕量内)。
优选地，该抑制动力电池放电电流过大的方法中，VCU将电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4、基于电机系统效率的保护扭矩T5这三者之中最小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU。
优选地，该抑制动力电池放电电流过大的方法中，若判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间大于该延时时间值t0，
VCU将电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4、基于电机系统效率的保护扭矩T5这三者之中最小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU。
优选地，该抑制动力电池放电电流过大的方法中，若判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间不大于该延时时间值t0，
VCU将驾驶员请求扭矩T4和基于电机系统效率的保护扭矩T5这两者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU。
应该理解为，为确保车辆的平顺性，车辆的请求扭矩T0会在经过扭矩滤波后，再发送至MCU来执行。
需要说明的是，在对车辆运行进行实时控制并执行过流抑制之前，需要根据BMS中的动力电池故障诊断或故障保护策略，确定VCU中执行的电流保护表，从而协调车辆各控制系统的有序协作。
根据该电流保护表，在动力电池放电电流过大触发BMS启动动力电池故障诊断或保护之前，先触发VCU执行以上过流抑制控制步骤，以持续地减小电机的工作扭矩，使得动力电池的实际放电电流落入允许的超调范围内，从而避免车辆报放电电流过大这一动力电池故障。
具体地，该电流保护表中的允许放电电流值、电流超调量值及延时时间值均基于BMS中的动力电池故障诊断或保护策略来设定，并确保在触发BMS启动动力电池故障保护之前，先触发VCU执行以上过流抑制控制步骤。
通常，BMS中的动力电池故障保护或故障诊断策略根据过流放电状态的严重程度来确定与允许放电电流值、电流超调量值对应的延时时间值。也即，该延时时间值与动力电池的实际放电电流大于电池的允许放电电流的绝对差值、动力电池的实际放电电流及允许放电电流均有关。具体地，可以根据动力电池的功率曲线并结合实际测量来确定，确定的依据之一是动力电池的实际放电电流大于电池的允许放电电流的绝对差值越大，过流放电状态就越严重，则该过流放电状态允许的持续时间就越短。
应该理解为，具体实施时，基于BMS中的动力电池故障保护或故障诊断策略来设定的电流保护表还需要经过实车验证为有效后，才会投入使用。也即将该电流保护表固化在VCU可访问的存储器内以在执行过流抑制控制步骤时查询。
同样地，在对车辆运行进行实时控制并执行过流抑制控制步骤之前，需要确定抑制扭矩表并在VCU中存储该抑制扭矩表以在执行过流抑制时查询。
具体实施时，将电流差值、电机转速、待抑制扭矩三者间的对应关系形成一张扭矩表，并固化在VCU可访问的存储器内。
确定过流放电状态时待抑制扭矩的方法如下：
1)将实际放电电流减去允许放电电流的差乘以电池总电压计算出放电功率超出了允许值的量，即，超出允许功率值的量＝(实际放电电流-允许放电电流)×电池总电压；
2)确定需要减少的请求扭矩值(也即待抑制扭矩)，即，需要减少的扭矩值＝超出允许功率值的量×9550/当前电机转速，也就是在当前电机转速下需要减少多少的扭矩才能使实际放电电流落入允许的范围内。
具体实施时，结合动力电池的功率曲线和电机的功率曲线，在车间进行运行实验，可以得到在不同工况时每一个电流差值与电机转速组合所对应的待抑制扭矩。根据该待抑制扭矩确定电机控制器MCU的控制变量，能够使得实际放电电流快速、稳定地落入允许的电流范围内。
具体地，按照预先设定的测试清单控制纯电动汽车运转，以逐一确定M×N组基准待抑制扭矩值，该测试清单中包括M×N组基准电机转速值和基准电流差值的组合，其中，有M组基准电机转速值，有N组基准电流差值：
在纯电动汽车以任一组基准电机转速值和基准电流差值的组合为初始状态运转时，对应于该组基准电机转速值n0和基准电流差值I03的组合的基准待抑制扭矩值T01是根据在多个连续的控制周期之后，使得动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3的绝对值不大于该基准电流差值I03的多个待纠正扭矩值确定的，其中，在第一个控制周期中，该待抑制扭矩值T1参照下式确定：
其中，n0为该基准电机转速值，W为功率超差量，其根据下式确定：
W＝U(I1-I2)，
其中，I1为动力电池的实际放电电流值，I2为允许放电电流值，U是由BMS确定的电池总电压值。
采用以上控制策略，根据具体型号的纯电动汽车的工况及任务剖面，可以确定该纯电动汽车适用的电流差值-电机转速-待抑制扭矩的对应关系，也即上述的抑制扭矩表。
该纯电动汽车的VCU可以在动力电池的实际放电电流大于电池的允许放电电流且持续时间超过预先设定的时间阈值时，通过查询该抑制扭矩表，确定待抑制扭矩并进一步计算请求扭矩的上限值以限制发送给MCU的车辆请求扭矩，以使得动力电池的实际放电电流快速地落入允许的电流范围之内。
如图2所示，本发明一个实施例的抑制动力电池放电电流过大的装置，包括：
电流保护策略查询模块600，其用于：
根据动力电池的实际放电电流值I1、允许放电电流值I2和电流保护策略，确定与该允许放电电流值I2对应的电流超调量I0和延时时间值t0，其中，动力电池的实际放电电流值I1和允许放电电流值I2由电池管理系统BMS确定；
扭矩抑制策略查询模块700，其用于：
判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间是否大于该延时时间值t0；
若是，根据该电流差值I3、当前的电机转速值n和扭矩抑制策略，确定待抑制扭矩值T1，其中，当前的电机转速值n由电机控制器MCU确定；
请求扭矩确定模块800，其用于：
将当前的电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4这二者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU，以使得MCU根据该请求扭矩T0控制电机输出扭矩以减小动力电池的放电电流值，其中，驾驶员请求扭矩T4由整车控制器VCU确定，当前的电机输出扭矩值T2由MCU确定。
进一步地，
若该扭矩抑制策略查询模块700判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间不大于该延时时间值t0，
相应地，该请求扭矩确定模块800将驾驶员请求扭矩T4作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU。
进一步地，
该电流保护策略查询模块600中，该电流保护策略为预先存储的电流保护表，
该电流保护表包括P组允许放电电流值、P组电流超调量值和P组延时时间值，每一组允许放电电流值与一组电流超调量值和一组延时时间值相对应，其中，P为不小于1的正整数；
该电流保护表是根据BMS生成的动力电池的故障诊断策略确定的；
和/或
该扭矩抑制策略查询模块700中，该扭矩抑制策略为预先存储的抑制扭矩表，
该抑制扭矩表包括有M组基准电机转速值、N组基准电流差值和M×N组基准待抑制扭矩值，每一个基准待抑制扭矩值与一个基准电机转速值和一个基准电流差值的组合相对应，M、N为不小于1的正整数；
该抑制扭矩表是按照预先设定的测试清单控制纯电动汽车运转确定的，该测试清单中包括M×N组基准电机转速值和基准电流差值的组合，其中，有M组基准电机转速值，有N组基准电流差值。
进一步地，该请求扭矩确定模块800，还用于：
将电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4、基于电机系统效率的保护扭矩T5这三者之中最小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；或
将驾驶员请求扭矩T4和基于电机系统效率的保护扭矩T5这两者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；
其中，基于电机系统效率的保护扭矩T5由VCU确定。
具体实施时，该装置可以为设置在VCU中的动力电池保护模块。
具体地，当动力电池的实际工作电流的数值超过允许放电电流的数值，且两者间的差值大于预先设定的电流值并且这种过流放电状态的持续时间大于预先设定的时间阈值(也即延时时间)时，则该动力电池保护模块启动运行。
如图4所示，以下以纯电动汽车实际运行时电流过大为例，详细说明该抑制动力电池放电电流过大的方法及该动力电池保护模块的工作步骤。
(1)BMS采集电池的状态信息，具体可以包括：电池总电压、单体最高电压、单体最低电压、单体最高温度、单体最低温度、实际放电电流，并据此计算电池的允许放电电流；
需要说明的是，计算动力电池允许放电电流的方法为本领域技术人员所公知，这里不再赘述。
(2)BMS将实时测量的电池总电压、电池的实际放电电流、电池的允许放电电流发送到CAN总线上；
MCU将实时测量电机转速和实际输出扭矩发送到CAN总线上。
(3)VCU从CAN总线上读取该电池总电压、电池的实际放电电流、电池的允许放电电流；
(4)VCU判断是否满足执行动力电池过流抑制步骤的条件：
a)动力电池是否处于过流放电状态，即电池的实际放电电流是否大于电池的允许放电电流？
b)动力电池处于过流放电状态的持续时间是否超过某一预先设定的时间阈值？
若动力电池的实际放电电流大于电池的允许放电电流且持续时间超过预先设定的延时时间值，则执行步骤(5)中的动力电池过流抑制步骤；
(5)动力电池过流抑制保护步骤：
VCU从CAN总线上读取当前电机转速和当前电机输出的实际扭矩；
VCU计算需要降低的扭矩值，也就是在当前电机转速下，需要将当前控制周期的请求扭矩这一控制变量减小多少才能使得在接下来的连续数个控制周期内，使得动力电池的实际放电电流落入允许的电流范围之内，也即待抑制扭矩。
待抑制扭矩根据下式确定：
需要降低的扭矩值＝超出允许功率值×9550/当前电机转速；其中，
超出允许功率值＝(实际放电电流-允许放电电流)*电池总电压；
VCU将当前实际扭矩减去需要待抑制扭矩作为请求扭矩发送给MCU；
(6)MCU控制电机响应VCU发来的请求扭矩：
动力电机向动力电池请求的功率减小，则动力电池的放电电流减小，直至动力电池的实际放电电流落入允许的电流范围之内。
以上已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (10)
1.一种抑制动力电池放电电流过大的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S100：根据动力电池的实际放电电流值I1、允许放电电流值I2和电流保护策略，确定与该允许放电电流值I2对应的电流超调量I0和延时时间值t0，其中，动力电池的实际放电电流值I1和允许放电电流值I2由电池管理系统BMS确定；
步骤S200：判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间是否大于该延时时间值t0；
若是，根据该电流差值I3、当前的电机转速值n和扭矩抑制策略，确定待抑制扭矩值T1，其中，当前的电机转速值n由电机控制器MCU确定；
步骤S300：将当前的电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4这二者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU，以使得MCU根据该请求扭矩T0控制电机输出扭矩以减小动力电池的放电电流值，其中，驾驶员请求扭矩T4由整车控制器VCU确定，当前的电机输出扭矩值T2由MCU确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在步骤S200中，
若判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间不大于该延时时间值t0，
相应地，在步骤S300中，
将驾驶员请求扭矩T4作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在步骤S100中，该电流保护策略为预先存储的电流保护表，
该电流保护表包括P组允许放电电流值、P组电流超调量值和P组延时时间值，每一组允许放电电流值与一组电流超调量值和一组延时时间值相对应，其中，P为不小于1的正整数；
该电流保护表是根据BMS生成的动力电池的故障诊断策略确定的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在步骤S200中，该扭矩抑制策略为预先存储的抑制扭矩表，
该抑制扭矩表包括有M组基准电机转速值、N组基准电流差值和M×N组基准待抑制扭矩值，每一个基准待抑制扭矩值与一个基准电机转速值和一个基准电流差值的组合相对应，M、N为不小于1的正整数；
该抑制扭矩表是按照预先设定的测试清单控制纯电动汽车运转确定的，该测试清单中包括M×N组基准电机转速值和基准电流差值的组合，其中，有M组基准电机转速值，有N组基准电流差值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤S300，包括：
将电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4、基于电机系统效率的保护扭矩T5这三者之中最小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；或
将驾驶员请求扭矩T4和基于电机系统效率的保护扭矩T5这两者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；
其中，基于电机系统效率的保护扭矩T5由VCU确定。
6.一种抑制动力电池放电电流过大的装置，其特征在于，包括：
电流保护策略查询模块，其用于：
根据动力电池的实际放电电流值I1、允许放电电流值I2和电流保护策略，确定与该允许放电电流值I2对应的电流超调量I0和延时时间值t0，其中，动力电池的实际放电电流值I1和允许放电电流值I2由电池管理系统BMS确定；
扭矩抑制策略查询模块，其用于：
判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间是否大于该延时时间值t0；
若是，根据该电流差值I3、当前的电机转速值n和扭矩抑制策略，确定待抑制扭矩值T1，其中，当前的电机转速值n由电机控制器MCU确定；
请求扭矩确定模块，其用于：
将当前的电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4这二者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU，以使得MCU根据该请求扭矩T0控制电机输出扭矩以减小动力电池的放电电流值，其中，驾驶员请求扭矩T4由整车控制器VCU确定，当前的电机输出扭矩值T2由MCU确定。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
若该扭矩抑制策略查询模块判断动力电池的实际放电电流值I1与允许放电电流值I2之间的电流差值I3大于该电流超调量I0的持续时间不大于该延时时间值t0，
相应地，该请求扭矩确定模块将驾驶员请求扭矩T4作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
该电流保护策略查询模块中，该电流保护策略为预先存储的电流保护表，
该电流保护表包括P组允许放电电流值、P组电流超调量值和P组延时时间值，每一组允许放电电流值与一组电流超调量值和一组延时时间值相对应，其中，P为不小于1的正整数；
该电流保护表是根据BMS生成的动力电池的故障诊断策略确定的；
和/或
该扭矩抑制策略查询模块中，该扭矩抑制策略为预先存储的抑制扭矩表，
该抑制扭矩表包括有M组基准电机转速值、N组基准电流差值和M×N组基准待抑制扭矩值，每一个基准待抑制扭矩值与一个基准电机转速值和一个基准电流差值的组合相对应，M、N为不小于1的正整数；
该抑制扭矩表是按照预先设定的测试清单控制纯电动汽车运转确定的，该测试清单中包括M×N组基准电机转速值和基准电流差值的组合，其中，有M组基准电机转速值，有N组基准电流差值。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
该请求扭矩确定模块，还用于：
将电机输出扭矩值T2与该待抑制扭矩值T1之间的扭矩差值T3、驾驶员请求扭矩T4、基于电机系统效率的保护扭矩T5这三者之中最小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；或
将驾驶员请求扭矩T4和基于电机系统效率的保护扭矩T5这两者之中较小的数值作为车辆的请求扭矩T0发送至MCU；
其中，基于电机系统效率的保护扭矩T5由VCU确定。
10.一种纯电动汽车，其特征在于，包括有权利要求6至9中任一项所述的装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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