CN109532515A - 一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法及系统，即在电动汽车运行后，将电机的最大需求功率与电机的需求功率中较小值者作为电机的输出需求功率，且按照输出需求功率控制电机的功率输出。当监测到电机控制器的超限功率大于功率阈值时，认为此时动力电池的功率过放且需及时做出保护措施，所以本申请降低电机的最大需求功率，且按照降低后的最大需求功率确定电机的输出需求功率，以控制电机的功率输出，最终实现电机控制器的超限功率不大于功率阈值。可见，本申请通过实时控制电机的实际功率输出使动力电池的实际放电功率限制在动力电池的最大允许放电功率之下，从而控制动力电池超限功率产生，进而提高了动力电池的安全性及可靠性。

Description

一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法及系统。

背景技术

目前，在电动汽车动力传动系统中，本质是由动力电池的电能转化成机械能的传输。在传输过程中，要求动力电池的实际放电功率一直低于或跟随于动力电池的最大允许放电功率。现有技术中，通常采用的控制方法为：通过动力电池的最大允许放电功率乘以冗余系数得到的功率值限制电机的输出功率，以防止动力电池出现功率过放情况。

由于受电力传输过程中的功率损耗及动力电池本身所处的环境等因素的影响，现有的控制方法无法确保动力电池的实际放电功率一直低于或跟随于动力电池的最大允许放电功率，但现有技术并未提供功率过放的保护措施，从而降低了动力电池的安全性及可靠性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法及系统，在动力系统的传输过程中，通过实时控制电机的实际功率输出使动力电池的实际放电功率限制在动力电池的最大允许放电功率之下，从而控制动力电池超限功率的产生，进而提高了动力电池的安全性及可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法，包括：

在电动汽车运行后，实时获取动力电池的最大允许放电功率及电力传输过程中的功率损耗，并基于二者求取电机的最大需求功率；

实时根据油门踏板深度确定所述电机的需求功率，并将所述最大需求功率与所述需求功率中较小值者作为所述电机的输出需求功率，且按照所述输出需求功率控制所述电机的功率输出；

实时监测所述动力电池的实际放电功率，并求取所述实际放电功率与所述最大允许放电功率的差值，且将差值进行积分运算得到电机控制器的超限功率；

当所述超限功率大于预设功率阈值时，在当前求取的最大需求功率的基础上降低功率值，并将降低后的功率值作为所述电机当前的最大需求功率，且按照此最大需求功率确定所述电机当前的输出需求功率，以控制所述电机当前的功率输出，最终实现所述超限功率不大于所述预设功率阈值。

优选地，所述当所述超限功率大于预设功率阈值时，在当前求取的最大需求功率的基础上降低功率值，并将降低后的功率值作为所述电机当前的最大需求功率，且按照此最大需求功率确定所述电机当前的输出需求功率，以控制所述电机当前的功率输出，最终实现所述超限功率不大于所述预设功率阈值的过程，包括：

当所述超限功率大于预设功率阈值时，将当前求取的最大需求功率乘以一个小于1且可调整的系数，得到一个需求功率值；

将所述需求功率值作为所述电机当前的最大需求功率，并按照此最大需求功率确定所述电机当前的输出需求功率，且按照此输出需求功率控制所述电机当前的功率输出；

重新判断所述超限功率是否大于所述预设功率阈值，若是，则在所述系数当前取值的基础上减小系数值，以更新所述需求功率值，并返回至将所述需求功率值作为所述电机当前的最大需求功率的步骤；若否，则固定当前系数值，以使后续求取的最大需求功率在乘以此当前系数值的基础上确定所述电机的输出需求功率。

优选地，所述实时获取动力电池的最大允许放电功率及电力传输过程中的功率损耗，并基于二者求取电机的最大需求功率的过程，包括：

实时获取动力电池的最大允许放电功率P_{MAX_power}、动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率P_DC&AC、电机控制器效率η_EMC、电机效率η_motor及电机扭矩精度导致的功率偏差系数K_motor；

根据P_{MAX_requirement}＝(P_{MAX_power}-P_DC&AC)*η_EMC*η_motor*K_motor得到电机的最大需求功率。

优选地，实时获取动力电池的最大允许放电功率的过程，包括：

实时获取动力电池的电池信息；

根据所述电池信息计算所述动力电池的最大允许放电功率。

优选地，实时获取动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率的过程，包括：

实时获取动力系统中空调系统、DC/DC系统及电池热管理系统的功率，并将三者功率的总和作为所述动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率。

优选地，实时获取电机控制器效率及电机效率的过程，包括：

预先设置效率表；其中，所述效率表的输入变量为电机控制器的输入电压、电机的扭矩及所述电机的转速，所述效率表的输出变量为所述电机控制器的效率及所述电机的效率；

在电动汽车运行后，实时获取所述电机控制器的输入电压、所述电机的扭矩及所述电机的转速，并通过查找所述效率表得到当前的电机控制器效率及电机效率。

优选地，实时获取电机扭矩精度导致的功率偏差系数的过程，包括：

实时获取电机的扭矩精度、转速及需求扭矩，并根据预设功率计算关系式P＝(N·T)/9550计算电机扭矩精度导致的功率偏差系数；其中，P为所述电机的需求功率，T为所述电机的需求扭矩，N为所述电机的实时转速。

优选地，所述按照所述输出需求功率控制所述电机的功率输出的过程，包括：

预先设置所述电机的扭矩变化步进值和扭矩变化极限值；其中，所述扭矩变化步进值表示扭矩每次变化的最大值；所述扭矩变化极限值表示扭矩的最低限定值；

根据所述输出需求功率确定所述电机的需求扭矩，并在所述扭矩变化步进值和扭矩变化极限值的限制下，将所述电机的当前扭矩调整至所述需求扭矩，以控制所述电机的当前输出功率跟随所述输出需求功率。

优选地，当实时监测所述动力电池的实际放电功率时，该超限功率保护方法还包括：

求取所述实际放电功率与所述最大允许放电功率的差值，并将差值进行另一积分运算得到所述动力电池的超限功率；

当所述动力电池的超限功率大于预设超限阈值时，控制报警器发出警报。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电动汽车动力电池的超限功率保护系统，包括：

获取模块，用于在电动汽车运行后，实时获取动力电池的最大允许放电功率及电力传输过程中的功率损耗，并基于二者求取电机的最大需求功率；

控制模块，用于实时根据油门踏板深度确定所述电机的需求功率，并将所述最大需求功率与所述需求功率中较小值者作为所述电机的输出需求功率，且按照所述输出需求功率控制所述电机的功率输出；

监测模块，用于实时监测所述动力电池的实际放电功率，并求取所述实际放电功率与所述最大允许放电功率的差值，且将差值进行积分运算得到电机控制器的超限功率；

调整模块，用于当所述超限功率大于预设功率阈值时，在当前求取的最大需求功率的基础上降低功率值，并将降低后的功率值作为所述电机当前的最大需求功率，且按照此最大需求功率确定所述电机当前的输出需求功率，以控制所述电机当前的功率输出，最终实现所述超限功率不大于所述预设功率阈值。

本发明提供了一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法，即本申请在电动汽车运行后，将电机的最大需求功率与电机的需求功率中较小值者作为电机的输出需求功率，且按照输出需求功率控制电机的功率输出。当监测到电机控制器的超限功率大于预设功率阈值时，认为此时动力电池的功率过放且需及时做出保护措施，所以本申请降低电机的最大需求功率，且按照降低后的最大需求功率确定电机的输出需求功率，以控制电机的功率输出，最终实现电机控制器的超限功率不大于预设功率阈值。可见，在动力系统的传输过程中，本申请通过实时控制电机的实际功率输出使动力电池的实际放电功率限制在动力电池的最大允许放电功率之下，从而控制动力电池超限功率的产生，进而提高了动力电池的安全性及可靠性。

本发明还提供了一种电动汽车动力电池的超限功率保护系统，与上述超限功率保护方法具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种电动汽车动力系统超限功率控制的电气原理图；

图3为本发明实施例提供的一种电动汽车动力电池的超限功率保护系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法及系统，在动力系统的传输过程中，通过实时控制电机的实际功率输出使动力电池的实际放电功率限制在动力电池的最大允许放电功率之下，从而控制动力电池超限功率的产生，进而提高了动力电池的安全性及可靠性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法的流程图。

该电动汽车动力电池的超限功率保护方法包括：

步骤S1：在电动汽车运行后，实时获取动力电池的最大允许放电功率及电力传输过程中的功率损耗，并基于二者求取电机的最大需求功率。

具体地，请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种电动汽车动力系统超限功率控制的电气原理图。在电动汽车运行后，首先由动力电池提供电能，供应给电机控制器，然后电机控制器输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号至驱动电路，以利用驱动电路驱动与电机连接的开关管的开通状态，从而对电机的实际功率进行控制。在电动汽车正常运行时，BMS(Battery Management System，电池管理系统)实时获取动力电池的最大允许放电功率，并通过动力电池的最大允许放电功率限制动力电池的实际放电功率。其中，BMS与电机控制器通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线进行交互。

已知在动力电池向电机进行电力传输的过程中，动力电池的全部放电功率一部分会传输给电机，另一部分会传输给其它工作部件，还有一小部分会损失掉。所以为了求取电机的最大需求功率(即电机可从动力电池获取的最大功率)，本申请首先获取在动力电池向电机进行电力传输的过程中，除了电机之外，其他所有途经所分担掉的动力电池放电功率(统称为动力电池与电机的电力传输过程中的功率损耗)。

由于动力电池的实际放电功率受限于BMS实时获取的动力电池的最大允许放电功率，所以可以认为动力电池的最大放电功率为动力电池的最大允许放电功率。又由于电机的最大需求功率取决于动力电池能够为电机提供的最大功率，所以可以认为电机的最大需求功率＝动力电池的最大允许放电功率-动力电池与电机的电力传输过程中的功率损耗。

步骤S2：实时根据油门踏板深度确定电机的需求功率。

需要说明的是，步骤S2与步骤S1是同时执行的，没有先后执行顺序。

具体地，已知油门踏板深度与电机的需求功率(即电机当下想要输出的功率)具有一一对应关系，所以本申请可以提前设置好油门踏板深度与电机的需求功率的对应关系(可通过表格形式表示二者的对应关系)，并将二者的对应关系存储起来，从而在电动汽车运行后，实时根据油门踏板深度确定电机的需求功率。

步骤S3：将最大需求功率与需求功率中较小值者作为电机的输出需求功率，且按照输出需求功率控制电机的功率输出。

具体地，由于电机的需求功率受限于电机的最大需求功率，所以若电机的需求功率不超过电机的最大需求功率，则以电机的需求功率控制电机的实际输出功率，使电机的实际输出功率跟随于电机的需求功率；若电机的需求功率超过电机的最大需求功率，则以电机的最大需求功率控制电机的实际输出功率，使电机的实际输出功率跟随于电机的最大需求功率。

也就是说，将电机的最大需求功率与需求功率中较小值者作为电机的输出需求功率，并按照此输出需求功率控制电机的功率输出。可以理解的是，电机的需求功率和最大需求功率是实时获取的，所以本申请是将电机同一时刻的最大需求功率与需求功率中较小值者作为电机此时刻的输出需求功率。

步骤S4：实时监测动力电池的实际放电功率，并求取实际放电功率与最大允许放电功率的差值，且将差值进行积分运算得到电机控制器的超限功率。

需要说明的是，步骤S4可与步骤S1同时执行，也可在电动汽车运行较短时间后执行(原因是电动汽车刚开始运行的阶段一般不会出现动力电池功率过放的情况)。

具体地，本申请考虑到即使通过动力电池的最大允许放电功率限制动力电池的实际放电功率，且通过电机的最大需求功率限制电机的实际输出功率，也无法完成保证在任何情况下动力电池的实际放电功率一直低于或跟随于动力电池的最大允许放电功率。所以本申请在电动汽车运行过程中，实时监测动力电池的实际放电功率，并将动力电池同一时刻的实际放电功率减去其最大允许放电功率，以求取实际放电功率与最大允许放电功率的差值，然后将差值进行积分运算(可根据动力电池的自身特性设计具体的积分算法)，以得到电机控制器的超限功率。

步骤S5：判断超限功率是否大于预设功率阈值，若是，则在当前求取的最大需求功率的基础上降低功率值，并将降低后的功率值作为电机当前的最大需求功率；若否，则不对电机的功率输出做进一步调整。

需要说明的是，本申请中的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新设置。

具体地，本申请提前设置一个功率阈值，设置原理：当电机控制器的超限功率大于所设功率阈值时，认为动力电池的功率过放且需及时做出保护措施；当电机控制器的超限功率不大于所设功率阈值时，认为动力电池的实际放电功率被限制在动力电池的最大允许放电功率之下，不具有功率过放问题。

基于此，本申请在得到电机控制器的超限功率之后，实时将电机控制器的超限功率与所设功率阈值作比较，判断电机控制器的超限功率是否大于所设功率阈值。若是，则做出保护措施：在当前求取的最大需求功率的基础上降低功率值，并将降低后的功率值作为电机当前的最大需求功率，且按照此最大需求功率确定电机当前的输出需求功率，以控制电机当前的功率输出，最终实现超限功率不大于所设功率阈值；若否，则不对电机的功率输出做进一步调整。

可见，本申请通过实时控制电机的实际功率输出使动力电池的实际放电功率限制在动力电池的最大允许放电功率之下，从而控制动力电池超限功率的产生。

本发明提供了一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法，即本申请在电动汽车运行后，将电机的最大需求功率与电机的需求功率中较小值者作为电机的输出需求功率，且按照输出需求功率控制电机的功率输出。当监测到电机控制器的超限功率大于预设功率阈值时，认为此时动力电池的功率过放且需及时做出保护措施，所以本申请降低电机的最大需求功率，且按照降低后的最大需求功率确定电机的输出需求功率，以控制电机的功率输出，最终实现电机控制器的超限功率不大于预设功率阈值。可见，在动力系统的传输过程中，本申请通过实时控制电机的实际功率输出使动力电池的实际放电功率限制在动力电池的最大允许放电功率之下，从而控制动力电池超限功率的产生，进而提高了动力电池的安全性及可靠性。

在上述实施例的基础上：

作为一种可选地实施例，当超限功率大于预设功率阈值时，在当前求取的最大需求功率的基础上降低功率值，并将降低后的功率值作为电机当前的最大需求功率，且按照此最大需求功率确定电机当前的输出需求功率，以控制电机当前的功率输出，最终实现超限功率不大于预设功率阈值的过程，包括：

当超限功率大于预设功率阈值时，将当前求取的最大需求功率乘以一个小于1且可调整的系数，得到一个需求功率值；

将需求功率值作为电机当前的最大需求功率，并按照此最大需求功率确定电机当前的输出需求功率，且按照此输出需求功率控制电机当前的功率输出；

重新判断超限功率是否大于预设功率阈值，若是，则在系数当前取值的基础上减小系数值，以更新需求功率值，并返回至将需求功率值作为电机当前的最大需求功率的步骤；若否，则固定当前系数值，以使后续求取的最大需求功率在乘以此当前系数值的基础上确定电机的输出需求功率。

具体地，本申请降低当前求取的最大需求功率的功率值的方式具体为：将当前求取的最大需求功率乘以一个小于1的系数(用X表示)，以起到降低最大需求功率的功率值的作用。

当电机控制器的超限功率大于预设功率阈值时，本申请首先为系数X取一个合理的初始值x1，然后将当前求取的最大需求功率乘以初始值x1，得到一个需求功率值y1。本申请将此需求功率值y1作为电机当前的最大需求功率，并将此最大需求功率与电机需求功率中的较小值者作为电机当前的输出需求功率，以按照此输出需求功率控制电机当前的功率输出。

然后，本申请会重新判断电机控制器的超限功率是否大于预设功率阈值，若是，则再次为系数X取另一值x2(x1＞x2)，同理将当前求取的最大需求功率乘以当前系数值x2，得到一个新的需求功率值y2。本申请将此需求功率值y2作为电机当前的最大需求功率，并将此最大需求功率与电机需求功率中的较小值者作为电机当前的输出需求功率，以按照此输出需求功率控制电机当前的功率输出。

同理，本申请会重新判断电机控制器的超限功率是否大于预设功率阈值，若是，则在当前系数值x2的基础上继续降低系数值，直至电机控制器的超限功率不大于预设功率阈值；若否，则固定当前系数值x2，后续求取的最大需求功率需乘以此当前系数值x2，并将乘积结果作为电机的最大需求功率，进而确定电机的输出需求功率。

作为一种可选地实施例，实时获取动力电池的最大允许放电功率及电力传输过程中的功率损耗，并基于二者求取电机的最大需求功率的过程，包括：

实时获取动力电池的最大允许放电功率P_{MAX_power}、动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率P_DC&AC、电机控制器效率η_EMC、电机效率η_motor及电机扭矩精度导致的功率偏差系数K_motor；

根据P_{MAX_requirement}＝(P_{MAX_power}-P_DC&AC)*η_EMC*η_motor*K_motor得到电机的最大需求功率。

具体地，本申请求取电机的最大需求功率的过程包括：实时获取动力电池的最大允许放电功率P_{MAX_power}、动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率P_DC&AC，根据P_{Input_EMC}＝P_{MAX_power}-P_DC&AC求取电机控制器的输入功率；实时获取电机控制器效率η_EMC、电机效率η_motor，根据P_{Output_motor}＝P_{Input_EMC}*η_EMC*η_motor求取电机的输出功率；实时获取电机扭矩精度导致的功率偏差系数K_motor，根据P_{MAX_requirement}＝P_{Output_motor}*K_motor求取电机的最大需求功率。

作为一种可选地实施例，实时获取动力电池的最大允许放电功率的过程，包括：

实时获取动力电池的电池信息；

根据电池信息计算动力电池的最大允许放电功率。

具体地，本申请实时获取动力电池的最大允许放电功率的过程包括：实时获取动力电池的电池信息，如动力电池的当前剩余容量、当前温度及特定的故障导致的动力电池限功率输出这一系列表示动力电池当前运行状态的电池信息，然后根据电池信息计算动力电池的最大允许放电功率。

作为一种可选地实施例，实时获取动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率的过程，包括：

实时获取动力系统中空调系统、DC/DC系统及电池热管理系统的功率，并将三者功率的总和作为动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率。

具体地，本申请实时获取动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率的过程包括：已知动力系统中除电机控制器外的部件包括空调系统、DC/DC系统(高压直流转低压直流)及电池热管理系统，所以本申请分别获取三者的功率，并将同一时刻的三者功率的总和作为此时刻动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率。

作为一种可选地实施例，实时获取电机控制器效率及电机效率的过程，包括：

预先设置效率表；其中，效率表的输入变量为电机控制器的输入电压、电机的扭矩及电机的转速，效率表的输出变量为电机控制器的效率及电机的效率；

在电动汽车运行后，实时获取电机控制器的输入电压、电机的扭矩及电机的转速，并通过查找效率表得到当前的电机控制器效率及电机效率。

具体地，本申请实时获取电机控制器效率及电机效率的过程包括：已知电机控制器的功率损耗是指基于当前的电机控制器输入电压、电机扭矩及电机转速下的功率损耗，电机的功率损耗是指基于当前的电机扭矩及电机转速下的功率损耗，所以电机控制器的功率损耗和电机的损耗可以通过根据电机台架测试得到的统一的效率表表示。其中，效率表的输入变量为电机控制器输入电压、电机扭矩及电机转速，效率表的输出变量为电机控制器效率及电机效率，即在电动汽车运行后，实时获取电机控制器输入电压、电机扭矩及电机转速，便可通过查找效率表得到当前的电机控制器效率及电机效率。

此外，为达到精确计算功率的目的，电机台架测试中各变量选取点时应覆盖全面，以便于通过查效率表可确定各工况下的电机控制器效率和电机效率。

作为一种可选地实施例，实时获取电机扭矩精度导致的功率偏差系数的过程，包括：

实时获取电机的扭矩精度、转速及需求扭矩，并根据预设功率计算关系式P＝(N·T)/9550计算电机扭矩精度导致的功率偏差系数；其中，P为电机的需求功率，T为电机的需求扭矩，N为电机的实时转速。

具体地，本申请实时获取电机扭矩精度导致的功率偏差系数的过程包括：设电机转速为n(单位：RPM)，电机需求扭矩为t(单位：N.m)，代入功率计算关系式P＝(N·T)/9550得出电机需求功率为p(单位：kw)；设电机扭矩精度为±Δt(单位：N.m)，代入功率计算关系式P＝(N·T)/9550得出电机需求功率精度为±Δp(单位：kw)，则电机的实际输出功率范围为p±Δp(单位：kw)，从而可以得出电机扭矩精度导致的功率偏差系数。

比如，电机转速为3000RPM，电机需求扭矩40N.m，此时电机扭矩精度要求为±2N.m；代入功率计算关系式：P＝(N·T)/9550，得出电机需求功率为12.57kw，但电机的实际输出功率范围为12.57±0.63kw。

作为一种可选地实施例，按照输出需求功率控制电机的功率输出的过程，包括：

预先设置电机的扭矩变化步进值和扭矩变化极限值；其中，扭矩变化步进值表示扭矩每次变化的最大值；扭矩变化极限值表示扭矩的最低限定值；

根据输出需求功率确定电机的需求扭矩，并在扭矩变化步进值和扭矩变化极限值的限制下，将电机的当前扭矩调整至需求扭矩，以控制电机的当前输出功率跟随输出需求功率。

具体地，本申请通过控制电机的扭矩控制电机的功率输出，且在控制电机的扭矩时，受限于本申请提前设置的扭矩变化步进值和扭矩变化极限值，以防止电机抖动过大。

作为一种可选地实施例，当实时监测动力电池的实际放电功率时，该超限功率保护方法还包括：

求取实际放电功率与最大允许放电功率的差值，并将差值进行另一积分运算得到动力电池的超限功率；

当动力电池的超限功率大于预设超限阈值时，控制报警器发出警报。

进一步地，本申请在求取同一时刻的动力电池的实际放电功率与其最大允许放电功率的差值后，还可以将差值进行另一积分运算(同样可根据动力电池的自身特性设计具体的积分算法)得到动力电池的超限功率。

且本申请提前设置一个超限阈值，设置原理：当动力电池的超限功率大于所设超限阈值时，认为动力电池存在功率过放问题；当动力电池的超限功率不大于所设超限阈值时，认为动力电池不存在功率过放问题。

基于此，本申请在得到动力电池的超限功率之后，将动力电池的超限功率与所设超限阈值作比较，当动力电池的超限功率大于所设超限阈值时，控制报警器发出警报，以提醒驾驶人员动力电池存在功率过放问题，从而便于驾驶人员及时做出保护动力电池的驾驶操作。

请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种电动汽车动力电池的超限功率保护系统的结构示意图。

该电动汽车动力电池的超限功率保护系统包括：

获取模块1，用于在电动汽车运行后，实时获取动力电池的最大允许放电功率及电力传输过程中的功率损耗，并基于二者求取电机的最大需求功率；

控制模块2，用于实时根据油门踏板深度确定电机的需求功率，并将最大需求功率与需求功率中较小值者作为电机的输出需求功率，且按照输出需求功率控制电机的功率输出；

监测模块3，用于实时监测动力电池的实际放电功率，并求取实际放电功率与最大允许放电功率的差值，且将差值进行积分运算得到电机控制器的超限功率；

调整模块4，用于当超限功率大于预设功率阈值时，在当前求取的最大需求功率的基础上降低功率值，并将降低后的功率值作为电机当前的最大需求功率，且按照此最大需求功率确定电机当前的输出需求功率，以控制电机当前的功率输出，最终实现超限功率不大于预设功率阈值。

本申请提供的超限功率保护系统的介绍请参考上述超限功率保护方法的实施例，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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，在其他实施例中实现。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)

1.一种电动汽车动力电池的超限功率保护方法，其特征在于，包括：

在电动汽车运行后，实时获取动力电池的最大允许放电功率及电力传输过程中的功率损耗，并基于二者求取电机的最大需求功率；

实时根据油门踏板深度确定所述电机的需求功率，并将所述最大需求功率与所述需求功率中较小值者作为所述电机的输出需求功率，且按照所述输出需求功率控制所述电机的功率输出；

实时监测所述动力电池的实际放电功率，并求取所述实际放电功率与所述最大允许放电功率的差值，且将差值进行积分运算得到电机控制器的超限功率；

当所述超限功率大于预设功率阈值时，在当前求取的最大需求功率的基础上降低功率值，并将降低后的功率值作为所述电机当前的最大需求功率，且按照此最大需求功率确定所述电机当前的输出需求功率，以控制所述电机当前的功率输出，最终实现所述超限功率不大于所述预设功率阈值。

2.如权利要求1所述的电动汽车动力电池的超限功率保护方法，其特征在于，所述当所述超限功率大于预设功率阈值时，在当前求取的最大需求功率的基础上降低功率值，并将降低后的功率值作为所述电机当前的最大需求功率，且按照此最大需求功率确定所述电机当前的输出需求功率，以控制所述电机当前的功率输出，最终实现所述超限功率不大于所述预设功率阈值的过程，包括：

当所述超限功率大于预设功率阈值时，将当前求取的最大需求功率乘以一个小于1且可调整的系数，得到一个需求功率值；

将所述需求功率值作为所述电机当前的最大需求功率，并按照此最大需求功率确定所述电机当前的输出需求功率，且按照此输出需求功率控制所述电机当前的功率输出；

重新判断所述超限功率是否大于所述预设功率阈值，若是，则在所述系数当前取值的基础上减小系数值，以更新所述需求功率值，并返回至将所述需求功率值作为所述电机当前的最大需求功率的步骤；若否，则固定当前系数值，以使后续求取的最大需求功率在乘以此当前系数值的基础上确定所述电机的输出需求功率。

3.如权利要求1所述的电动汽车动力电池的超限功率保护方法，其特征在于，所述实时获取动力电池的最大允许放电功率及电力传输过程中的功率损耗，并基于二者求取电机的最大需求功率的过程，包括：

实时获取动力电池的最大允许放电功率P_{MAX_power}、动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率P_DC&AC、电机控制器效率η_EMC、电机效率η_motor及电机扭矩精度导致的功率偏差系数K_motor；

根据P_{MAX_requirement}＝(P_{MAX_power}-P_DC&AC)*η_EMC*η_motor*K_motor得到电机的最大需求功率。

4.如权利要求3所述的电动汽车动力电池的超限功率保护方法，其特征在于，实时获取动力电池的最大允许放电功率的过程，包括：

实时获取动力电池的电池信息；

根据所述电池信息计算所述动力电池的最大允许放电功率。

5.如权利要求3所述的电动汽车动力电池的超限功率保护方法，其特征在于，实时获取动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率的过程，包括：

实时获取动力系统中空调系统、DC/DC系统及电池热管理系统的功率，并将三者功率的总和作为所述动力系统中除电机控制器外的部件的总消耗功率。

6.如权利要求3所述的电动汽车动力电池的超限功率保护方法，其特征在于，实时获取电机控制器效率及电机效率的过程，包括：

预先设置效率表；其中，所述效率表的输入变量为电机控制器的输入电压、电机的扭矩及所述电机的转速，所述效率表的输出变量为所述电机控制器的效率及所述电机的效率；

在电动汽车运行后，实时获取所述电机控制器的输入电压、所述电机的扭矩及所述电机的转速，并通过查找所述效率表得到当前的电机控制器效率及电机效率。

7.如权利要求3所述的电动汽车动力电池的超限功率保护方法，其特征在于，实时获取电机扭矩精度导致的功率偏差系数的过程，包括：

实时获取电机的扭矩精度、转速及需求扭矩，并根据预设功率计算关系式P＝(N·T)/9550计算电机扭矩精度导致的功率偏差系数；其中，P为所述电机的需求功率，T为所述电机的需求扭矩，N为所述电机的实时转速。

8.如权利要求1-7任一项所述的电动汽车动力电池的超限功率保护方法，其特征在于，所述按照所述输出需求功率控制所述电机的功率输出的过程，包括：

预先设置所述电机的扭矩变化步进值和扭矩变化极限值；其中，所述扭矩变化步进值表示扭矩每次变化的最大值；所述扭矩变化极限值表示扭矩的最低限定值；

根据所述输出需求功率确定所述电机的需求扭矩，并在所述扭矩变化步进值和扭矩变化极限值的限制下，将所述电机的当前扭矩调整至所述需求扭矩，以控制所述电机的当前输出功率跟随所述输出需求功率。

9.如权利要求8所述的电动汽车动力电池的超限功率保护方法，其特征在于，当实时监测所述动力电池的实际放电功率时，该超限功率保护方法还包括：

求取所述实际放电功率与所述最大允许放电功率的差值，并将差值进行另一积分运算得到所述动力电池的超限功率；

当所述动力电池的超限功率大于预设超限阈值时，控制报警器发出警报。

10.一种电动汽车动力电池的超限功率保护系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于在电动汽车运行后，实时获取动力电池的最大允许放电功率及电力传输过程中的功率损耗，并基于二者求取电机的最大需求功率；

控制模块，用于实时根据油门踏板深度确定所述电机的需求功率，并将所述最大需求功率与所述需求功率中较小值者作为所述电机的输出需求功率，且按照所述输出需求功率控制所述电机的功率输出；

监测模块，用于实时监测所述动力电池的实际放电功率，并求取所述实际放电功率与所述最大允许放电功率的差值，且将差值进行积分运算得到电机控制器的超限功率；

调整模块，用于当所述超限功率大于预设功率阈值时，在当前求取的最大需求功率的基础上降低功率值，并将降低后的功率值作为所述电机当前的最大需求功率，且按照此最大需求功率确定所述电机当前的输出需求功率，以控制所述电机当前的功率输出，最终实现所述超限功率不大于所述预设功率阈值。