CN113370842B - 一种电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法，属于电动汽车技术领域。它解决了现有电动汽车安全防撞系统中安全系数不够高等技术问题。本电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法中将车速和测距传感器的信号直接连接或者由CAN通讯送入BMS(电池管理系统),控制PCU(放电输出功率控制单元)，根据车辆运行前方目标物与车辆的距离、车辆本身的车速、制动踏板信号和加速踏板为约束条件，自动设定电池放电输出功率0‑100％可编程输出。本发明中的技术方案根据车辆行驶过程中的速度，车辆与目标物的距离，制动信号状态，控制电池放电输出功率，能够从能量的源头控制车辆潜在安全风险。

Description

一种电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，涉及一种电动汽车安全防撞系统，特别是一种电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法。
背景技术
电动汽车作为一款环保的新能源汽车，越来越受到人民的欢迎，电池是电动汽车中重要的组成部分，为电动汽车的动力提供能量，电动汽车的电池制造技术目前已经趋近成熟。随着汽车越来越智能化，电动汽车的防碰撞系统逐渐成为了其标配之一。目前汽车防碰撞系统基于跟踪识别，采用毫米波雷达，超声波测距传感器，碰撞开关或者3D摄像头将本车行驶前方的目标进行精确探测，实时将探测距离数据传递给VCU(整车控制器),VCU根据雷达探测的距离数据，结合本车前方目标车辆行驶速度进行分析、处理后，根据安全策略向中控屏发送报警提示信息或者激活主动制动系统执行车辆制动；该过程中电池的输出功率始终为100％。在防撞系统激活过程中，制动系统除了应付自身的动能外，还有可能应付意外加速和误操作加速踏板带来的电机加速动能。
我国专利(公告号：CN106608200B；公告日：2019-12-31)公开了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。
上述专利文献中虽然能够控制和调整电池的输出功率，但是没有将电池的输出功率变化与电动汽车的安全防碰撞功能相结合。
发明内容
本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法，本发明所要解决的技术问题是：如何利用电池输出功率的控制方法来提高电动汽车安全防撞系统的安全性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法，其特征在于，将车速和测距传感器的信号直接连接或者由CAN通讯送入BMS(电池管理系统),控制PCU(放电输出功率控制单元)，根据车辆运行前方目标物与车辆的距离、车辆本身的车速、制动踏板信号和加速踏板为约束条件，自动设定电池放电输出功率0-100％可编程输出。
其工作原理如下：本技术方案中对电驱动、电池及电控等三电系统进行了改进，将电池放电输出功率控制应用在防撞安全系统中，根据车速，车辆与目标物距离，制动信号状态，控制电池放电输出功率水平；改变了车辆在行驶状态中，任何危险情况下，车辆都具有单一放电输出功率100％的加速能力这一传统模式，降低危险情况下电池的输出功率，从能量源头控制潜在风险和异常操作造成的危险。
本技术方案中车辆行驶的速度，距离，电池放电输出功率可以采用不同的参数设置车辆行驶速度V,目标物监测距离，电池放电输出功率的配置参数根据车辆的型号进行标定设置。
作为替代方案，本技术方案中电池放电输出功率控制可以由VCU外的其他控制器单独控制，如BMS,或者MCU或者新增加的控制器，并做安全冗余配置。
在上述的电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法中，电池放电输出功率恢复正常的条件是控制策略激活条件自行消失。
在上述的电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法中，车辆行驶过程中，前方目标距离本车为以下情况，无论驾驶员有无采取制动操作情况下：
当距离100-150米，车速大于100公里/小时，放电输出功率约束为额定输出功率的75％；
当距离60-100米，车速大于80公里/小时放电输出功率约束为额定输出功率的50％；
当距离20-60米，车速大于60公里/小时放电输出功率约束为额定输出功率的25％；
当距离1-20米，车速大于30公里/小时放电输出功率约束为额定输出功率的0％。
具体来说，VCU防撞系统监测到本车前方100-150米有目标物，车速大于100公里/小时，根据上面的控制策略，PCU(电池放电输出功率控制单元)控制电池放电输出功率水平约束到额定放电输出功率的75％，在这种情况下，驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的75％以下，降低车辆的潜在能量，提高车辆主动制动的能力。
VCU防撞系统监测到本车前方60-100米有目标物，车速大于80公里/小时，根据上面的控制策略，PCU(电池放电输出功率控制单元)控制电池放电输出功率水平约束到额定放电输出功率的50％，在这种情况下，驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的50％以下，降低车辆的能量，提高车辆主动制动的能力。
VCU防撞系统监测到本车前方20-60米有目标物，车速大于60公里/小时，根据上面的控制策略，PCU(电池放电输出功率控制单元)控制电池放电输出功率水平约束到额定放电输出功率的25％，在这种情况下，驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的25％以下，降低车辆的能量，提高车辆主动制动的能力。
VCU防撞系统监测到本车前方1-20米有目标物，车速大于30公里/小时，根据上面的控制策略，PCU(电池放电输出功率控制单元)控制电池放电输出功率水平约束到额定放电输出功率的0％，在这种情况下，驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的0％以下，降低车辆的能量，提高车辆主动制动的能力。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中的技术方案根据车辆行驶过程中的速度，车辆与目标物的距离，制动信号状态，控制电池放电输出功率，能够从能量的源头控制车辆潜在安全风险。
2、本发明中的防撞系统采用安全防呆设计理念，预防任何人为操作失误引起的车辆失速，失控，降低车辆的潜在安全风险。
附图说明
图1是现在车辆防撞系统控制示意图。
图2是本技术方案中车辆防撞系统控制示意图。
图3是本技术方案中电池放电输出功率控制流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
图1为现在车辆防撞系统控制示意图。本技术方案如图2和图3所示，本电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法中将车速和测距传感器的信号直接连接或者由CAN通讯送入BMS(电池管理系统),控制PCU(放电输出功率控制单元)，根据车辆运行前方目标物与车辆的距离、车辆本身的车速、制动踏板信号和加速踏板为约束条件，自动设定电池放电输出功率0-100％可编程输出。本实施例中对电驱动、电池及电控等三电系统进行了改进，将电池放电输出功率控制应用在防撞安全系统中，根据车速，车辆与目标物距离，制动信号状态，控制电池放电输出功率水平；改变了车辆在行驶状态中，任何危险情况下，车辆都具有单一放电输出功率100％的加速能力这一传统模式，降低危险情况下电池的输出功率，从能量源头控制潜在风险和异常操作造成的危险。
本实施例中车辆行驶的速度，距离，电池放电输出功率可以采用不同的参数设置车辆行驶速度V,目标物监测距离，电池放电输出功率的配置参数根据车辆的型号进行标定设置。
作为优选，车辆行驶过程中，前方目标距离本车为以下情况，无论驾驶员有无采取制动操作情况下：
当距离100-150米，车速大于100公里/小时，放电输出功率约束为额定输出功率的75％；
当距离60-100米，车速大于80公里/小时放电输出功率约束为额定输出功率的50％；
当距离20-60米，车速大于60公里/小时放电输出功率约束为额定输出功率的25％；
当距离1-20米，车速大于30公里/小时放电输出功率约束为额定输出功率的0％。
具体来说，VCU防撞系统监测到本车前方100-150米有目标物，车速大于100公里/小时，根据上面的控制策略，PCU(电池放电输出功率控制单元)控制电池放电输出功率水平约束到额定放电输出功率的75％，在这种情况下，驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的75％以下，降低车辆的潜在能量，提高车辆主动制动的能力。
VCU防撞系统监测到本车前方60-100米有目标物，车速大于80公里/小时，根据上面的控制策略，PCU(电池放电输出功率控制单元)控制电池放电输出功率水平约束到额定放电输出功率的50％，在这种情况下，驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的50％以下，降低车辆的能量，提高车辆主动制动的能力。
VCU防撞系统监测到本车前方20-60米有目标物，车速大于60公里/小时，根据上面的控制策略，PCU(电池放电输出功率控制单元)控制电池放电输出功率水平约束到额定放电输出功率的25％，在这种情况下，驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的25％以下，降低车辆的能量，提高车辆主动制动的能力。
VCU防撞系统监测到本车前方1-20米有目标物，车速大于30公里/小时，根据上面的控制策略，PCU(电池放电输出功率控制单元)控制电池放电输出功率水平约束到额定放电输出功率的0％，在这种情况下，驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的0％以下，降低车辆的能量，提高车辆主动制动的能力。
本实施例中电池放电输出功率恢复正常的条件是控制策略激活条件自行消失。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法，其特征在于，将车速和测距传感器的信号直接连接或者由CAN通讯送入BMS（电池管理系统）,控制PCU(放电输出功率控制单元)，根据车辆运行前方目标物与车辆的距离、车辆本身的车速、制动踏板信号和加速踏板为约束条件，自动设定电池放电输出功率0-100%可编程输出；车辆行驶过程中，前方目标距离本车为以下情况，无论驾驶员有无采取制动操作情况下：
当距离100-150米，车速大于100公里/小时，放电输出功率约束为额定输出功率的75%；驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的75％以下；
当距离60-100米，车速大于80公里/小时放电输出功率约束为额定输出功率的50%；驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的50％以下；
当距离20-60米，车速大于60公里/小时放电输出功率约束为额定输出功率的25%；驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的25％以下；
当距离1-20米，车速大于30公里/小时放电输出功率约束为额定输出功率的0%；驾驶员没有实施车速控制或者驾驶员将加速踏板开度为100％，该车的车速只能达到正常条件下额定车速的0％以下。
2.根据权利要求1所述的电动汽车安全防撞系统中的电池输出功率控制方法，其特征在于，电池放电输出功率恢复正常的条件是控制策略激活条件自行消失。
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