CN113879174B - 一种动力电池放电电流限制方法、系统及纯电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池放电电流限制方法、系统及纯电动汽车，其包括如下步骤：S1，车辆上电并进入行驶模式，采集油门踏板开度信号、电机转速、电池温度，计算动力电池系统的荷电状态SOC；S2，根据油门踏板开度信号确定电机预期扭矩，依据电机预期扭矩、动力电池的放电截止电压U_min和电机转速计算得到电池放电的第一电流限制值；S3，通过查表得到电池特性放电电流即第二电流限制值；S4，第一电流限制值和第二电流限制值取小得到实时电流限制值，将实时电流限制值传输给整车控制器，进行动力电池放电电流限制。其能够在保证电池放电安全的情况下最大化的满足整车动力性的放电需求，解决整车因较大的放电电流导致电池过放或者动力丢失的问题。

Description

一种动力电池放电电流限制方法、系统及纯电动汽车

技术领域

本发明涉及车辆放电技术领域，具体涉及动力电池放电电流限制方法、系统及纯电动汽车。

背景技术

动力电池是纯电动汽车的关键部件及能量来源，其放电性能的好坏直接关系到整车的动态表现及电池安全。目前，纯电动汽车的动力电池实时放电电流主要根据试验测试数据结合电池系统的电池温度、电池荷电状态SOC等参数进行查表线性插值得到。但是实际应用时，整车容易在电池处于低SOC时，因为瞬时放电功率过大而导致动力电池过放或者整车动力丢失。因此，如何保证动力电池在使用过程中不存在过度放电是一个重要研究方向。

CN111313499A公开了一种电池过放保护方法和电池管理系统，所述方法包括以下步骤：当电池包为放电模式时，在条件1：SOC估算值低于放电截至SOC时，将电池包放电功率限制为0，或在条件2：电池包容量最小的单体电池的端电压V_min＜设定阈值电压V1，将电池包放电功率限制为0，V_min＞设定阈值电压V2，恢复电池包放电功率为正常功率。通过分段处理完成放电功率限制，完成放电末端放电功率限制，但是由于只对末端进行区分，SOC其它分段并没有进行处理，而且该方案中未考虑温度对于电池放电功率的影响，其给出的放电功率限制方法具有应用局限性。

CN106314170A公开了一种动力电池系统的功率计算方法、系统及电动汽车，所述方法包括以下步骤：计算电动汽车的动力电池系统的荷电状态SOC，检测所述动力电池系统的电池温度，从预先存储的放电功率二维表中查找与SOC、温度相对应的查表功率，作为动力电池系统的理论最大功率。但是由于限制比例完全根据当前电池电压和截至电压差，未考虑动力电池实时放电功率对于动力电池电压的动态影响，功率限制比例的设定存在主观性，不能在满足电池放电安全的同时兼顾最大可能的满足整车动力性要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种动力电池放电电流限制方法、系统及纯电动汽车，其能够在保证电池放电安全的情况下最大化的满足整车动力性的放电需求，解决整车因较大的放电电流导致电池过放或者动力丢失的问题。

本发明所述的动力电池放电电流限制方法，其包括如下步骤：

S1，车辆上电并进入行驶模式，采集油门踏板开度信号、电机转速、动力电池系统的电池温度，计算动力电池系统的荷电状态SOC；

S2，根据油门踏板开度信号确定电机预期扭矩，依据动力电池系统的电池温度通过查表得到在荷电状态SOC为0％时动力电池的放电截止电压U_min，根据公式计算得到电池放电的第一电流限制值I₁；

S3，通过查表得到与S1采集的动力电池系统的电池温度和动力电池系统的荷电状态SOC相对应的电池特性放电电流I₂，以I₂作为第二电流限制值；

S4，所述第一电流限制值I₁和第二电流限制值I₂取小得到车辆在S1的行驶模式下的实时电流限制值，将实时电流限制值传输给整车控制器，进行动力电池放电电流限制。

进一步，所述S2中的公式为M为电机预期扭矩，n为电机转速。

进一步，所述S2和S3中由电池管理系统BMS查表得到动力电池的放电截止电压U_min和电池特性放电电流I₂。

一种动力电池放电电流限制系统，所述系统包括：

数据采集模块，用于采集油门踏板开度信号、电机转速、动力电池系统的电池温度、动力电池系统的荷电状态SOC；

数据分析模块，依据采集的信号分析得到第一电流限制值I₁和第二电流限制值I₂；

比较模块，用于比较第一电流限制值I₁和第二电流限制值I₂的大小，以两者中的小值作为实时电流限制值I；

执行模块，用于接收实时电流限制值并对动力电池进行放电电流限制。

一种纯电动汽车，包括上述的动力电池放电电流限制系统。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果。

1、本发明依据动力电池系统的电池温度通过查表得到在荷电状态SOC为0％时动力电池的放电截止电压U_min，并根据公式计算得到电池放电的第一电流限制值I₁；通过查表得到与S1采集的动力电池系统的电池温度和动力电池系统的荷电状态SOC相对应的电池特性放电电流I₂，以I₂作为第二电流限制值；所述第一电流限制值I1和第二电流限制值I2取小得到车辆在S1的行驶模式下的实时电流限制值。相对于现有的方案，能够实现全SOC范围的电池放电电流限制保护，同时由于采用公式计算，由于实时放电功率边界对应的放电电压采用电池截至电压，能够在量化的情况下最大化的满足整车动力性输出的需求，相对于经验公式可靠性更高，也不会因环境变化而受到影响，在整车行驶过程中避免动力电池电流跌落到电池放电截至电压以下。

2、本发明所述方法简单可靠，利用现有的BMS硬件平台，在不增加动力电池系统硬件成本的情况下，只需要更改电池管理系统控制器策略和软件，有效的解决了目前纯电动汽车在使用过程中，存在因放电电流过大导致的电池过放或触发欠压保护导致的动力丢失情况。同时由于使用了公式将电池放电电流和最低电压之间的关系进行了量化的表达，对于放电电流限制更精确，提升了电池使用过程可靠性。

附图说明

图1是本发明所述动力电池放电电流限制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

参见图1，所示的动力电池放电电流限制方法，其包括如下步骤：

S1，车辆上电并进入行驶模式，采集油门踏板开度信号、电机转速、动力电池系统的电池温度，计算动力电池系统的荷电状态SOC。

S2，整车控制器VCU根据油门踏板开度信号确定电机预期扭矩，由电池管理系统BMS依据动力电池系统的电池温度通过查表得到在荷电状态SOC为0％时动力电池的放电截止电压U_min，根据公式计算得到电池放电的第一电流限制值I₁，M为电机预期扭矩，n为电机转速。

S3，由电池管理系统BMS通过查表得到与S1采集的动力电池系统的电池温度和动力电池系统的荷电状态SOC相对应的电池特性放电电流I₂，以I₂作为第二电流限制值。

S4，所述第一电流限制值I₁和第二电流限制值I₂取小得到车辆在S1的行驶模式下的实时电流限制值I，将实时电流限制值传输给整车控制器，进行动力电池放电电流限制。相对于现有的方案，能够实现全SOC范围的电池放电电流限制保护，同时由于采用公式计算，由于实时放电功率边界对应的放电电压采用电池截至电压，能够在量化的情况下最大化的满足整车动力性输出的需求，相对于经验公式可靠性更高，也不会因环境变化而受到影响，在整车行驶过程中避免动力电池电流跌落到电池放电截至电压以下。

所述方法简单可靠，利用现有的BMS硬件平台，在不增加动力电池系统硬件成本的情况下，只需要更改电池管理系统控制器策略和软件，有效的解决了目前纯电动汽车在使用过程中，存在因放电电流过大导致的电池过放或触发欠压保护导致的动力丢失情况。同时由于使用了公式将电池放电电流和最低电压之间的关系进行了量化的表达，对于放电电流限制更精确，提升了电池使用过程可靠性。

一种动力电池放电电流限制系统，所述系统包括：数据采集模块，用于采集油门踏板开度信号、电机转速、动力电池系统的电池温度、动力电池系统的荷电状态SOC；数据分析模块，依据采集的信号分析得到第一电流限制值I₁和第二电流限制值I₂；比较模块，用于比较第一电流限制值I₁和第二电流限制值I₂的大小，以两者中的小值作为实时电流限制值I；执行模块，用于接收实时电流限制值并对动力电池进行放电电流限制。

一种纯电动汽车，包括上述的动力电池放电电流限制系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种动力电池放电电流限制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，车辆上电并进入行驶模式，采集油门踏板开度信号、电机转速、动力电池系统的电池温度，计算动力电池系统的荷电状态SOC；

S2，根据油门踏板开度信号确定电机预期扭矩，依据动力电池系统的电池温度通过查表得到在荷电状态SOC为0％时动力电池的放电截止电压U_min，根据公式计算得到电池放电的第一电流限制值I₁，式中，M为电机预期扭矩，n为电机转速；

S3，通过查表得到与S1采集的动力电池系统的电池温度和动力电池系统的荷电状态SOC相对应的电池特性放电电流I₂，以I₂作为第二电流限制值；

S4，所述第一电流限制值I₁和第二电流限制值I₂取小得到车辆在S1的行驶模式下的实时电流限制值，将实时电流限制值传输给整车控制器，进行动力电池放电电流限制。

2.根据权利要求1所述的动力电池放电电流限制方法，其特征在于：所述S2和S3中由电池管理系统BMS查表得到动力电池的放电截止电压U_min和电池特性放电电流I₂。

3.一种动力电池放电电流限制系统，其特征在于，能够实现权利要求1或2所述的动力电池放电电流限制方法的步骤，所述系统包括：

数据采集模块，用于采集油门踏板开度信号、电机转速、动力电池系统的电池温度、动力电池系统的荷电状态SOC；

数据分析模块，依据采集的信号分析得到第一电流限制值I₁和第二电流限制值I₂；

比较模块，用于比较第一电流限制值I₁和第二电流限制值I₂的大小，以两者中的小值作为实时电流限制值I；

执行模块，用于接收实时电流限制值并对动力电池进行放电电流限制。

4.一种纯电动汽车，其特征在于：包括权利要求3所述的动力电池放电电流限制系统。