CN114379371B - 一种基于bms的电动汽车低电量工况高压控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BMS的电动汽车低电量工况高压控制方法，包括：BMS实时检测动力电池的电量，当达到低电量触发条件后进入低电量状态，在低电量状态下发出低电量提醒同时根据采集的电池状态数据控制整车的高压系统状态。本发明的优点在于：通过对低压状态下进行分段提醒，达到有效提醒的目的；并在低压状态下对动力电池的功率进行控制，从而进一步保证了在低压状态下的过放以及抛锚的风险，提高车辆行驶可靠性，结合提醒和低功率行驶，可以有效提醒驾驶员及时充电；对低功率继续行驶时的高压状态进行控制，有效避免过放。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车放电控制领域，特别涉及一种基于BMS的电动汽车低电量工况高压控制方法。
背景技术
随着新能源电动汽车的普及，多数新能源车辆为增加续航，将动力电池末端放电开发到极致。根据锂电池电压特性曲线分析，放电至末端，电池电压下降速度会加快，SOC的计算精度误差会随之增大。放电末端的SOC精度不准直接导致多数新能源车辆放电至末端车辆直接下高压，整车上报故障，电池过放导致车辆抛锚，甚至有些故障还会影响充电，造成放电抛锚后无法充电的问题。
电动汽车电量放空抛锚后上报故障会给客户一种车辆本身存在问题的错觉，过放对电池本身也会造成损害，即影响了用户体验，又降低了电池使用寿命。多数新能源车辆放电至末端车辆直接下高压，整车上报故障，电池过放导致车辆抛锚，甚至有些故障还会影响充电，造成放电抛锚后无法充电的问题。因此，对于新能源电动汽车放电末端下电的处理策略亟需优化，动力电池放电末端客户体验越加重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于BMS的电动汽车低电量工况高压控制方法，用于在低电量情况下对电池进行上下高压控制的同时分级别给出提醒，避免直接下高压造成的汽车损伤以及用户体验损失。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于BMS的电动汽车低电量工况高压控制方法，包括：
BMS实时检测动力电池的电量，当达到低电量触发条件后进入低电量状态，在低电量状态下发出低电量提醒同时根据采集的电池状态数据控制整车的高压系统状态。
低电量触发条件是指车辆SOC低于设定值后进入低电量状态，在低电量状态下通过仪表发出提醒信号。
设置多个SOC阈值，在达到每一个SOC阈值时对应的通过仪表发出相应的提醒信号。
所述SOC阈值至少包括两个：SOC1、SOC2，SOC2为SOC阈值中最小值，SOC1为SOC阈值中最大值；在动力电池的SOC处于SOC2至SOC1之间时，通过点亮黄色指示灯发出低电量提醒；在动力电池的实时SOC小于SOC2时，通过电量红色提示灯发出低电量警告。
在动力电池的SOC处于SOC2至SOC1之间时，通过仪表实时显示当前动力电池的SOC数值；在动力电池的实时SOC小于SOC2时，对动力电池的实时SOC数值通过隐藏字符来进行展示。
在动力电池的实时SOC小于SOC2时，通过“--％”方式来显示电量信息。
在实时电量SOC≤SOC2时，控制BMS降低动力电池放电功率；给出车辆降低动力电池放电功率的提醒信号用于告知驾驶员。
在降低动力电池放电功率后BMS实时检测电池的状态信息，当车辆在高压状态时，则BMS检测电池的SOC、电池单体最低电压V、电池单体最低温度T，并据此控制车辆运行状态：
在电池单体最低温度T>温度阈值T1时，当电池最低单体电压V≥电压阈值V1时，则整车按照驾驶需求以动力电池低放电功率进行行驶；当电池最低单体电压V＜V1时，且持续时间达到设定时间阈值Ns，则BMS发送下高压请求，控制整车下高压，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁；
在电池单体最低温度T≤T1时：当电池最低单体电压V≥电压阈值V2时，则整车按照驾驶需求以动力电池低放电功率进行行驶；当电池最低单体电压V＜电压阈值V2时，且持续时间达到设定时间后，BMS发送下高压请求，控制整车下高压，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁。
在降低动力电池放电功率后BMS实时检测电池的状态信息，当车辆在非高压状态，BMS根据电池SOC、电池单体最低电压V和电池最低温度T控制车辆的状态：
在电池最低温度T＞温度阈值T1时，电池最低单体电压V≥V1，BMS响应上高压指令在接收到上高压指令后控制车辆进入上高压状态；当电池最低单体电压V＜V1，BMS禁止上高压，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁；
在电池最低温度T≤T1时：电池最低单体电压V≥V2，BMS响应上高压指令；当电池最低单体电压V＜V2，BMS发送下高压请求，不响应上高压指令，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁。
在T＞T1时，V＜V1且持续时间＞N；或在T≤T1时，V＜V2且持续时间＞N时，通过仪表发出动力电池过放报警。
其中T：动力电池最低温度；
V：动力电池最低单体电压；
T1：动力电池低温界定值；
V1：非低温工况动力电池过放报警值+M(M为大于0的常数)；
V2：低温工况动力电池过放报警值+P(P为大于0的常数)；
N：故障持续时间
本发明的优点在于：通过对低压状态下进行分段提醒，达到有效提醒的目的；并在低压状态下对动力电池的功率进行控制，从而进一步保证了在低压状态下的过放以及抛锚的风险，提高车辆行驶可靠性，结合提醒和低功率行驶，可以有效提醒驾驶员及时充电；对低功率继续行驶时的高压状态进行控制，有效避免过放；尽可能的给与驾驶员提醒、以及响应行驶需求，并给出合理有效的提醒，当仍然没有下电充电时，会通过自动下高压控制的方式，减少过放对于电池的损伤；解决新能源电动汽车放电末端车辆抛锚带给客户体验差和减少因过放造成的动力电池寿命损耗的问题。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明车辆处于高压状态下时控制方法流程图；
图2为本发明车辆处于低压状态下时控制方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明策略旨在解决新能源电动汽车放电末端车辆抛锚带给客户体验差和减少因过放造成的动力电池寿命损耗的问题。
当动力电池电量较低时，由电池管理系统(BMS)判断当前电量是否耗尽，触发设定条件后由BMS向整车控制器发送下高压请求，使车辆进入低压状态，防止车辆由于电量耗尽触发动力电池过放故障，影响电池寿命。同时兼顾用户体验，车辆进入低压状态后整车不会触发故障，SOC较低时采用模糊处理，提示用户及时补电。具体方案如下：
一种基于BMS的电动汽车低电量工况高压控制方法，包括：BMS实时检测动力电池的电量，当达到低电量触发条件后进入低电量状态，在低电量状态下发出低电量提醒同时根据采集的电池状态数据控制整车的高压系统状态。为了避免出现过放，需要两种方式来进行避免：提醒用户充电，若用户按照提醒充电了则不会出现过放；当用户忽略提醒，则通过控制策略来进行保护可以自动的实现保护，通过前期的提醒加上后期的自动控制可以提高用户体验，减少过放的风险。
1、提醒方式：
在低电量状态下需要进行提醒，其中低电量触发条件是指车辆SOC低于设定值后进入低电量状态，在低电量状态下通过仪表发出提醒信号。提醒可以在仪表上进行多种方式给出提醒信号；低电量状态通过低电量的多个SOC阈值来实现判断进入，其中设置多个SOC阈值，在达到每一个SOC阈值时对应的通过仪表发出相应的提醒信号。多个SOC阈值的数值由大到小，在SOC阈值较大时，其刚进入低电量，其提醒方式可以缓和点，当SOC阈值较小时，则处于电池电量快耗尽，因此提醒需要紧急些。在本申请中SOC阈值至少包括两个：SOC1、SOC2，SOC2为SOC阈值中最小值，SOC1为SOC阈值中最大值；在动力电池的SOC处于SOC2至SOC1之间时，通过点亮黄色指示灯发出低电量提醒，因此时刚进入低电量，通过黄色缓和的方式给出提醒，提醒用户此时处于低电量尽快充电；在动力电池的实时SOC小于SOC2时，通过电量红色提示灯发出低电量警告，此时处于较低电量，需要及时充电，因此要采用红色给出提醒可以给出一种紧张的提醒感觉，因为在车辆仪表指示灯上红色代表故障，因此红色可以引起驾驶员的警示。
同时不仅通过指示灯进行展示，还通过电量及无电量的方式进行提醒；在动力电池的SOC处于SOC2至SOC1之间时，通过仪表实时显示当前动力电池的SOC数值，因为此时刚进入低电量状态，此时仍然显示SOC数值，通过黄色结合SOC数值对用户直观的提醒；在动力电池的实时SOC小于SOC2时，此时继续充电，对动力电池的实时SOC数值通过隐藏字符来进行展示，通过红色指示灯结合隐藏的电池电量给出用户一定的警示心理压力，可以使得用户及时充电。在动力电池的实时SOC小于SOC2时，通过“--％”方式来显示电量信息。也就是说在本申请中：仪表根据BMS发送的SOC信号判断SOC＜SOC1时，点亮低电量黄色提示灯，SOC＜SOC2时，点亮低电量红色提示灯，SOC显示为“--％”，电池处于过放保护状态时，SOC红色“--％”符号开启闪烁；
2、低电量自动控制策略：
在实时电量SOC≤SOC2时，此时电量较低需要进入自动控制策略，控制BMS降低动力电池放电功率；和或给出车辆降低动力电池放电功率的提醒信号用于告知驾驶员。在此状态下，电量较低了用户仍然没有充电，则需要降低输出功率，保证了用户的行驶需求的前提下不会因大功率造成的电池电量电压瞬间拉低。
在降低动力电池放电功率后BMS实时检测电池的状态信息，当车辆在高压状态时，则BMS检测电池的SOC、电池单体最低电压V、电池单体最低温度T，并据此控制车辆运行状态：
在电池单体最低温度T>温度阈值T1时，当电池最低单体电压V≥电压阈值V1时，则整车按照驾驶需求以动力电池低放电功率进行行驶，保证用户的行驶需求同时以低电量低功率供电行驶；当电池最低单体电压V＜V1时，且持续时间达到设定时间阈值Ns，则BMS发送下高压请求，控制整车下高压，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁；当电池单体小于V1则此时电池处于过放风险，因此必须下电，此时下电已经尽可能满足用户的行驶需求且尽可能的给出各种提醒，然后才下电保证了用户的行驶需求以及提醒需求。
在电池单体最低温度T≤T1时：当电池最低单体电压V≥电压阈值V2时，则整车按照驾驶需求以动力电池低放电功率进行行驶；当电池最低单体电压V＜电压阈值V2时，且持续时间达到设定时间后，BMS发送下高压请求，控制整车下高压，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁。在小于T1情况下，V2与V1不同，因此设置V2在来进行下高压的判断，当单体最小电压小于V2且持续一定时间，说明此时处于过放风险，因此需要停止工作；
在本申请中T1实际上对应的是高温和低温分界点，其在高温和低温下的过放的截至电压V1、V2是不同的，因此需要设置温度来区分控制，提高控制的准确性，保证了系统的可靠运行和在高压状态下的下高压控制。
在车辆处于低压状态时，若需要上高压也许进行控制在降低动力电池放电功率后BMS实时检测电池的状态信息，当车辆在非高压状态，BMS根据电池SOC、电池单体最低电压V和电池最低温度T控制车辆的状态：
在电池最低温度T＞温度阈值T1时，电池最低单体电压V≥V1，BMS响应上高压指令在接收到上高压指令后控制车辆进入上高压状态；当电池最低单体电压V＜V1，BMS禁止上高压，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁；
在电池最低温度T≤T1时：电池最低单体电压V≥V2，BMS响应上高压指令；当电池最低单体电压V＜V2，BMS发送下高压请求，不响应上高压指令，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁。
同理在车辆处于非高压状态时，如用户需要上高压，则需要满足车辆的电池单体电压要大于过放截止保护电压，而这一电压V1、V2是根据温度T1来确认，从而实现不同温度下的不同上高压控制或禁止上高压控制。
在本申请中在T＞T1时，V＜V1且持续时间＞N；或在T≤T1时，V＜V2且持续时间＞N时，通过仪表发出动力电池过放报警，因为过放时会禁止上高压或控制下高压，为了及时提醒用户，因此通过仪表来提醒此时的故障状态，方便用户及时处理充电。
其中T：动力电池最低温度；
V：动力电池最低单体电压；
T1：动力电池低温界定值；
V1：非低温工况动力电池过放报警值+M(M为大于0的常数)；
V2：低温工况动力电池过放报警值+P(P为大于0的常数)；
N：设置的故障持续时间，单位为s。
如图1、2所示，在放电末端SOC≤SOC2时，BMS降低动力电池放电功率，避免大功率放电导致电池单体电压瞬间被拉低，BMS实时判断电池状态
a、当车辆在高压状态，则BMS根据电池SOC、电池单体最低电压V和电池最低温度T判断处理。
在电池最低温度T＞T1时：
当电池最低单体电压V≥V1时，整车可继续前行，
当电池最低单体电压V＜V1时，检测有效时间N(S)，BMS发送下高压请求，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁。
在电池最低温度T≤T1时：
当电池最低单体电压V≥V2时，整车可继续前行；
当电池最低单体电压V＜V2时，检测有效时间N(S)，BMS发送下高压请求，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁。
b、当车辆在非高压状态，BMS根据电池SOC、电池单体最低电压V和电池最低温度T判断处理。
在电池最低温度T＞T1时:
电池最低单体电压V≥V1，BMS响应上高压指令；
当电池最低单体电压V＜V1，BMS发送下高压请求，不响应上高压指令，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁。
在电池最低温度T≤T1时：
电池最低单体电压V≥V2，BMS响应上高压指令；
当电池最低单体电压V＜V2，BMS发送下高压请求，不响应上高压指令，仪表SOC红色“--％”符号开启闪烁。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，可实际根据电池在不同温度区间的性能表现，对多个温度区间实施策略控制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种基于BMS的电动汽车低电量工况高压控制方法，其特征在于：
BMS实时检测动力电池的电量，当达到低电量触发条件后进入低电量状态，在低电量状态下发出低电量提醒同时根据采集的电池状态数据控制整车的高压系统状态；
低电量触发条件是指车辆SOC低于设定值后进入低电量状态，在低电量状态下通过仪表发出提醒信号；设置多个SOC阈值，在达到每一个SOC阈值时对应的通过仪表发出相应的提醒信号；所述SOC阈值至少包括两个：SOC1、SOC2，SOC2为SOC阈值中最小值，SOC1为SOC阈值中最大值；在动力电池的SOC处于SOC2至SOC1之间时，通过点亮黄色指示灯发出低电量提醒；在动力电池的实时SOC小于SOC2时，通过电量红色提示灯发出低电量警告；在动力电池的SOC处于SOC2至SOC1之间时，通过仪表实时显示当前动力电池的SOC数值；在动力电池的实时SOC小于SOC2时，对动力电池的实时SOC数值通过隐藏字符来进行展示；在动力电池的实时SOC小于SOC2时，通过“--%”方式来显示电量信息；在实时电量SOC≤SOC2时，控制BMS降低动力电池放电功率；和或给出车辆降低动力电池放电功率的提醒信号用于告知驾驶员；在降低动力电池放电功率后BMS实时检测电池的状态信息，当车辆在高压状态时，则BMS检测电池的SOC、电池单体最低电压V、电池单体最低温度T，并据此控制车辆运行状态：
在电池单体最低温度T>温度阈值T1时，当电池最低单体电压V≥电压阈值V1时，则整车按照驾驶需求以动力电池低放电功率进行行驶；当电池最低单体电压V＜V1 时，且持续时间达到设定时间阈值Ns，则BMS发送下高压请求，控制整车下高压；
在电池单体最低温度T≤T1时：当电池最低单体电压V≥电压阈值V2时，则整车按照驾驶需求以动力电池低放电功率进行行驶；当电池最低单体电压V＜电压阈值V2 时，且持续时间达到设定时间后，BMS发送下高压请求，控制整车下高压；
在降低动力电池放电功率后BMS实时检测电池的状态信息，当车辆在非高压状态，BMS根据电池 SOC、电池单体最低电压V和电池最低温度T控制车辆的状态：
在电池最低温度T＞温度阈值T1时，电池最低单体电压V≥V1，BMS响应上高压指令在接收到上高压指令后控制车辆进入上高压状态；当电池最低单体电压V＜V1 ，BMS禁止上高压；
在电池最低温度T≤T1时：电池最低单体电压V≥V2，BMS响应上高压指令；当电池最低单体电压V＜V2 ，BMS发送下高压请求，不响应上高压指令；在T＞T1时，V＜V1且持续时间＞N；或在T≤T1时，V＜V2且持续时间＞N时， BMS发送下高压请求，不响应上高压指令,仪表SOC通过闪烁的“--%”信号提示驾驶员电池处于过放保护状态。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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