DE102014115427A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: ermitteln den maximalen Wert der zulässigen Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft und ermitteln den derzeitigen maximalen Wert der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft; beurteilen, ob der Differenzwert zwischen dem maximalen Wert der Spannung und dem voreingestellten Schwellenwert der Überspannung größer als 0 ist; behandeln den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist; ermitteln die erste Leistung nach der Eingangsleistung und dem Behandelungsergebnis, und kontrollieren das Drehmoment des elektrischen Motors nach der ersten Leistung, um die Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren. Bei dem Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Spannung der einzelenen Zelle durch die Kontrolle nach PID-Kontrollalogorithmus rasch unter den voreingestellten Wert der Überspannung herabgesetzt werden, wobei die Veränderung des Stromes stabil ist, die Verletzung des Zelle wegen der Überspannung reduziert ist, und das Betreibsleben verlängert ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet des Akkumulators für Antriebskraft, insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft.
  • Stand der Technik
  • Der Akkumulator des elektrischen Autos besteht aus einer Mehrzahl von einzelnen in Serie und parallel geschalteten einzelnen Zellen. Da die einzelnen Zellen von dem elektrochemischen Arbeitsprinzip begrenzt sind, sollte ihre zulässige Arbeitsspannung in einem Bereich liegen. Wenn die Arbeitsspannung im Betrieb die obere Grenze dieses Spannungsbereiches (nämlich Überspannung) überschritten oder die untere Grenze dieses Spannungsbereiches (nämlich Unterspannung) unterschritten hat, wird es zur irreversibelen Verletzung der einzelnen Zellen führen, so daß das Betriebsleben des Akkumulators für die Antriebskraft reduziert ist.
  • Wenn eine ernste Überspannung oder Unterspannung beispielsweise im Betrieb des Akkumulators für Antriebskraft auftritt, nämlich wenn die Arbeitsspannung im Betrieb das zulässige Arbeitsbereich überschritten oder unterschritten hat, wird eine Nebenreaktion innerhalb der Zelle auftreten, so daß ungewünschte Phänomen, wie bespielsweise innerer Kurzschluß, Wärmeerzeugung, usw. auftreten. Im unkritischen Fall wird eine starke Verlust der Kapazität der Zelle verursacht, und im kritischen Fall wird ein Brandunfall auftreten. Da das Akkumulatorssystem ein Stromversorgungssystem mit passivem Ausgang ist, ist das System nicht in der Lage, den Eingangs- und den Ausgangsstrom aktiv zu senken oder zu erhöhen. Daher sollte man nur eine passive Methode verwenden, wobei die Eingangsleistung oder die Ausgangsleistung des Stromverbrauchers (beispielsweise Antriebsmotor) oder des Stromversorgungsgerätes (beispielsweise Aufladegerät) reduziert werden sollte. Normalweise sind mehrere Maßnahmen von dem Batteriemanagementsystem BMS (Battery Management System) ergriffen, um die Überspannung und die Unterspannung der Batterie zu begrenzen. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, daß ein Schwellenwert der Spannung eingestellt ist, wobei das Kontaktwerk freigegeben ist, oder der Stromverbraucher angefordert ist, seine Eingangs- der Ausgangsleistung zu reduzieren, wenn der eingestellte Schwellenwert der Spannung überschritten ist. Dabei ist die Methode, den Stromverbraucher anzufordern, um die Eingangs- und Ausgangsleistung zu reduzieren (mit Überspannungsschutz des Akkumulators für Antriebskraft als Beispiel), wie folgend: nach dem einmaligen Probeentnahmewert der höchsten oder niedrigsten Spannung der einzelnen Zelle sind die maximal zulässige Eingangs- und Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft gesunken, und nach der gesunkenen Leistung ist die Aufladungsleistung des Aufladesystems für den Akkumulator kontrolliert.
  • Aber bei der Behandlungsmethode nach dem Stand der Technik sind folgende Nachteile vorhanden:
    • 1. Wenn das Kontaktwerk bei dem elektrischen Auto der rein elektrischen Antriebsmode direkt freigegeben ist, um die Hochspannungskreisschaltungsverbindung zu unterbrechen, heißt das, daß die Stromversorgung des Antriebssystems ausgeschaltet ist, so daß das elektrische Auto seine Antriebskraft verliert, das Auto dadurch außer Kontrolle gerät und eine Gefahr auftritt. Außerdem ist die Zelle vor übermäßiger Aufladung gut geschützt, wenn der Akkumulator für Antriebskraft bei dem Bremsrückspeisungsvorgang ausgeschaltet ist. Da aber der Antriebsmotor immer bleibt, in hoher Geschwindikeit zu drehen, wenn die Batterie für die Laststromversorgung schon ausgeschaltet ist, wird die Spannung beim Leerlauf erhöht, wobei das Bereich der Spannungswiderstandsfähigkeit der Hochspannungsbauteile möglicherweise überschritten ist.
    • 2. Da der Zustand der Fahrbahndecke sehr veränderlich ist, ist die Änderung des Stromes bei der Fahrt des Autos relativ stark, ist die Änderung der maximalen Spannung oder der minimalen Spannung der einzelnen Zelle auch relativ stark. So ist die maximale Nutzleistung, die von dem Batteriemanagementsystem BMS zu dem Fahrzeugmanagementsystem VMS oder zu dem Aufladegerät abgegeben ist, stark verändert, bezüglich der Steuerung des Autos ist es zum Ausdruck gebracht, daß das Schütteln des Autos leicht verursacht ist. So ist der Komfort des Autos nachteilig beeinflußt.
  • Inhalt der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, mindesten eines der oben genannten Probleme zu lösen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt eine erste Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft anzugeben, wobei die Spannung des Akkumulators durch die Kontrolle nach dem PID-Kontrollalgorithmus rasch zurück unter den voreingestellten Überspannungsschwellenwert gesunken ist, und die Stromveränderung glatt ist, die Verletzung des Akkumulators wegen der Überspannung reduziert ist, sowie das Betriebsleben des Akkumulators verlängert ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt eine zweite Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft anzugeben.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt eine dritte Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft anzugeben.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt eine vierte Aufgabe zugrunde, eine weitere Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft anzugeben.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt eine fünfte Aufgabe zugrunde, ein Auto mit der Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft anzugeben.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt eine sechste Aufgabe zugrunde, ein lesbares Speichermedium von Computer anzugeben, umfassend einen von Computer ausführbaren Befehl, wobei das Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft durchgeführt ist, wenn der Befehl ausgeführt ist.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist ein Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung angegeben, umfassend folgende Schritte:
    • – ermitteln den maximalen Wert der zulässigen Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft, und ermitteln den derzeitigen maximalen Wert der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft;
    • – beurteilen, ob die Differenz zwischen dem maximalen Wert der genannten Spannung und dem voreingestellten Schwellenwert der Überspannung größer als 0 ist;
    • – behandeln den Differenzwert nach PID-Kontrollalogorithmus, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert gößer als 0 ist;
    • – ermitteln die erste Leistung nach dem maximalen Wert der genannten Eingangsleistung und nach dem Behandelungsergebnis, und kontrollieren das Drehmoment des elektrischen Motors nach der ersten Leistung, um die Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  • Bei dem Verfahrens zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft den voreingestellten Schwellenwert der Überspannung überschritten hat, kann die Spannung der einzelnen Zelle durch die Kontrolle nach PID-Kontrollalogorithmus rasch unter den voreingestellten Schwellenwert der Überspannung herabgesetzt werden, ist die Eingabe oder Ausgabe von dem Akkumulator für Antriebskraft mit kleinerer Leistung durchgeführt, so daß die Veränderung des Stromes relativ stabil ist, und die annehmbare Kapazität der Aufladung des Akkumulators vollständig ausgenutzt ist, und das Betriebsleben des Akkumulators verlängert ist. Gleichzeitig kann die Motorkontrolleinheit MCU (Motor Control Unit) des Autos bei der Ausführung des Verfahrens den Ausgang des Drehmomentes des elektrischen Motors direkt kontrollieren, so daß es vermieden ist, daß der Akkumulator für Antriebskraft passiv warten sollte, bis die Leistung von dem elektrischen Motorsystem oder von dem Bremsrückspeisungssystem geregelt ist, und die Eingangsleistung oder die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft dadurch direkt begrenzt werden kann.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist eine Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung angegeben, umfassend:
    • – einen Ermittlungsmodul, der zur Ermittelung des maximalen Wertes der zulässigen Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft und zur Ermittelung des derzeitigen maximalen Wertes der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft dient;
    • – einen Beurteilungsmodul, der beurteilt, ob der Differenzwert zwischen der genannten Spannung und dem voreingestellten Schwellenwert der Überspannung größer als 0 ist;
    • – einen Behandlungsmodul, der den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus behandelt, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist;
    • – einen Kontrollmodul, der zur Ermittelung der ersten Leistung nach dem maximalen Wert der genannten Eingangsleistung und nach dem Behandlungsergebnis und zur Kontrolle des Drehmomentes des elektrischen Motors nach der ersten Leistung dient, um die Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  • Bei der Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft den voreingestellten Schwellenwert der Überspannung überschritten hat, kann die Spannung der einzelnen Zelle durch die Kontrolle von dem Behandlungsmodul und dem Kontrollmodul rasch unter den voreingestellten Schwellenwert der Überspannung herabgesetzt werden, so daß der Eingabe oder Ausgabe von dem Akkumulator für Antriebskraft mit kleinerer Leistung durchgeführt ist, die Veränderung des Stromes relativ stabil ist, und die annehmbare Kapazität der Aufladung des Akkumulators vollständig ausgenutzt ist, und das Betriebsleben des Akkumulators verlängert ist.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist ein Verfahren zum Schutz des Akkumulator für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel des dritten Aspektes der vorliegenden Erfindung angegeben, umfassend folgende Schritte:
    • – ermitteln den maximalen Wert der zulässigen Ausgangsleistung des Akkumulators, und ermitteln den derzeitigen minimalen Wert der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft;
    • – beurteilen, ob der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der Spannung größer als 0 ist;
    • – behandeln den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist;
    • – ermitteln die erste Leistung nach dem maximalen Wert der genannten Ausgangsleistung und nach dem genannten Behandelungsergebnis, und kontrollieren das Drehmoment des elektrischen Motors nach der ersten Leistung, um die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  • Bei dem Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die genannten Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft kleiner als der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung ist, kann die Spannung der einzelnen Zelle durch die Kontrolle nach PID-Kontrollalogorithmus rasch über den voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung erhöht werden, ist die Ausgabe von dem Akkumulator für Antriebskraft mit kleinerer Leistung durchgeführt, so daß die Veränderung des Stromes relativ stabil ist, und die Ausladungskapazität des Akkumulators vollständig ausgenutzt ist, und das Betriebsleben des Akkumulators verlängert ist. Gleichzeitig kann der Ausgang des Drehmomentes des elektrischen Motors von der Motorkontrolleinheit MCU des Autos direkt kontrolliert werden, so daß es vermieden ist, daß der Akkumulator für Antriebskraft nur passiv warten sollte, bis die Leistung von dem elektrischen Motorsystem oder dem Bremsrückweisungssystem geregelt ist, und so daß die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft direkt begrenzt werden kann.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist eine Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel des vierten Aspektes der vorliegenden Erfindung angegeben, umfassend:
    • – einen Ermittlungsmodul, der zur Ermittlung des maximalen Wertes der zulässigen Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft und zur Ermittelung des derzeitigen minimalen Wertes der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft dient;
    • – einen Beurteilungsmodul, der beurteilt, ob der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der genannten Spannung größer als 0 ist;
    • – einen Behandlungsmodul, der dazu dient, den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus zu behandeln, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist;
    • – einen Kontrollmodul, der dazu dient, die erste Leistung nach dem maximalen Wert der Ausgangsleistung und nach dem Behandelungsergebnis zu ermitteln, und das Drehmoment des elektrischen Motors nach der ersten Leistung zu kontrollieren, um die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  • Bei der Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die genannte Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft den voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung unterschritten hat, kann die Spannung der einzelnen Zelle von dem Behandlungsmodul und dem Kontrollmodul rasch über den Schwellenwert der Unterspannung erhöht werden, und ist der Ausgabe von dem Akkumulator für Antriebskraft mit kleinerer Leistung durchgeführt, so daß die Veränderung des Stromes relativ stabil ist, und die Ausladungskapazität des Akkumulators vollständig ausgenutzt ist, sowie das Betriebsleben verlängert ist.
  • Die zusätzlichen Aspekte und die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Darstellung teilweise angegeben, teilweise durch folgende Darstellung erkennbar gemacht, oder teilweise bei der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung erkannt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden die oben genannten und/oder zusätzlichen Aspekte und die Vorteile der vorliegenden Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen eingehend erläutert, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wobei
  • 1 Fließdiagramm des Verfahrens zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 PID-Kontrollalgorithmus nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt;
  • 3 Struktur der Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt;
  • 4 Fließdiagramm des Verfahrens zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 PID-Kontrollalgorithmus nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt, und
  • 6 Struktur der Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt.
  • Ausführungsform
  • Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich erläutert, die Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt, wobei die gleichen Bauteile oder die ähnlichen Bauteile oder die Bauteile mit gleicher oder ähnlicher Funktion von Anfang an bis zum Ende mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Die nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiele sind typische Beispiele, die nur zur Auslegung der vorliegenden Erfindung dienen und nicht als die Beschränkung des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung gelten. Umgekehrt, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung umfassen alle Änderungen, Abänderungen und Äquivalente, die in den von den Ansprüchen definierten Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
  • Bei der Darstellung der vorliegenden Erfindung sollte man verstehen, daß die Termen “erst” und “zweit ”nur zur Darstellung dienen, sie nicht als Zeigen oder Andeuten der relativen Wichtigkeit gelten sollten. Bei der Darstellung der vorliegenden Erfindung ist es erforderlich, zu erklären, daß die Termen “verbunden sein” und “verbinden” im weiteren Sinne verstanden werden sollten, beispielsweise können sie “fest verbinden”sein, können sie auch “lösbar verbinden”oder “einstückig verbinden” sein; können sie “mechanisch verbinden”sein; können sie auch “elektrotechnisch verbinden” sein, können sie “unmittelbar verbinden” sein, können sie auch “über ein dazwischen liegendes Mittel mittelbar verbinden” sein, außer wenn andere klare konkrete Definition oder Beschränkung vorgesehen ist. Der Durchschnittsfachmann in diesem Fachgebiet sollte nach dem konkreten Fall die konkrete Bedeutung der oben genannten Termen bei der vorliegenden Erfindung verstehen. Außerdem bedeutet “eine Mehrzahl” bei der Darstellung der vorliegenden Erfindung zwei oder mehr als zwei, außer wenn eine andere Erklärung vorgesehen ist.
  • Das Fließdiagramm oder der in irgend einer anderen Weise dargestellte Prozeß oder die in irgend einer anderen Weise dargestellte Methode kann man verstehen, daß ein oder mehrere Module, Bruchstücke oder Teile von Coden der ausführbaren Befehle zur Verwirklichung der speziellen Logikfunktion oder der Verfahrensschritte enthalten ist oder sind, und der Umfang der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weitere Verwirklichungen umfaßt, wobei sie nicht unbedingt in der dargestellten oder erläuterten Reihenfolge durchgeführt werden können, und die Funktionen im wesentlichen gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt sind. Dies ist dem Fachmann in diesem Fachgebiet verständlich.
  • Gegenüber den Problemen der Überspannung und Unterspannung des Akkumulators des Autos sind normalweise mehrere Maßnahmen von dem Batteriemanagementsystem BMS (Battery Management System) ergriffen, um die Überspannung und die Unterspannung der Batterie zu begrenzen, wobei eine gebräuchliche Methode die Einstellung des Schwellenwertes der Spannung ist, das Kontaktwerk direkt freigegeben ist, oder der Stromverbraucher (beispielsweise Antriebsmotor) angefordert ist, die Ausgangsleistung oder Eingangsleistung zu reduzieren, wenn die Spannung der Batterie den Schwellenwert überschritten hat.
  • Dabei ist der Schwellenwert der Spannung eingestellt, und ist das Kontaktwerk freigegeben, um die Batterie vor übermäßiger Aufladung oder vor übermäßiger Ausladung zu schützen, wenn die Spannung der Batterie den Schwllenwert der Spannung überschritten hat. Nehmen wir die Lithiummanganat-Batterie von der Lithiumionenbatterie-Serie als Beispiel. Wenn der Schwellenwert der Spannung der übermäßigen Aufladung von 4,2V eingestellt ist, wenn die Bremsrückspeisung von dem Auto ausgeführt ist oder die Aufladung durchgeführt ist, und wenn die Spannung der Batterie 4,2V überschritten hat und es einige Sekunden dauert, beurteilt das Batteriemanagesystem BMS, daß die übermäßige Aufladung der Batterie sofort auftreten wird. In diesem Fall ist die Freigabe des Hauptkontaktwerkes des positiven Pols und des negativen Pols von dem Batteriemanagesystem BMS ausgeführt, so daß der Aufladungskreis ausgeschaltet ist. Nachdem die Batterie den Aufladungsstrom verloren hat, verschwindet der kontinuierliche Polarisierungsfaktor, so daß die Spannung unter 4,2V zurück herabgesetzt ist. Dadurch ist der Schutz der Batterie vor der übermäßigen Aufladung erreicht.
  • Aber weist die Methode der Freigabe des Kontaktwerkes des positiven und negativen Pols offensichtliche Nachteile auf. Für elektrische Autos, insbesondere für die Autos mit rein elektrischem Modus, wenn der Hochspannungskreis ausgeschaltet ist, bedeutet es, daß die Stromversorgung des Antriebssystems ausgeschaltet ist, so daß das Auto die Antriebskraft verliert, und das Auto außer Kontrolle gerät und die Gefahr verursacht ist. Wenn die Zellengruppe bei der Durchführung der Bremsrückspeisung ausgeschaltet ist, ist die Zelle vor übermäßiger Aufladung gut geschützt. Da der Antriebsmotor aber immer in der Drehung mit hoher Geschwindigkeit bleibt, wenn die Zelle für den Laststrom ausgeschaltet ist, wird die Spannung beim Leerlauf erhöht. In diesem Fall ist es möglich, das spannungsbeständige Bereich der elektrotechnischen Hochspannungsbauteile zu überschreiten. Daher dient solche Methode nur zur dringenden Behandlung, wenn ein lebensgefährlicher Defekt auftritt.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist der Schwellenwert der Spannung eingestellt. Wenn die Spannung der Zelle den Schwellenwert der Spannung überschritten hat, ist es erforderlich, die Nutzleistung des Stromverbrauchers oder die Versorgungsleistung des Stromversorgungsbauteiles zu reduzieren, um die Zelle vor übermäßiger Aufladung oder vor übermäßiger Ausladung zu schützen. Konkret gesagt, bei der Durchführung der Aufladung oder bei der Fahrt des elektrischen Autos berechnet das Batteriemanagementsystem BMS im voraus nach den Faktoren, wie dem gegenwärtigen Zustand der Ladung SOC (State of Charge) und der Temperatur, usw. die maximale Leistung, die von dem Batteriesystem ertragen oder abgegeben werden kann, und sendet die maximale Leistung über CAN (Controller Area Network) in Realzeit an das Fahrzeugmanagementsystem VMS (Vehicle Management System) oder an das Aufladegerät. Hiermit werden wir immer noch die Lithiummanganatebatterie-Serie zum Schutz der Batterie vor übermäßiger Aufladung als Beispiel nehmen, der Schwellenwert der Spannung der übermäßigen Aufladung von 4,2V ist eingestellt, bei der Ausführung der Bremserückspeisung oder bei der Durchführung der Aufladung, wenn sich die Spannung der Batterie 4,2V nähert, sendet das Batteriemanagementsystem BMS nach dem Maß der Überspannung die mit Verminderungsfaktor multiplizierte maximaler Arbeitsleistung an das Fahrzeugmanagementsystem VMS (Vehicle Management System) oder an das Aufladegerät. Wenn die Spannung der Batterie 4,2V erreicht, ist der Verminderungsfaktor 0. Wenn das Fahrzeugmanagementsystem VMS oder das Aufladegerät nach der von dem Batteriemanagementsystem BMS gesandten maximalen Leistung die Abgabe durchführt, wird die Leistung der praktischen Aufladung oder Ausladung der Batterie um 0 vermindert, so daß die Batterie vor der Überspannung geschützt ist. Nehmen wir folgendes als Beispiel: die mit Verminderungsfaktor multiplizierte maximale Arbeitsleistung ist: Pmax = K × f(SOC∙T), wobei der Zustand der Ladung der Batterie mit SOC bezeichnet ist, die Temperatur der Batterie mit T bezeichnet ist, und der Verminderungsfaktor mit K bezeichnet ist, das Bereich von K-Wert ist in Tabeelle 1 gezeigt (Der K-Wert in Tabelle 1 dient nur als Beispiel). Tabelle 1
    Maximale Spannung der einzelnen Zelle/V K
    4.1 1
    4.15 0.5
    4.2 0
  • Bei solcher Methode ist der Zustand der Überspannung oder der Unterspannung geprüft, ist eine Interpolation durchgeführt, und ist eine verminderte Leistung berechnet. Diese Methode weist Nachteile auf. Da der Verminderungsfaktor direkt entsprechend einem einmaligen Probeentnahmewert der höchsten oder nierigsten Spannung der enzelnen Zelle ermittelt ist, verändert sich der Strom bei der Fahrt des elektrischen Autos wegen vielseitiger Änderung der Fahrbahndecke, so daß die Veränderung der höchsten oder niedrigsten Spannung der einzelnen Zelle auch sehr stark ist. Dadurch ist die maximale Nutzleistung, die abschließend von dem Batteriemagementsystem BMS an das Fahrzeugmanagementsystem VMS oder an das Aufladegerät gesandt ist, auch sehr stark verändert, und so daß die Kontrolle des elektrischen Autos leicht zum Schütteln führt, und die Stabilität und der Komfort dadurch nachteilig beeinflußt sind.
  • Um die oben genannten Probleme zu lösen, sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft bei der vorliegenden Erfindung angegeben.
  • Nachfolgend werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft an Hand einiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen eingehend erläutert.
  • In 1 ist ein Fließdiagramm des Verfahrens zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft dargestellt. Durch dieses Verfahren ist der Akkumulator für Antriebskraft vor Überspannung geschützt. Wie in 1 dargestellt, umfaßt das Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft folgende Schritte:
    S101, ermitteln den maximalen Wert der zulässigen Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft, und ermitteln den maximalen Wert der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft.
  • Konkret gesagt, kann der maximale Wert Pmax der zulässigen Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft aus der Tabelle für SOC des Akkumulators für Antriebskraft, Temperatur, usw. herangezogen werden. Die Spannung der einzelenen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft ist in Realzeit geprüft, und der maximale Wert Vtmax der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators ist ermittelt.
  • S102, beurteilen, ob der Differenzwert zwischen dem maximalen Wert der Spannung und dem voreingestellten Schwellenwert der Überspannung größer als 0 ist.
  • Konkret gesagt, wenn die Spannung irgend einer Zelle des Akkumulators für Antriebskraft größer als der voreingestellte Schwellenwert der Überspannung ist, bedeutet es, daß eine Überspannung bei dieser Zelle auftritt.
  • S103, behandeln den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist.
  • Konkret gesagt, wenn der Differenzwert zwischen der Spannung irgend einer Zelle des Akkumulators für Antriebskraft und dem voreingestellten Schwellenwert der Überspannung größer als 0 ist, bedeutet es, daß eine Überspannung bei dieser Zelle auftritt. In diesem Fall ist es erforderlich, die Spannung dieser Zelle zu regeln. Weiter konkret gesagt, wird der Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus behandelt, um das Ergebnis S der Behandlung zu ermitteln. In 2 ist PID-Kontrollalgorithmus nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Das in 2 dargestellte Hochspannungssystem umfaßt ein elektrisches Antriebssystem, ein Aufladungssystem und einen Akkumulator für Antriebskraft von dem Auto.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Proportionsoperation nach der folgenden Formel durchgeführt:
    Figure DE102014115427A1_0002
    wobei Vtmax ist der maximale Wert der Spannung,
    Vmax ist der voreingestellte Schwellenwert der Überspannung,
    et ist der Diffenzwert zwischen dem maximalen Wert der Spannung und dem voreingestellten Schwellenwert der Überspannung, nämlich et = Vtmax – Vmax,
    Kp ist eine Konstante.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Integrationsoperation nach der folgenden Formel durchgeführt:
    Figure DE102014115427A1_0003
    wobei Vtmax ist der maximale Wert der Spannung,
    Vmax ist der voreingestellte Schwellenwert der Überspannung,
    et ist der Differenzwert zwischen dem maximalen Wert der Spannung und dem Schwellenwert der Überspannung, nämlich et = Vtmax – Vmax,
    Ki ist eine Konstante,
    t1 ist der Zeitpunkt, wenn Vtmax erhöht ist und ≥ Vtmax ist,
    t2 ist der Zeitpunkt, wenn Vtmax reduziert ist und ≤ Vmax ist.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Differentialoperation nach der folgenden Formel durchgeführt:
    Figure DE102014115427A1_0004
    wobei Vtmax ist der maximale Wert der Spannung,
    Vmax ist der voreingestellte Schwellenwert der Überspannung,
    et ist der Differenzwert zwischen dem maximalen Wert der Spannung und dem Schwellenwert der Überspannung, nämlich et = Vtmax – Vmax,
    Kd ist eine Konstante.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der genannte Differenzwert behandelt, wobei eine oder mehrere von Proportionsoperation, Integrationsoperation und die Diffentialoperation angewendet werden kann oder können. Bezüglich des Behandelungsergebnises gibt es auch mehrere entsprechende Möglichkeiten. Beispielsweise ist der genannte Differenzwert behandelt, wobei die Proportionsoperation, Integrationsoperation und die Diffentialoperation zum Beispiel angewendet sind, das Behandlungsergebnis ist S = P + I + D.
  • S104, ermitteln die erste Leistung nach dem maximalen Wert der Eingangsleistung und nach dem Behandlungsergebinis, und kontrollieren das Drehmoment des elektrischen Motors nach der ersten Leistung, um die Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  • Konkret gesagt, ist die erste Leistung P'max nach dem maximalen Wert der Eingangsleistung Pmax und nach dem Behandlungsergebinis S ermittelt. Beispielsweise sind die Proportionsoperation, Integrationsoperation und die Diffentialoperation immer noch angewendet, nachdem die Behandelung nach PID-Kontrollalogorithmus durchgeführt worden ist, ist die zulässige maximale Eingangsleistung (die erste Leistung) des Akkumulators für Antriebskraft nach der folgenden Formel (4) ermittelt:
    Figure DE102014115427A1_0005
  • Weiter konkret gesagt, wenn die Spannung irgend einer Zelle des Akkumulators für Antriebskraft größer als der voreingestellte Schwellenwert ist, sind das Maß und die Geschwindigkeit der Regelung von Vtmax nach unten durch PID-Alogorithmus nach
  • der Größe des Differenzwertes zwischen Vtmax und Vmax (wenn Vtmax > Vmax) und nach der Zeitdauer unterschiedlich. Beispielsweise, wenn Vtmax kurzzeitlich in großem Maße Vmax überschritten hat, da die Geschwindigkeit und das Maß der Veränderung relativ größer sind, ist der in S von Termen P und D besitzte Verhältnisteil relativ größer; wenn Vtmax langzeitlich in kleinem Maße Vmax überschritten hat, ist der in S von Term I besitzte Verhältnisteil relative größer; in anderen Fällen ist der von Term P, I oder D besitzte Verhältnisteil unterschiedlich. Hiermit wird es nicht mehr eingehend erläutert.
  • Das Verfahren zum Schtz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann von dem Batteriemanagementsystem BMS des Autos ausgeführt werden, kann auch von dem Fahrzeugmanagementsystem VMS und dem Motorkontrolleinheit MCU des Autos ausgeführt werden. Wenn das Verfahren von dem Batteriemanagementsystem BMS ausgeführt ist, sendet das Batteriemanagementsystem BMS P'max an das Fahrzeugmanagementsystem VMS und an die Motorkontrollenheit MCU, die Motorkontrolleinheit MCU leitet nach P'max den Ausgang des Drehmomentes des elektrischen Motors, um die Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren, so daß die Spannung des Akkumulators für Antriebskraft unter den voreingestellten Schwellenwert geregelt ist. Konkret gesagt, wenn die Bremsrückspeisung beispielsweise von dem Auto durchgeführt ist, kann die Motorkontrolleinheit MCU nach P'max die Größe des Bremsrückspeisungsstromes (nämlich Strom zur Aufladung des Akkumulators für Antriebskraft bei der Durchführung der Bremsrückspeisung) kontrollieren, so daß die Spannung des Akkumulators für Antriebskraft unter den voreingestellten Schwellenwert der Überspannung geregelt ist. Wenn das Verfahren von dem Fahrzeugmanagementsystem VMS und von der Motorkontrolleinheit MCU ausgeführt ist, sind von dem Batteriemanagementsystem BMS gesandte Pmax, Vtmax, Vmax von dem Fahrzeugmanagementsystem VMS und von der Motorkontrolleinheit MCU empfangen, und ist P'max berechnet, um den Ausgang des Drehmomentes des elektrischen Motors zu leiten, so daß das Ziel erreicht ist, die Spannung des Akkumulators für Antriebskraft unter den Schwellenwert der Überspannung zu regeln, und die Verletzung des Akkumulators für Antriebskraft wegen der Überspannung reduziert ist, und das Betriebsleben des Akkumulators für Antriebskraft verlängert ist.
  • Bei dem Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft den voreingestellten Schwellenwert der Überspannung überschritten hat, kann die Spannung der einzelnen Zelle durch die Kontrolle nach PID-Kontrollalogorithmus rasch unter den voreingestellten Schwellenwert der Überspannung herabgesetzt werden, ist der Eingabe oder Ausgabe von dem Akkumulator für Antriebskraft mit kleinerer Leistung durchgeführt, so daß die Veränderung des Stromes relativ stabil ist, und die annehmbare Kapazität der Aufladung des Akkumulators vollständig ausgenutzt ist, und das Betriebsleben des Akkumulators verlängert ist. Gleichzeitig kann die Motorkontrolleinheit MCU des Autos bei der Ausführung des Verfahrens den Ausgang des Drehmomentes des elektrischen Motors direkt kontrollieren, so daß es vermieden ist, daß der Akkumulator für Antriebskraft nur passiv warten sollte, bis die Leistung von dem elektrischen Motorsystem oder von dem Bremsrückspeisungssystem geregelt ist, und so daß die Eingangsleistung oder die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft begrenzt werden kann.
  • In 3 ist die Gestaltung der Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt.
  • Wie in 3 dargestellt, umfaßt die Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft einen Ermittelungsmodul 100, einen Beurteilungsmodul 200, einen Behandlungsmodul 300 und einen Kontrollmodul 400.
  • Dabei dient der Ermittlungsmodul 100 zur Ermittlung des maximalen Wertes der zulässigen Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft und zur Ermittelung des derzeitigen maximalen Wertes der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft.
  • Konkret gesagt, ist der maximale Wert Pmax der zulässigen Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft von dem Ermittelungsmodul 100 aus der Tabelle für SOC des Akkumulators für Antriebskraft, Temperatur, usw. herangezogen, und ist der maximale Wert Vtmax der Spannung aller einzelnen Zellen des Akkumulators ermittelt.
  • Der Beurteilungsmodul 200 beurteilt, ob der Differenzwert zwischen dem maximalen Wert der Spannung und dem voreingestellten Schwellenwert der Überspannung größer als 0 ist.
  • Konkret gesagt, wenn die Spannung irgend einer Zelle des Akkumulators für Antriebskraft größer als der voreingestellte Schwellenwert der Überspannung ist, bedeutet es, daß eine Überspannung bei dieser Zelle auftritt.
  • Der Behandlungsmodul 300 dient dazu, den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus zu behandeln, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist.
  • Konkret gesagt, wenn der Differenzwert zwischen der Spannung irgend einer Zelle des Akkumulators für Antriebskraft und dem voreingestellten Schwellenwert der Überspannung größer als 0 ist, bedeutet es, daß eine Überspannung bei dieser Zelle auftritt. In diesem Fall ist es erforderlich, die Spannung dieser Zelle zu regeln. Weiter konkret gesagt, wird der Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus behandelt, um das Ergebnis S der Behandlung zu ermitteln.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Proportionsoperation nach der Formel (1) durchgeführt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Integrationsoperation nach der Formel (2) durchgeführt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Differnetialoperation nach der Formel (3) durchgeführt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der genannte Differenzwert behandelt, wobei eine oder mehrere von Proportionsoperation, Integrationsoperation und die Diffentialoperation angewendet werden kann oder können. Bezüglich des Behandlungsergebnises gibt es auch mehrere entsprechende Möglichkeiten. Beispielsweise ist der genannte Differenzwert behandelt, wobei die Proportionsoperation, Integrationsoperation und die Diffentialoperation angewendet sind, das Behandelungsergebnis ist S = P + I + D.
  • Der Kontrollmodul 400 dient zur Ermittelung der ersten Leistung nach dem maximalen Wert der genannten Eingangsspannung und dem genannten Behandlungsergebnis, und zur Kontrolle des Drehmomentes des elektrischen Motors nach der ersten Leistung, um die Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  • Konkret gesagt, ist die erste Leistung P'max von dem Kontrollmodul 400 nach dem maximalen Wert der Eingangsleistung Pmax und dem Behandlungsergebinis S ermittelt. Beispielsweise sind die Proportionsoperation, die Integrationsoperation und die Diffentialoperation für den genannten Differenzwert immer noch angewendet, nach der Behandelung von dem Behandlungsmodul 300 ist die zulässige maximale Leistung (die erste Leistung) P'max nach der Formel (4) ermittelt.
  • Weiter konkret gesagt, wenn die Spannung irgend einer Zelle des Akkumulators für Antriebskraft größer als der voreingestellte Schwellenwert der Überspannung ist, sind das Maß und die Geschwindigkeit der Regelung von Vtmax nach unten durch
  • den Behandlungsmodul 300 nach der Größe des Differenzwertes zwischen Vtmax und Vmax (wenn Vtmax > Vmax) und nach der Zeitdauer unterschiedlich. Beispielsweise, wenn Vtmax kurzzeitlich in großem Maße Vmax überschritten hat, da die Geschwindigkeit und das Maß der Veränderung relativ größer sind, ist der in S von Termen P und D besitzte Verhältnisteil relativ größer; wenn Vtmax langzeitlich in kleinem Maße Vmax überschritten hat, ist der in S von Term I besitzte Verhältnisteil relativ größer; in anderen Fällen ist der von Term P, I oder D besitzte Verhältnisteil unterschiedlich. Hiermit wird es nicht mehr eingehend erläutert.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Kontrollmodul 400 den Ausgang des Drehmomentes des elektrischen Motors leiten, so daß das Ziel erreicht ist, die Spannung des Akkumulators für Antriebskraft unter den Schwellenwert der Überspannung zu regeln, und die Verletzung des Akkumulators für Antriebskraft wegen der Überspannung reduziert ist, und das Betriebsleben des Akkumulators für Antriebskraft verlängert ist.
  • Konkret gesagt, kann die Motorkontrolleinheit MCU beispielsweise nach P'max die Größe des Bremsrückspeisungsstromes (nämlich Strom zur Aufladung des Akkumulators für Antriebskraft bei der Durchführung der Bremsrückspeisung) kontrollieren, so daß die Spannung des Akkumulators für Antriebskraft unter den voreingestellten Schwellenwert der Überspannung geregelt ist.
  • Bei der Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft den voreingestellten Schwellenwert der Überspannung überschritten hat, ist die Spannung der einzelnen Zelle durch die Kontrolle von dem Behandlungsmodul und dem Kontrollmodul rasch unter den voreingestellten Schwellenwert der Überspannung herabgesetzt, und ist die Eingabe oder Ausgabe von dem Akkumulator für Antriebskraft mit kleinerer Leistung durchgeführt, so daß die Veränderung des Stromes relativ stabil ist, und die annehmbare Kapazität der Aufladung des Akkumulators vollständig ausgenutzt ist, und das Betriebsleben des Akkumulators verlängert ist.
  • In 4 ist ein Fließdiagramm des Verfahrens zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieses Verfahren dient zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft vor der Unterspannung. Wie in 4 dargestellt, umfaßt das Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft folgende Schritte:
    S201, ermitteln den maximalen Wert der zulassigen Ausgangsleistung des Akkumulators, und ermitteln den derzeitigen minimalen Wert der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft.
  • Konkret gesagt, kann der maximale Wert Pmax der zulässigen Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft aus der Tabelle für SOC des Akkumulators für Antriebskraft, Temperatur, usw. herangezogen werden. Die Spannung der einzelenen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft ist in Realzeit geprüft, und der minimale Wert Vtmin der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators ist ermittelt.
  • S202, beurteilen, ob der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der Spannung größer als 0 ist.
  • Konkret gesagt, wenn die Spannung irgend einer Zelle des Akkumulators für Antriebskraft kleiner als der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung ist, bedeutet es, daß eine Unterspannung bei dieser Zelle auftritt.
  • S203, behandeln den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist.
  • Konkret gesagt, wenn die Spannung irgend einer Zelle des Akkumulators für Antriebskraft kleiner als der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung ist, bedeutet es, daß eine Unterspannung bei dieser Zelle auftritt. In diesem Fall ist es erforderlich, die Spannung dieser Zelle zu regeln. Weiter konkret gesagt, wird der Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus behandelt, um das Ergebnis S der Behandlung zu ermitteln. In 4 ist der PID-Kontrollalgorithmus nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Das in 5 dargestellte Hochdspannungssystem umfaßt ein elektrisches Antriebssystem, ein Aufladungssystem und einen Akkumulator für Antriebskraft von dem Auto.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Proportionsoperation nach der folgenden Formel durchgeführt:
    Figure DE102014115427A1_0006
    wobei Vtmin ist der minimale Wert der Spannung,
    Vmin ist der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung,
    et ist der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der Spannung, nämlich et = Vmin – Vtmin,
    Kp ist eine Konstante.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Integrationsoperation nach der folgenden Formel durchgeführt:
    Figure DE102014115427A1_0007
    wobei Vtmin ist der minimale Wert der Spannung,
    Vmin ist der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung,
    et ist der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der Spannung, nämlich et = Vmin – Vtmin,
    Ki ist eine Konstante,
    t1 ist Zeitpunkt, wenn Vtmin herabgesetzt ist und ≤ Vmin ist,
    t2 ist Zeitpunkt, wenn Vtmin erhöht ist und ≥ Vmin ist.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Differentialoperation nach der folgenden Formel durchgeführt:
    Figure DE102014115427A1_0008
    wobei Vtmin ist der minimale Wert der Spannung,
    Vmin ist der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung,
    et ist der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der Spannung, nämlich et = Vmin – Vtmin,
    Kd ist eine Konstante.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der genannte Differenzwert behandelt, wobei eine oder mehrere von Proportionsoperation, Integrationsoperation und die Diffentialoperation angewendet werden kann oder können. Bezüglich des Behandelungsergebnises S gibt es auch mehrere entsprechende Möglichkeiten. Beispielsweise ist der genannte Differenzwert behandelt, wobei die Proportionsoperation, Integrationsoperation und die Diffentialoperation angewendet sind, das Behandelungsergebnis ist S = P + I + D.
  • S204, ermitteln die erste Leistung nach dem maximalen Wert der Ausgangsspannung und dem Behandlungsergebnis, und kontrollieren das Drehmoment des elektrischen Motors nach der ersten Leistung, um die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  • Konkret gesagt, ist die erste Leistung P'max nach dem maximalen Wert der Ausgangsleistung Pmax und nach dem Behandelungsergebinis S ermittelt. Beispielsweise sind die Proportionsoperation, die Integrationsoperation und die Diffentialoperation für den Differenzwert immer noch angewendet, nachdem der Differenzwert nach dem PID-Kontrollalogorithmus behandelt worden ist, ist die zulässige maximale Ausgangsleistung (die erste Leistung) des Akkumulators für Antriebskraft nach der folgenden Formel (8) ermittelt:
    Figure DE102014115427A1_0009
  • Das Verfahren zum Schtz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann von dem Batteriemanagesystem BMS des Autos ausgeführt werden, kann auch von dem Fahrzeugmanagementsystem VMS und der Motorkontrolleinheit MCU des Autos ausgeführt werden. Wenn das Verfahren von Batteriemanagementsystem BMS ausgeführt ist, sendet das Batteriemanagementsystem BMS P'max an das Fahrzeugmanagementsystem VMS und an die Motorkontrolleinheit MCU, die Motorkontrolleinheit MCU leitet nach P'max den Ausgang des Drehmomentes des elektrischen Motors, um die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren, so daß die Spannung des Akkumulators für Antriebskraft über den voreingestellten Schwellenwert geregelt ist. Wenn das Verfahren von dem Fahrzeugmanagesystem VMS und von der Motorkontrolleinheit MCU ausgeführt ist, sind von dem Batteriemanagementsystem BMS gesandte Pmax, Vtmax, Vmax von dem Fahrzeugmanagesystem VMS oder von der Motorkontrolleinheit MCU empfangen, und ist Pmax ' berechnet, um den Ausgang des Drehmomentes des elektrischen Motors zu leiten. Beispielsweise durch die Regelung des Ausgangs des Drehmomentes des elektrischen Motors ist der Ausgabe von dem Akkumulator für Antriebskraft mit kleinerer Leistung und kleinerem Strom durchgeführt, so daß die Spannung des Akkumulators für Antriebskraft über den Schwellenwert der Unterspannung geregelt ist, und die Verletzung des Akkumulators für Antriebskraft wegen der Unterspannung reduziert ist, und das Betriebsleben des Akkumulators für Antriebskraft verlängert ist.
  • Bei dem Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft den voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung unterschritten hat, kann die Spannung der einzelnen Zelle durch die Kontrolle nach dem PID-Kontrollalogorithmus rasch über den voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung erhöht werden, ist der Ausgabe von dem Akkumulator für Antriebskraft mit kleinerer Leistung durchgeführt, so daß die Veränderung des Stromes relativ stabil ist, und die Ausladungskapazität der Zelle vollständig ausgenutzt ist, und das Betriebsleben des Akkumulators verlängert ist. Gleichzeitig kann Motorkontrolleinheit MCU des Autos bei der Ausführung des Verfahrens den Ausgang des Drehmomentes des elektrischen Motors direkt kontrollieren, und ist es vermieden, daß der Akkumulator für Antriebskraft nur passiv warten sollte, bis die Leistung von dem elektrischen Motorsystem oder von dem Bremsrückspeisungsystem geregelt ist, und so daß die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft direkt begrenzt werden kann.
  • Bei dem Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Schutz des Akkumulators für Antriebskraft vor der Überspannung und der Unterspannung durch die Kontrolle der praktischen Ein- und Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft erreicht. Da zusätzlich die Parameter, wie der maximale zulässige Ein- und Ausgangsstrom, das zulässige maximale Drehmoment des elektrischen Motors, die Beschleunigungsanforderung, usw. für die Ein- und Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft direkt relevant sind, gilt das Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auch für die Parameter, wie den maximalen zulässigen Ein- und Ausgangsstrom, das zulässige maximale Drehmoment des elektrischen Motors, die Beschleunigungsanforderung, usw., anstelle der zulässigen Ein- und Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft. Außerfem, wenn es beurteilt ist, ob die Überspannung oder die Unterspannung bei dem Akkumulator für Antriebskraft auftritt, kann die Spannung der einzelnen Zelle bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auch durch die Gesamtspannung des Akkumulators für Antriebskraft ersetzt werden.
  • In 6 ist die Struktur der Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt.
  • Wie in 6 dargestellt, umfaßt die Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Ermittlungsmodul 500, einen Beurteilungsmodul 600, einen Behandlungsmodul 700 und einen Kontrollmodul 800.
  • Dabei dient der Ermittlungsmodul 500 zur Ermittlung des zulässigen maximalen Wertes der Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft und zur Ermittelung des derzeitigen minimalen Wertes der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft.
  • Konkret gesagt, ist der maximale Wert Pmax der zulässigen Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft von dem Ermittelungsmodul 500 aus der Tabelle für SOC des Akkumulators für Antriebskraft, Temperatur, usw. herangezogen. Die Spannung der einzelnen Zellen des Akkumulators für Antriebskraft ist von dem Ermittlungsmodul 500 in Realzeit geprüft, um den minimalen Wert Vtmin der Spannung der einzelnen Zellen zu ermitteln.
  • Der Beurteilungsmodul 600 beurteilt, ob der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der Spannung größer als 0 ist.
  • Konkret gesagt, wenn die Spannung irgend einer Zelle des Akkumulators für Antriebskraft kleiner als der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung ist, bedeutet es, daß eine Unterspannung bei dieser Zelle auftritt.
  • Der Behandlungsmodul 700 dient dazu, den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus zu behandeln, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist.
  • Konkret gesagt, wenn die Spannung irgend einer Zelle des Akkumulators für Antriebskraft kleiner als der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung ist, bedeutet es, daß eine Unterspannung bei dieser Zelle auftritt. In diesem Fall ist es erforderlich, die Spannung dieser Zelle zu regeln. Weiter konkret gesagt, wird der Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus behandelt, um das Ergebnis S der Behandlung zu ermitteln.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Proportionsoperation nach der Formel (5) durchgeführt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Integrationsoperation nach der Formel (6) durchgeführt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Differnetialoperation nach der Formel (7) durchgeführt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der genannte Differenzwert behandelt, wobei eine oder mehrere von Proportionsoperation, Integrationsoperation und die Diffentialoperation angewendet werden kann oder können. Der genannte Differenzwert ist wie zum Beispiel durch die Proportionsoperation, die Integrationsoperation und die Diffentialoperation behandelt, um das Behandlungsergebnis zu ermitteln, wobei das Behandlungsergebnis S = P + I + D ist.
  • Der Kontrollmodul 800 dient zur Ermittelung der ersten Leistung nach dem maximalen Wert der Ausgangsleistung und nach dem Behandlungsergebnis, und zur Kontrolle des Drehmomentes des elektrischen Motors nach der ersten Leistung, um die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  • Konkret gesagt, ist die erste Leistung P'max von dem Kontrollmodul 800 nach dem maximalen Wert der Ausgangsleistung Pmax und dem Behandlungsergebinis S ermittelt. Beispielsweise sind die Proportionsoperation, die Integrationsoperation und die Diffentialoperation immer noch für den Differenzwert angewendet, nachdem der Differnzwert von dem Behandlungsmodul 300 behandelt worden ist, ist die zulässige maximale Leistung (die erste Leistung) P'max nach der folgenden Formel (8) ermittelt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Kontrollmodul 800 nach P'max den Ausgang des Drehmomentes des elektrischen Motors leiten, so daß die Ausgabe von dem Akkumulator für Antriebskraft mit kleinerer Leistung und mit kleinerem Strom durchgeführt werden kann, und so daß die Spannung über den voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung geregelt ist, um die Verletzung des Akkumulators für Antriebskraft wegen der Unterspannung zu reduzieren, sogar zu vermeiden, und das Betriebsleben des Akkumulators für Antriebskraft dadurch zu verlängern.
  • Bei der Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die Spannung der einzelnen Zellen des Akkumulators für Antriebskraft den voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung unterschritten hat, kann die Spannung der einzelnen Zellen des Akkumulators für Antriebskraft von dem Behandlungsmodul und dem Kontrollmodul rasch über den voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung erhöht werden, wobei die Ausgabe von dem Akkumulator für Antriebskraft mit kleinerer Leistung durchgeführt ist, die Veränderung des Stromes relativ stabil ist, und die Ausladungskapazität des Akkumulators vollständig ausgenutzt ist, so daß das Betriebsleben des Akkumulators verlängert ist.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Auto angegeben, das eine Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach dem oben genannten Ausführungsbeispiel umfaßt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein lesbares Speichermedium von Computer angegeben, umfassend einen von Computer ausführbaren Befehl, wobei das Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft durchgeführt ist, wenn der Befehl ausgeführt ist.
  • Man sollte verstehen, daß jeder Teil der vorliegenden Erfindung durch die Hardware, die Software, die Firmware oder ihre Kombination verwirklicht werden kann. Bei den oben genannten Ausführungsformen können mehrere Schritte oder Verfahren in dem Speicher gespeichert werden und können von von dem entsprechenden Befehlsausführungssystem ausführbaren Software oder Firmware verwirklicht werden. Zum Beispiel, wenn mehrere Schritte und Verfahren mit der Hardware verwirklicht sind, ganz gleich wie bei dem anderen Ausführungsbeispiel, können sie mit irgend einem Term oder ihrer Kombination von den in dem vorliegenden Fachgebiet bekannten folgenden Techniken verwirklicht werden: diskrete Logikschaltung mit der logischen Verknüpfung zur Verwirklichung der Logikfunktion für Datensignal, spezielle integrierte Schaltung mit entsprechender Kombination der logischen Verknüpfungen, programmierbares Gate-Array (PGA) feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), usw..
  • Bei der Darstellung der vorliegenden Beschreibung bezieht sich die Erläuterung der Termen “ein Ausführungsbeispiel”, “einige Ausführungsbeispiele”, “typisches Beispiel”, “konkretes typisches Beispiel”oder “einige typische Beispiele” auf in Verbindung mit diesem Ausführungsbeispiel oder diesem typischen Beispiel dargestellte konkrete Merkmale, Struktur, Stoffe oder Vorteile, die mindestens in einem Ausführungsbeispiel oder in einem typischen Beispiel der vorliegenden Erfindung enthalten sind. Bei der vorliegenden Beschreibung bezieht sich die schematische Erläuterung der oben genannten Termen nicht unbedingt auf ein selbes Ausführungsbeispiel oder ein selbes typisches Beispiel. Außerdem können die dargestellten konkreten Merkmale, Struktur, Stoffe oder Vorteile in einem beliebigen Ausführungsbeispiel oder typischen Beispiel oder in mehreren Ausführungsbeispielen oder typischen Beispielen in entsprechender Weise kombiniert werden.
  • Obwohl die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung oben schon gezeigt und erläutert sind, kann der Durchschnittsfachmann in diesem Fachgebiet verstehen, daß die oben genannten Ausführungsbeispiele im Rahmen des Prinzipes und der Zielsetzung der vorliegenden Erfindung geändert, abgeändert, ausgetauscht und modifiziert werden können. Der Schutzbereich ist von den Ansprüchen und ihren äquivalenten definiert.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte umfaßt: – ermitteln den maximalen Wert der zulässigen Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft und ermitteln den maximalen Wert der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft; – beurteilen, ob der Differenzwert zwischen dem maximalen Wert der Spannung und dem voreingestellten Schwellenwert der Überspannung größer als 0 ist; – behandeln den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist, und – ermitteln die erste Leistung nach dem maximalen Wert der Eingangsleistung und dem Behandlungsergebnis, und kontrollieren das Drehmoment des elektrischen Motors nach der ersten Leistung, um die Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Proportionsoperation von dem PID-Kontrollalogorithmus nach der folgenden Formel durchgeführt ist:
    Figure DE102014115427A1_0010
    wobei Vtmax ist der maximale Wert der genannten Spannung, Vmax ist der voreingestellte Schwellenwert der Überspannung, et ist der Diffenzwert zwischen dem maximalen Wert der genannten Spannung und dem voreingestellten Schwellenwert der genannten Überspannung, nämlich et = Vtmax – Vmax, Kp ist eine Konstante.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsoperation von dem PID-Kontrollalogorithmus nach der folgenden Formel durchgeführt ist:
    Figure DE102014115427A1_0011
    wobei Vtmax ist der maximale Wert der genannten Spannung, Vmax ist der voreingestellte Schwellenwert der genannten Überspannung, et ist der Differenzwert zwischen dem maximalen Wert der genannten Spannung und dem Schwellenwert der genannten Überspannung, nämlich et = Vtmax – Vmax, Ki ist eine Konstante, t1 ist der Zeitpunkt, wenn Vtmax erhöht ist und ≥ Vmax ist, t2 ist der Zeitpunkt, wenn Vtmax reduziert ist und ≤ Vmax ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialsoperation von PID-Kontrollalogorithmus nach der folgenden Formel durchgeführt ist:
    Figure DE102014115427A1_0012
    wobei Vtmax ist der maximale Wert der genannten Spannung, Vmax ist der voreingestellte Schwellenwert der genannten Überspannung, et ist der Differenzwert zwischen dem maximalen Wert der genannten Spannung und dem Schwellenwert der genannten Überspannung, nämlich et = Vtmax – Vmax, Kd ist eine Konstante.
  5. Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung umfaßt: – einen Ermittelungsmodul (100), der zur Ermittlung des maximalen Wertes der zulässigen Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft und zur Ermittelung des derzeitigen maximalen Wertes der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft dient; – einen Beurteilungsmodul (200), der beurteilt, ob der Differenzwert zwischen dem maximalen Wert der genannten Spannung und dem voreingestellten Schwellenwert der Überspannung größer als 0 ist; – einen Behandlungsmodul (300), der dazu dient, den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus zu behandeln, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist; und – einen Kontrollmodul (400), der das Drehmoment des elektrischen Motors nach der ersten Leistung kontrolliert, um die Eingangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  6. Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte umfaßt: – ermitteln den maximalen Wert der zulässigen Ausgangsleistung des Akkumulators, und ermitteln den derzeitigen minimalen Wert der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft; – beurteilen, ob der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der genannten Spannung größer als 0 ist; – behandeln den genannten Differenzwert nach dem PID-Alogorithmust, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differnzwert größer als 0 ist; – ermitteln die erste Leistung nach dem maximalen Wert der genannten Ausgangsleistung und dem Behandlungsergebnis, und kontrollieren das Drehmoment des elektrischen Motors nach der ersten Leistung, um die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Proportionsoperation von PID-Kontrollalogorithmus nach der folgenden Formel durchgeführt:
    Figure DE102014115427A1_0013
    wobei Vtmin ist der minimale Wert der genannten Spannung, Vmin ist der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung, et ist der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der genannten Spannung, nämlich et = Vmin – Vtmin, Kp ist eine Konstante.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsoperation von PID-Kontrollalogorithmus nach der folgenden Formel durchgeführt:
    Figure DE102014115427A1_0014
    wobei Vtmin ist der minimale Wert der genannten Spannung, Vmin ist der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung, et ist der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der genannten Spannung, nämlich et = Vmin – Vtmin, Ki ist eine Konstante, t1 ist Zeitpunkt, wenn Vtmin herabgesetzt ist und ≤ Vmin ist, t2 ist Zeitpunkt, wenn Vtmin erhöht ist und ≥ Vmin ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialoperation von PID-Kontrollalogorithmus nach der folgenden Formel durchgeführt:
    Figure DE102014115427A1_0015
    wobei Vtmin ist der minimale Wert der genannten Spannung, Vmin ist der voreingestellte Schwellenwert der Unterspannung, et ist der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der genannten Spannung, nämlich et = Vmin – Vtmin, Kd ist eine Konstante.
  10. Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung umfaßt: – Ermittlungsmodul (500), der zur Ermittlung des maximalen Wertes der zulässigen Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft und zur Ermittelung des derzeitigen minimalen Wertes der Spannung der einzelnen Zelle des Akkumulators für Antriebskraft dient; – einen Beurteilungsmodul (600), der beurteilt, ob der Differenzwert zwischen dem voreingestellten Schwellenwert der Unterspannung und dem minimalen Wert der genannten Spannung größer als 0 ist; – einen Behandlungsmodul (700), der dazu dient, den Differenzwert nach PID-Kontrollalgorithmus zu behandeln, um das Ergebnis der Behandlung zu ermitteln, wenn der Differenzwert größer als 0 ist; und – einen Kontrollmodul (800), der zur Ermittelung der ersten Leistung nach dem maximalen Wert der genannten Ausgangsleistung und nach dem Behandlungsergebnis und zur Kontrolle des Drehmomentes des elektrischen Motors nach der ersten Leistung dient, um die Ausgangsleistung des Akkumulators für Antriebskraft zu kontrollieren.
  11. Auto, dadurch gekennzeichnet, daß das Auto eine Vorrichtung zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach Anspruch 5 oder 10 umfaßt.
  12. Lesbares Speichermedium von Computer, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium einen von Computer ausführbaren Befehl umfaßt, das Verfahren zum Schutz des Akkumulators für Antriebskraft nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder der Ansprüche 6 bis 10 durchgeführt ist, wenn der Befehl ausgeführt ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114502415A (zh) * 2021-04-12 2022-05-13 浙江吉利控股集团有限公司 一种用于电驱动系统的扭矩控制方法及扭矩控制系统
CN114604139A (zh) * 2022-04-21 2022-06-10 福建中维动力科技股份有限公司 电池电流控制方法及终端
DE102021211053A1 (de) 2021-09-30 2023-03-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Optimierung von Fahrerassistenzsystemen bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106541851A (zh) * 2015-09-17 2017-03-29 北汽福田汽车股份有限公司 纯电动汽车及电机控制方法和系统及在电池保护中的应用
CN107966663A (zh) * 2016-10-18 2018-04-27 南京金邦动力科技有限公司 电动汽车蓄电池电压亏损提升装置
CN106451682B (zh) * 2016-12-05 2019-12-10 潍柴动力股份有限公司 一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法及系统
CN107539145B (zh) * 2017-08-21 2019-09-17 北京新能源汽车股份有限公司 一种电动汽车动力电池的保护方法、装置及电动汽车
TWI672843B (zh) * 2018-05-23 2019-09-21 廣達電腦股份有限公司 電池裝置及其操作方法
CN109546238B (zh) * 2018-11-01 2021-07-13 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 一种控制电池功率的方法及装置
CN110509814A (zh) * 2019-09-10 2019-11-29 海汇新能源汽车有限公司 电动车辆电池低电量保护策略
CN110789398A (zh) * 2019-09-29 2020-02-14 浙江合众新能源汽车有限公司 一种电动汽车再生制动不过充方法
CN111370786B (zh) * 2020-01-06 2021-09-03 广州小鹏汽车科技有限公司 一种动力电池许用功率的调节方法及装置、车辆、存储介质
CN113049977B (zh) * 2021-02-24 2023-11-24 东风汽车集团股份有限公司 电池充放电功率限值测试方法及系统
CN113022311B (zh) * 2021-02-26 2022-03-25 三一汽车制造有限公司 功率控制方法、功率控制装置和车辆
CN113291204B (zh) * 2021-04-13 2023-05-12 北汽福田汽车股份有限公司 电动汽车及其电池放电保护方法和装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7626363B2 (en) * 2006-12-19 2009-12-01 Transcore Link Logistics Corporation Lithium battery pack management and system therefor
US8253383B2 (en) * 2009-02-05 2012-08-28 O2Micro Inc Circuits and methods for monitoring multi-cell battery packs
CN104137379B (zh) * 2012-02-29 2016-09-07 Nec能源元器件株式会社 电池控制系统、电池组、电子设备和充电器
CN202652131U (zh) * 2012-07-19 2013-01-02 贵州兴国新动力科技有限公司重庆分公司 电动车效率自动跟踪双闭环控制系统
CN103042927B (zh) * 2012-12-17 2015-11-18 联合汽车电子有限公司 一种新能源汽车的拖车保护电路及其实现方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114502415A (zh) * 2021-04-12 2022-05-13 浙江吉利控股集团有限公司 一种用于电驱动系统的扭矩控制方法及扭矩控制系统
CN114502415B (zh) * 2021-04-12 2024-03-12 浙江吉利控股集团有限公司 一种用于电驱动系统的扭矩控制方法及扭矩控制系统
DE102021211053A1 (de) 2021-09-30 2023-03-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Optimierung von Fahrerassistenzsystemen bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen
DE102021211053B4 (de) 2021-09-30 2023-11-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Optimierung von Fahrerassistenzsystemen bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen
CN114604139A (zh) * 2022-04-21 2022-06-10 福建中维动力科技股份有限公司 电池电流控制方法及终端
CN114604139B (zh) * 2022-04-21 2024-04-12 福建中维动力科技股份有限公司 电池电流控制方法及终端

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