本發明涉及一種電動汽車電池充放電功率保護方法和系統，屬于新能源汽車控制領域。

背景技術：

目前，新能源汽車發展迅速并越來越受到消費者和車廠的關注。控制器、高壓電池與驅動電機作為新能源汽車的三大件，彼此配合密切，對整車動力性、駕駛性以及安全性起到決定性的影響。目前，電動汽車在行車過程中，會出現電池過充或過放的現象，尤其當電池出現功率限制請求時，電池過充和過放比較嚴重。這種情況的存在不僅對電池壽命產生不良的影響，同時給整車的駕駛性和安全性帶來十分重大的影響。

電池的充放電功率控制主要由bcu和vcu配合完成，bcu根據單體溫度，單體電壓等信息，實時計算出電池當前允許的最大充放電功率，并通過can網絡發送給vcu。vcu通過can網絡獲取電池當前允許的充放電功率，結合車輛實際狀態，計算出可用于電機系統使用的最大充放電功率。實際中由于電機效率、附件損耗、電機扭矩請求不合理等原因的影響，會導致電機實際功率偏高，出現電池過充或過放的現象。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種電動汽車電池充放電功率保護方法和系統。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種電動汽車電池充放電功率保護方法，包括，

采集電池參數和bms對電池的功率限制閾值pb；其中，電池參數包括電池母線電壓u、電池母線電流i、電池溫度、電池soc值和電池單體最大電壓差；

根據電池soc值、電池單體最大電壓差、電池溫度以及bms對電池的功率限制閾值pb，計算電池允許充放電功率pr；

根據電池母線電壓u和電池母線電流i，計算電池實際充放電功率；

計算電池實際充放電功率和電池允許充放電功率pr之間的差值，將該差值依次經過線性過濾和閉環控制得到電池修正功率差pm；

將除電機外其他高壓附件額定功率累加得到高壓附件功率pe；

根據電池允許充放電功率pr、高壓附件功率pe和電池修正功率差pm，計算驅動電機時電機允許驅動功率pd和制動能量回收時電池允許充電功率pb。

計算電池允許充放電功率的過程為，

查詢電池soc值對應的允許最大充放電功率psoc，查詢電池溫度對應的可充放電功率系數α，查詢電池單體最大電壓差對應的可充放電功率系數β，若α·β·psoc＜pb，則電池允許充放電功率pr＝α·β·psoc，若α·β·psoc＞pb，則電池允許充放電功率pr＝pb，若α·β·psoc＝pb，則電池允許充放電功率pr＝pb＝α·β·psoc。

電池實際充放電功率pa＝ui。

驅動電機時電機允許驅動功率pd＝pr-pe+pm，制動能量回收時電池允許充電功率pb＝pr+pe+pm。

一種電動汽車電池充放電功率保護系統，包括采集模塊、電池允許充放電功率計算模塊、電池實際充放電功率計算模塊、電池修正功率差計算模塊、高壓附件功率計算模塊和電機功率計算模塊；

采集模塊：采集電池參數和bms對電池的功率限制閾值pb；其中，電池參數包括電池母線電壓u、電池母線電流i、電池溫度、電池soc值和電池單體最大電壓差；

電池允許充放電功率計算模塊：根據電池soc值、電池單體最大電壓差、電池溫度以及bms對電池的功率限制閾值pb，計算電池允許充放電功率pr；

電池實際充放電功率計算模塊：根據電池母線電壓u和電池母線電流i，計算電池實際充放電功率；

電池修正功率差計算模塊：計算電池實際充放電功率和電池允許充放電功率pr之間的差值，將該差值依次經過線性過濾和閉環控制得到電池修正功率差pm；

高壓附件功率計算模塊：將除電機外其他高壓附件額定功率累加得到高壓附件功率pe；

電機功率計算模塊：根據電池允許充放電功率pr、高壓附件功率pe和電池修正功率差pm，計算驅動電機時電機允許驅動功率pd和制動能量回收時電池允許充電功率pb。。

計算電池允許充放電功率的過程為：

查詢電池soc值對應的允許最大充放電功率psoc，查詢電池溫度對應的可充放電功率系數α，查詢電池單體最大電壓差對應的可充放電功率系數β，若α·β·psoc＜pb，則電池允許充放電功率pr＝α·β·psoc，若α·β·psoc＞pb，則電池允許充放電功率pr＝pb，若α·β·psoc＝pb，則電池允許充放電功率pr＝pb＝α·β·psoc。

電池實際充放電功率pa＝ui。

驅動電機時電機允許驅動功率pd＝pr-pe+pm，制動能量回收時電池允許充電功率pb＝pr+pe+pm。

本發明所達到的有益效果：本發明通過限制電機的驅動功率和再生制動功率來防止電池的過充過放現象，從而避免高壓電池充放電功率高于bms(電池管理系統)界定值而導致電動汽車突然切斷高壓造成行車安全的問題；同時本發明無需增加額外的硬件設備，不會增加汽車成本，同時保護了能源系統，保證了能源系統的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明方法的流程圖；

圖2為電池允許充放電功率計算流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

如圖1所示，一種電動汽車電池充放電功率保護方法，包括以下步驟：

步驟1，采集電池參數和bms對電池的功率限制閾值pb；其中，電池參數包括電池母線電壓u、電池母線電流i、電池溫度、電池soc值和電池單體最大電壓差。

步驟2，根據電池soc值、電池單體最大電壓差、電池溫度以及bms對電池的功率限制閾值pb，計算電池允許充放電功率pr。

如圖2所示，計算電池允許充放電功率的過程為：

查詢電池soc值對應的允許最大充放電功率psoc，查詢電池溫度對應的可充放電功率系數α，查詢電池單體最大電壓差對應的可充放電功率系數β，若α·β·psoc＜pb，則電池允許充放電功率pr＝α·β·psoc，若α·β·psoc＞pb，則電池允許充放電功率pr＝pb，若α·β·psoc＝pb，則電池允許充放電功率pr＝pb＝α·β·psoc。

步驟3，根據電池母線電壓u和電池母線電流i，計算電池實際充放電功率pa＝ui。

步驟4，計算電池實際充放電功率pa和電池允許充放電功率pr之間的差值，將該差值依次經過線性過濾和閉環控制得到電池修正功率差pm；

設定未出現過充過放現象時，電池實際充放電功率pa和電池允許充放電功率pr之間的差值為零，當電池出現過充或過放時，此差值為負值，將差值經過線性過濾只截取過充和過放時刻的數值(既是小于零時的數值)，隨后將此值進行閉環控制(pi控制)，設定的比例系數和積分時間常數可根據電池額定電壓和采樣時間做相應調節，最終得到了修正功率差pm。

步驟5，將除電機外其他高壓附件額定功率累加得到高壓附件功率pe。

高壓附件在每一款電動車除電機外是不同的，其中空調、ptc、dcdc是不可忽略的，在此只考慮這三個高壓元器件在使用時的功率，既將三者的額定功率相加得到高壓元器件功率pe。當然pe的數值不是一成不變的，他的具體數值要考慮不同時刻下這三個高壓元器件具體工作狀態。

步驟6，根據電池允許充放電功率pr、高壓附件功率pe和電池修正功率差pm，計算驅動電機時電機允許驅動功率pd和制動能量回收時電池允許充電功率pb。

電機為驅動模式時，電機在消耗電池功率，因此電機允許驅動功率pd＝pr-pe+pm。

電機處于再生制動模式(制動能量回收)時，電機是在增加電池功率，因此電池允許充電功率pb＝pr+pe+pm。

因為有修正功率差pm參與到電機允許功率(pd和pb)計算之中，因此每時刻的允許功率計算受到了上一時刻實際功率的修正，從而達到了電機允許功率的閉環控制，持續有效的對電池充放電系統做著限制與規劃。

一種電動汽車電池充放電功率保護系統，包括采集模塊、電池允許充放電功率計算模塊、電池實際充放電功率計算模塊、電池修正功率差計算模塊、高壓附件功率計算模塊和電機功率計算模塊。

各模塊功能如下：

采集模塊：采集電池參數和bms對電池的功率限制閾值pb；其中，電池參數包括電池母線電壓u、電池母線電流i、電池溫度、電池soc值和電池單體最大電壓差；

電池允許充放電功率計算模塊：根據電池soc值、電池單體最大電壓差、電池溫度以及bms對電池的功率限制閾值pb，計算電池允許充放電功率pr；

電池實際充放電功率計算模塊：根據電池母線電壓u和電池母線電流i，計算電池實際充放電功率；

電池修正功率差計算模塊：計算電池實際充放電功率和電池允許充放電功率pr之間的差值，將該差值依次經過線性過濾和閉環控制得到電池修正功率差pm；

高壓附件功率計算模塊：將除電機外其他高壓附件額定功率累加得到高壓附件功率pe；

電機功率計算模塊：根據電池允許充放電功率pr、高壓附件功率pe和電池修正功率差，計算驅動電機時電機允許驅動功率pd和制動能量回收時電池允許充電功率pb。

本發明通過限制電機的驅動功率和再生制動功率來防止電池的過充過放現象，從而避免高壓電池充放電功率高于bms(電池管理系統)界定值而導致電動汽車突然切斷高壓造成行車安全的問題；同時本發明無需增加額外的硬件設備，不會增加汽車成本，同時保護了能源系統，保證了能源系統的使用壽命。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。