本發(fā)明屬于動力電池控制領(lǐng)域，具體涉及一種動力電池的放電功率控制方法、系統(tǒng)及車輛。

背景技術(shù)：

1、動力電池作為電動汽車中的主要儲能元件，其低溫、低soc放電末端的動力性能及動力中斷等問題，一直是客戶的使用痛點(diǎn)。隨著電芯技術(shù)的發(fā)展，電芯單體容量增加，電芯的單體功率性能增加，在常溫及正常的soc使用區(qū)間內(nèi)動力電池的放電功率大部分能夠滿足客戶的使用需求；但是在低溫、低soc時(shí)動力電池隨著溫度及soc的降低會出現(xiàn)放電功率低于電驅(qū)動需求能力的情況，當(dāng)動力電池放電末端功率與動力電池能力不匹配時(shí)，容易導(dǎo)致功率波動及動力中斷，帶來用戶體驗(yàn)不佳問題和安全風(fēng)險(xiǎn)問題。

2、目前，大部分電動汽車的可持續(xù)放電功率參數(shù)根據(jù)多個(gè)放電功率表控制，每個(gè)放電功率表對應(yīng)不同持續(xù)時(shí)間的可用功率(比如10s放電功率表、30s放電功率表、60s放電功率表……等)，電動汽車按照10s放電功率表行駛過程中，當(dāng)實(shí)際輸出功率對時(shí)間的積分滿足切表策略后，會切換成按照30s放電功率表行駛或者按照60s放電功率表行駛。在常溫、高soc的情況下這種切表策略不會影響車輛正常行駛；但是在低溫、低soc情況下，這種切表策略會連續(xù)多次觸發(fā)欠壓保護(hù)策略，從而導(dǎo)致功率受限制或動力中斷。原因在于：(1)動力電池的單體電壓在充放電過程中存在差異性，放電時(shí)最低單體電壓與最高單體電壓相差較大；(2)大功率放電時(shí)單體電壓被快速拉低至放電截止電壓，30s放電功率表或者60s放電功率表無法使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種動力電池的放電功率控制方法、系統(tǒng)及車輛，以有效優(yōu)化車輛在低溫、低soc情況下的車輛動力中斷問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種動力電池的放電功率控制方法，其包括：

3、獲取當(dāng)前動力電池的最低單體溫度tmin、最低單體電壓umin和soc值。

4、若tmin未在預(yù)設(shè)的工作溫度區(qū)間內(nèi)，則使動力電池的放電功率為0。

5、若tmin在預(yù)設(shè)的工作溫度區(qū)間內(nèi)，且觸發(fā)欠壓，則執(zhí)行欠壓限功率策略。

6、若tmin在預(yù)設(shè)的工作溫度區(qū)間內(nèi)，且未觸發(fā)欠壓，則使動力電池的放電功率為p。

7、其中，p表示根據(jù)當(dāng)前動力電池的最低單體溫度tmin、soc值查詢預(yù)設(shè)的放電功率表得到的放電功率，所述預(yù)設(shè)的放電功率表為通過標(biāo)定獲得的一張動力電池的溫度(由最低單體溫度體現(xiàn))、soc值與放電功率的對應(yīng)關(guān)系表。

8、優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)的放電功率表的標(biāo)定方法包括：

9、第一步、在預(yù)設(shè)的工作溫度區(qū)間內(nèi)等間隔選擇j個(gè)溫度點(diǎn)作為放電的起始溫度。其中，所述的j個(gè)溫度點(diǎn)中包含(預(yù)設(shè)的)工作溫度下限tth1和(預(yù)設(shè)的)工作溫度上限tth2。相當(dāng)于預(yù)設(shè)的工作溫度區(qū)間為[tth1,tth2]。

10、第二步、對起始溫度為第i個(gè)溫度點(diǎn)、soc值為100％的動力電池進(jìn)行放電，先執(zhí)行多次變電流放電循環(huán)，再執(zhí)行恒流放電，直至動力電池停止放電，記錄放電過程中動力電池的實(shí)時(shí)最低單體溫度t'min、實(shí)時(shí)最高單體溫度t'max、實(shí)時(shí)最低單體電壓u'min、實(shí)時(shí)放電電流if、實(shí)時(shí)電壓uall和實(shí)時(shí)soc值socall；其中，放電電流從i1開始線性增大，當(dāng)增大至imax時(shí)或者u'min＜u'cut+uth時(shí)，再線性減小放電電流至i1為一次變電流放電循環(huán)；恒流放電的放電電流為i2，i依次取1至j的所有整數(shù)，i1表示第一預(yù)設(shè)電流，i2表示第二預(yù)設(shè)電流，i2＜i1，imax表示預(yù)設(shè)的最大許用電流，u'cut表示與t'min所屬的預(yù)設(shè)溫度區(qū)間對應(yīng)的預(yù)設(shè)放電截止電壓，uth表示預(yù)設(shè)的電壓閾值。

11、第三步、在執(zhí)行變電流放電循環(huán)過程中，若放電電流減小且動力電池的實(shí)時(shí)電壓uall出現(xiàn)回升(即uall增大)，則計(jì)算動力電池的放電功率pf，并將此時(shí)的t'min、socall與計(jì)算得到的pf對應(yīng)，共同填入初版放電功率表中；在執(zhí)行恒流放電過程中，計(jì)算動力電池的放電功率pf，并將此時(shí)的t'min、socall與計(jì)算得到的pf對應(yīng)，共同填入初版放電功率表中。

12、第四步、先對初版放電功率表進(jìn)行誤差修正，修正后得到第二版放電功率表，再對第二版放電功率表進(jìn)行電池特性修正，修正后得到所述預(yù)設(shè)的放電功率表。

13、上述標(biāo)定方法中先進(jìn)行多次變電流放電循環(huán)，再進(jìn)行恒流放電，并對計(jì)算的動力電池的放電功率pf進(jìn)行誤差修正和電池特性修正，保證了放電功率的準(zhǔn)確性，適用于車輛行駛中的各種工況。

14、優(yōu)選的，所述第二步中，在執(zhí)行變電流放電循環(huán)過程中，若放電電流減小至i1但動力電池的實(shí)時(shí)電壓uall仍未出現(xiàn)回升(由動力電池的放電能力減弱、soc剩余不多導(dǎo)致)，則將放電電流切換至i2，執(zhí)行恒流放電。在動力電池放電初期以及中期(對應(yīng)于soc足夠時(shí))，以i1作為放電電流起點(diǎn)進(jìn)行變電流放電，放電電流增大時(shí)，動力電池的實(shí)時(shí)電壓會減小，放電電流減小時(shí)，動力電池的實(shí)時(shí)電壓會出現(xiàn)回升；在動力電池放電末端(即低soc狀態(tài))時(shí)，如果仍以i1作為放電電流起點(diǎn)進(jìn)行變電流放電，放電電流增大時(shí)，動力電池的實(shí)時(shí)電壓會減小，放電電流減小時(shí)，動力電池的實(shí)時(shí)電壓仍然會繼續(xù)減小，不會出現(xiàn)回升；因此，需要減小放電電流至i2，并進(jìn)行恒流放電。

15、優(yōu)選的，所述第三步中，在執(zhí)行變電流放電循環(huán)過程中，若放電電流減小且動力電池的實(shí)時(shí)電壓uall出現(xiàn)回升，則計(jì)算動力電池的放電功率pf，并將此時(shí)的t'min、socall與pf對應(yīng)的方式為：

16、如果放電電流開始減小時(shí)umin＞u'cut+uth，則利用公式：pf＝u*imax，計(jì)算動力電池的放電功率pf，取放電電流等于imax時(shí)的t'min、socall與pf對應(yīng)，u表示放電電流等于imax時(shí)動力電池的電壓。

17、如果放電電流開始減小時(shí)umin≤u'cut+uth，則將出現(xiàn)umin＝u'cut+uth之后的t秒內(nèi)的最低放電功率(即t秒內(nèi)各個(gè)計(jì)算時(shí)間點(diǎn)uall*if中的最小值)作為動力電池的放電功率pf，取該最低放電功率對應(yīng)的t'min、socall與pf對應(yīng)；其中，t表示預(yù)設(shè)時(shí)間，0.8≤t≤1.2。

18、優(yōu)選的，所述第三步中，在放電電流切換至i2(即開始執(zhí)行恒流放電)時(shí)，利用公式：pf＝uall*i2，計(jì)算動力電池的放電功率pf，取放電電流等于i2時(shí)的t'min、socall與pf對應(yīng)；在執(zhí)行恒流放電過程中，根據(jù)socall的大小選取計(jì)算點(diǎn)，利用公式：pf＝uall*if，計(jì)算動力電池的放電功率pf，取各個(gè)計(jì)算點(diǎn)的t'min、socall與pf對應(yīng)。

19、上述第三步中，既在變電流放電、放電電流減小且動力電池的實(shí)時(shí)電壓出現(xiàn)回升過程中計(jì)算放電功率pf，也在恒流放電過程中計(jì)算放電功率pf，獲得的放電功率pf既滿足了車輛駕駛性及動力性的需求，也不會引起動力電池過放以及車輛動力中斷，適用于車輛行駛中的各種工況。

20、優(yōu)選的，所述第四步中，對初版放電功率表進(jìn)行誤差修正的方式為：

21、當(dāng)a≥h時(shí)，如果tm、soca-b對應(yīng)的放電功率記載在初版放電功率表中，則將初版放電功率表中tm、soca-b對應(yīng)的放電功率填入tm、soca對應(yīng)的放電功率格內(nèi)；如果tm、soca-b對應(yīng)的放電功率未記載在初版放電功率表中，則利用線性插值的方式計(jì)算tm、soca-b對應(yīng)的放電功率，并將其(即計(jì)算得到的tm、soca-b對應(yīng)的放電功率)填入初版放電功率表中tm、soca對應(yīng)的放電功率格內(nèi)。其中，tm表示初版放電功率表中的第m個(gè)溫度值，soca表示初版放電功率表中的第a個(gè)soc值，m依次取1至n的所有整數(shù)(m依次增大)，n表示初版放電功率表中溫度值的總個(gè)數(shù)，a依次取r至h的所有整數(shù)(a依次減小)，r表示初版放電功率表中soc值的總個(gè)數(shù)，socr＝100％，soc1＝0％，b表示預(yù)設(shè)的動力電池soc誤差閾值；若soc2+b等于初版放電功率表中的第w個(gè)soc值，或者soc2+b與初版放電功率表中的第w個(gè)soc值之間的差最小，或者soc2+b與初版放電功率表中的第w個(gè)soc值、第w+1個(gè)soc值之間的差相等，則h＝w。

22、當(dāng)a＜h時(shí)，在tm、soch對應(yīng)的放電功率與tm、soc1對應(yīng)的放電功率(即0)之間進(jìn)行線性插值，得到tm、soca對應(yīng)的放電功率，并將其(即將線性插值得到的tm、soca對應(yīng)的放電功率)填入初版放電功率表中tm、soca對應(yīng)的放電功率格內(nèi)；其中，a依次取h-1至2的所有整數(shù)(a依次減小)。

23、對上述初版放電功率表進(jìn)行誤差修正，排除了電池soc誤差導(dǎo)致的放電功率誤差，提高了放電功率表中各個(gè)放電功率的準(zhǔn)確性。

24、優(yōu)選的，所述第四步中，對第二版放電功率表進(jìn)行電池特性修正的方式為：

25、在第m個(gè)溫度值tm對應(yīng)的r個(gè)soc值中，若tm、socv對應(yīng)的放電功率大于tm、socv-1對應(yīng)的放電功率，且大于tm、socv+1對應(yīng)的放電功率，則將tm、socv-1對應(yīng)的放電功率與tm、socv+1對應(yīng)的放電功率的平均值填入第二版放電功率表中tm、socv對應(yīng)的放電功率格內(nèi)(即用該平均值替代原tm、socv對應(yīng)的放電功率)。其中，v為整數(shù)且2≤v≤r-1。

26、在第p個(gè)soc值socp對應(yīng)的n個(gè)溫度中，若td、socp對應(yīng)的放電功率大于td-1、socp對應(yīng)的放電功率，且大于td+1、socp對應(yīng)的放電功率，則將td-1、socp對應(yīng)的放電功率與td+1、socp對應(yīng)的放電功率的平均值填入第二版放電功率表中td、socp對應(yīng)的放電功率格內(nèi)(即用該平均值替代原td、socp對應(yīng)的放電功率)；其中，p依次取1至r的所有整數(shù)，d為整數(shù)且2≤d≤n-1。

27、對上述第二版放電功率表進(jìn)行電池特性修正，排除了異常放電功率(即峰值功率)，提高了放電功率表中各個(gè)放電功率的準(zhǔn)確性。

28、優(yōu)選的，若滿足條件一至條件三中的任一條件，則表示動力電池停止放電。其中，條件一：放電過程中動力電池的實(shí)時(shí)soc值為0％；條件二：放電過程中動力電池的實(shí)時(shí)最低單體溫度t'min＜tth1，或者動力電池的實(shí)時(shí)最高單體溫度t'max＞tth2；條件三：放電過程中動力電池的實(shí)時(shí)最低單體電壓u'min≤u'cut。

29、優(yōu)選的，若tmin在某個(gè)預(yù)設(shè)溫度區(qū)間內(nèi)，且umin大于與該預(yù)設(shè)溫度區(qū)間對應(yīng)的預(yù)設(shè)欠壓閾值，則判定未觸發(fā)欠壓。若tmin在某個(gè)預(yù)設(shè)溫度區(qū)間內(nèi)，且umin小于或等于與該預(yù)設(shè)溫度區(qū)間對應(yīng)的預(yù)設(shè)欠壓閾值，則判定觸發(fā)欠壓。

30、優(yōu)選的，所述欠壓限功率策略為：

31、若tmin在某個(gè)預(yù)設(shè)溫度區(qū)間內(nèi)，且umin大于與該預(yù)設(shè)溫度區(qū)間對應(yīng)的預(yù)設(shè)放電截止電壓，且umin小于或等于與該預(yù)設(shè)溫度區(qū)間對應(yīng)的預(yù)設(shè)欠壓閾值，則使動力電池的放電功率為a*p；其中，a表示預(yù)設(shè)欠壓限功率系數(shù)。

32、若tmin在某個(gè)預(yù)設(shè)溫度區(qū)間內(nèi)，且umin小于或等于與該預(yù)設(shè)溫度區(qū)間對應(yīng)的預(yù)設(shè)放電截止電壓，則使動力電池的放電功率為0。

33、第二方面，本發(fā)明提供一種動力電池的放電功率控制系統(tǒng)，其包括控制器，所述控制器被配置為執(zhí)行上述動力電池的放電功率控制方法。

34、第三方面，本發(fā)明提供一種車輛，其包括上述動力電池的放電功率控制系統(tǒng)。

35、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下效果：

36、(1)取消了多張放電功率表的切換策略，以一張放電功率表作為放電功率控制依據(jù)，在不影響車輛駕駛性及動力性的前提下，有效優(yōu)化了車輛在低溫、低soc情況下的車輛動力中斷問題，降低了動力電池過放的風(fēng)險(xiǎn)，提升了行車安全性。

37、(2)以一張放電功率表作為放電功率控制依據(jù)，控制邏輯更簡單、響應(yīng)速度更快，控制更精確。