[發明專利]一種純電動車電池系統的保護控制方法

有效

• 申請號: 201110346805.8
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN102431465A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 王文明;劉凌;李紅朋;李雪峰;李明哲;裴海靈;盛旺;謝勇波
• 申請（專利權）人: 湖南南車時代電動汽車股份有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60L3/00
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及純電動汽車局部控制方法，具體地說，涉及純電動汽車電池系統控制方法，主要用于純電動車電池系統的保護控制。

背景技術

面對日趨嚴重的能源短缺與環境惡化問題，新型車輛的開發利用愈來愈受到各國政府和工業界的高度重視。在這種背景下，清潔無污染、零排放的純電動汽車成為當今最有發展前途的交通工具之一。

電池系統作為純電動車唯一的能量來源，在車輛行駛過程中起著至關重要的作用。當前常用的動力電池（包括鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等）都存在著一個嚴重的問題：充放電次數相對較低，無法完全滿足整車全部壽命的要求，同時由于電池系統在車輛上得不到有效的保護，進一步加劇了電池壽命的降低。為此，對純電動車電池系統進行保護控制，有利于提高純電動車使用壽命。純電動車在運營過程中，可能影響到鋰離子電池壽命問題包括：

1）電池持續過充電導致其壽命的急劇下降；

2）電池持續過放電導致其壽命的急劇下降；

3）電池持續高溫運行導致其壽命的下降；

4）電池持續低溫運行導致其壽命的下降；

5）電池持續大電流放電間接導致其壽命的下降；

6）電池持續大電流放電間接導致其壽命的下降。

目前大部分純電動車對電池系統的保護包括如下幾種方式：

1）通過司機觀察儀表臺當前電池荷電量SOC（SOC，State?Of?Charge），主觀對電池進行粗略保護；

2）整車控制策略通過判斷電池SOC，對電池系統進行保護；正常整車控制策略通過檢測電池管理系統傳遞過來的電池SOC，對電機功率進行限制，進而達到保護電池系統的目的。當SOC過低時，整車控制策略會自動對電機功率進行限制，以防止電池出現過放電的可能，而當SOC過高時，整車控制策略也會對電制動回收的能量進行限制，以防止電池系統出現過充的可能。

3）整車控制策略通過采集電池系統實時端電壓，對電池系統進行保護；整車控制通過檢測靜置狀態下電池實時端電壓，判斷當前電池剩余電荷量，進而對電池系統進行相應保護。

總的說來，現有純電動車對電池系統的保護，主要建立在電池系統荷電量SOC基礎上，防止電池系統的過充過放。

通過觀察司機臺儀表方式，以司機主觀控制方式來保護電池系統，雖然對電池系統保護效果明顯，但要求司機時不時監控電池相關信息，影響車輛的駕駛舒適度，同時，由于在行車過程中需要注意觀察電池狀態，也會影響行車安全。

目前應用的各種電池SOC實時在線估算方法都存在或多或少的缺陷，不能很好地滿足實際使用的要求。長時間使用后，通過計算得到的SOC可能與電池系統實際荷電量發生較大的偏差，而SOC的這種估算誤差可能直接導致對整組電池系統進行過充電或是過放電。同時，由于目前電池SOC估算方法均只是針對整組電池荷電量進行檢測，而未對單體電池進行有效的檢測，此時，電池單體的不均衡可能導致電池系統中某個單體存在過充或過放電的可能，無法對電池系統進行有效的保護。

以上所述的控制問題，歸根結底是由于整組電池SOC或單體電池SOC的估算不準確導致無法對電池系統形成有效的保護。

因此有必要對現有技術進行改進。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種純電動車電池系統的保護控制方法，通過實時采集電池系統實時端電壓、單體電壓、單體溫度等參數，對電池充放電進行控制，從而對電池系統進行有效的保護。

本發明為解決技術問題采用的技術方案如下：

一種純電動車電池系統的保護控制方法，依托于純電動車用整車控制器、電池管理系統、地面充電機等設備，通過直接采集電池系統實時端電壓、電池系統單體電壓、電池單體溫度等，獲得電池當前最大允許充放電電流，從而實時計算電機當前最大允許驅動扭矩、最大允許制動扭矩，對驅動電機力矩進行限制，防止電池系統過充電、過放電，進而達到保護電池系統的目的；該方法包括：

電池系統持續過充電保護控制；

電池系統持續過放電保護控制；

電池系統持續高溫或低溫運行保護控制；

車輛驅動過程中電池系統持續大電流充放電保護控制。

電池系統持續過充電保護控制，包括充電機對電池系統過充電、超溫保護控制和純電動車制動過程電池系統過充電保護控制兩個方面：