CN109532561A - 四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电动车动力设计技术领域，主要涉及一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法。提出的四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法为根据降载控制策略，控制电机控制器对应消耗电流，当电池组电量低于设定值时，进入降载控制区间，根据降载控制区间对应的控制器消耗预设电流值与BMS发出的最大限流值之间的关系选择控制器消耗电流值，得到最终的动力控制器消耗电流值，电机控制器控制消耗的电流值输出对应的动力系统扭矩，实现整车动力控制。本发明采用降载控制策略，保证了低电量状态下，电池组低功率稳定输出，整车性能也能维持稳定输出；既有基本运行功能所需的车速又有基本使用所需的爬坡能力。
Description
技术领域
本发明属于电动车动力设计技术领域，主要涉及一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法。
背景技术
四轮低速电动车以电能为驱动能源，动力控制器控制从电池获取功率，电池放电，电机从动力控制器获取电功率，电机输出机械能，电机扭矩与转速同向，电机推动车辆；当电池电量不足时，动力控制器的功率输出也会随之受到影响，不同的控制策略会产生不同的用户体验。
电池由BMS（电池管理系统）管理，电池组电量状态（SOC值），以及下一时刻电池组能够输出的最大电流值（SOP表）由BMS通过CAN协议发出， SOP表是BMS根据当前电量状态和温度状态定义电池组最大输出电流;传统的控制策略为，控制器根据BMS发出的电流指令进行控制，而SOP表的设置存在落差，为了体现电池组性能，电池末端放电能力不会降低太多且各SOC状态下的对应最大电流输出值不平滑，控制器输出功率得不到有效的控制，导致用户在电池组低电压状态下行驶时，电池包会存在突然断电，整车无法行驶的风险。
发明内容
本发明的目的是提出一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法，为解决电池电量不足的情况大电流放电导致的突然断电问题以及平滑车感提升用户体验。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法，控制方法的具体步骤如下：
1）设置一个降载控制区间；所述的降载控制区间包括有预设的低电量电池组电量状态值即SOC1值，将SOC1值与电池组电量为0%之间的区间划分为若干个区间,S1%~S2%、S2%~S3%……Sn%~0%,n≤6；S1%＞S2%＞S3%＞……Sn%＞0%；
2）设定低电量区间对应的电机控制器降载电流预设值；
设定电量越低车辆性能平滑下降，动力系统耗电电流平滑降低，最小耗电电流为电池包因电池亏电切断输出前动力系统提供满足大于p%的爬坡能力所消耗的电流；从大到小设定出I1、I2、I3……In、Ip控制器降载电流预设值；
3）：确定SOC1值与控制器降载电流预设值的对应关系；
设定好的控制器降载预设值按照从大到小对应SOC值，对应关系如下：SOC1为S1%对应I1，SOC1为S2%对应I2，SOC1为S3%对应I3，SOC1为Sn%对应In，SOC1为0%对应Ip；
4）电池管理系统即BMS实时发送电池组电量状态值即SOC值，并实时发送下一时刻的最大限流值Im；若SOC值大于步骤1）中的降载控制区间的最大值S1，车辆正常运转；当SOC值小于S1，控制器开始进入降载控制区间；
5）首先判断步骤4）中的SOC值是在降载控制区间的哪个区间内；根据该降载控制区间对应的控制器消耗预设电流值Ic与BMS发出的下一时刻的最大限流值Im的关系选择两者的较小值，得到最终的动力系统最大消耗电流值;电机控制器控制消耗的电流值输出对应的动力系统扭矩，实现整车动力控制。
降载区间内对应控制器消耗的预设电流值Ic小于BMS发出的最大限流值Im，则最终的动力控制器消耗的电流值为降载区间内对应的控制器消耗的预设电流值Ic。
降载区间内对应控制器消耗的预设电流值Ic大于BMS发出的最大限流值Im，则最终的动力控制器消耗的电流值为BMS发出的最大限流值Im。
将SOC1值与电池组电量为0%之间的区间划分为若干个区间，若干个区间的跨度相同。
将SOC1值与电池组电量为0%之间的区间划分为若干个区间，若干个区间的跨度不相同，且后一区间的跨度小于前一区间跨度。
本发明提出的一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法，本发明在原有BMS限流控制的基础上设置新的降载控制区间，在该区间内增加一种降载控制预设限流值，根据BMS限流值与预设值之间的关系选择其中一种进行控制；若BMS限流值偏大，执行预设限流值，能够使整车在低电量状态下小功率稳定输出，避免因大电流输出导致电量急速损耗，出现整车断电无法行驶的情况。若BMS限流值偏小，则说明电池管理系统从安全、环境、循环寿命等方面综合判断的结果，按照BMS限流值来执行保证了整车电池组安全稳定的运行。
采用限值控制器损耗电流的控制的方式，保证了电池组低功率稳定输出，整车性能也能维持稳定输出。既有基本运行功能所需的车速又有基本使用所需的爬坡能力。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种动力控制策略流程图。
图2 为低电量状态下控制器降载预设限流值流程图。
图3 为本发明实例提供的一种控制器降载预设限流曲线图。
图4 为本发明实例提供的一种低电量降载控制策略中限流值选择流程图。
图5 为本发明实例提供的另一种低电量降载控制策略中限流值选择流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法，控制方法的具体步骤如下：
结合图2），1）设置一个降载控制区间；所述的降载控制区间包括有预设的低电量电池组电量状态值即SOC1值，将SOC1值与电池组电量为0%之间的区间划分为若干个区间,各区间跨度可以相同也可以不同，相临区间跨度若不相同，后一区间跨度需小于前一区间跨度：S1%~S2%、S2%~S3%……Sn%~0%（n值越大控制越精细，但会增加控制算法复杂度，较优设计n≤6）；S1%＞S2%＞S3%＞……Sn%＞0%；
2）设定低电量区间对应的电机控制器降载电流预设值；控制器预设降载电流值根据降载后整车加速、最高车速、爬坡等性能要求事先定义；
设定电量越低车辆性能平滑下降，动力系统耗电电流平滑降低，最小耗电电流为电池包因电池亏电切断输出前动力系统提供满足大于p%的爬坡能力所消耗的电流；从大到小设定出I1、I2、I3……In、Ip控制器降载电流预设值；
3）：确定SOC1值与控制器降载电流预设值的对应关系；
设定好的控制器降载预设值按照从大到小对应SOC值，对应关系如下：SOC1为S1%对应I1，SOC1为S2%对应I2，SOC1为S3%对应I3，SOC1为Sn%对应In，SOC1为0%对应Ip；参见图3所示，提供的一种控制器降载预设限流曲线图, 横坐标为SOC值，纵坐标为动力系统消耗电流值，其中In=Ip；
4）电池管理系统即BMS实时发送电池组电量状态值即SOC值，并实时发送下一时刻的最大限流值Im；若SOC值大于步骤1）中的降载控制区间的最大值S1，车辆正常运转；当SOC值小于S1，控制器开始进入降载控制区间；
5）首先判断步骤4）中的SOC值是在降载控制区间的哪个区间内；根据该降载控制区间对应的控制器消耗预设电流值Ic与BMS发出的下一时刻的最大限流值Im的关系选择两者的较小值，得到最终的动力系统最大消耗电流值;电机控制器控制消耗的电流值输出对应的动力系统扭矩，实现整车动力控制。
降载区间内对应控制器消耗的预设电流值Ic小于BMS发出的最大限流值Im，则最终的动力控制器消耗的电流值为降载区间内对应的控制器消耗的预设电流值Ic。
降载区间内对应控制器消耗的预设电流值Ic大于BMS发出的最大限流值Im，则最终的动力控制器消耗的电流值为BMS发出的最大限流值Im。
如图图所示，详细介绍了降载控制策略中动力系统消耗电流值选择流程。该方法包括：
S31：接收BMS发出的SOC值S，和BMS发出的最大限流值Im。当S<S1%时，启动降载控制策略
S32：判断S≥S2%，则根据控制器降载预设电流值曲线图，计算当前SOC值状态下对应的控制器预设降载电流值Ic=（S-S2%）（I1-I2)/（S1%-S2%）；
S33：判断Ic与Im大小，若Ic大，则当前电池组状态不适合进行较大电流输出，选取Im作为最终动力系统最大消耗电流值，若Im大，则表示当前电池组状态较好，能够保证事先设定的输出功率，选取Ic作为最终动力系统最大消耗电流值。
本实例提供的另一种低电量降载控制策略中限流值选择流程图，参见图5所示，详细介绍了降载控制策略中动力系统消耗电流值选择流程。该方法包括：
S41：接收BMS发出的SOC值S，和BMS发出的最大限流值Im。当S<S1%时，启动降载控制策略；
S42：判断S<Sn%且S≥0%，则根据控制器降载预设电流值曲线图，计算当前SOC值状态下对应的控制器预设降载电流值Ic=Ip=Im；
S43：判断Ic与Im大小，若Ic大，则当前电池组状态不适合进行较大电流输出，选取Im作为最终动力系统最大消耗电流值，若Im大，则表示当前电池组状态较好，能够保证事先设定的输出功率，选取Ic作为最终动力系统最大消耗电流值。
Claims (5)
1.一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法，其特征在于：控制方法的具体步骤如下：
1）设置一个降载控制区间；所述的降载控制区间包括有预设的低电量电池组电量状态值即SOC1值，将SOC1值与电池组电量为0%之间的区间划分为若干个区间：S1%~S2%、S2%~S3%……Sn%~0%，n≤6；S1%＞S2%＞S3%＞……Sn%＞0%；
2）设定低电量区间对应的电机控制器降载电流预设值；
设定电量越低车辆性能平滑下降，动力系统耗电电流平滑降低，最小耗电电流为电池包因电池亏电切断输出前动力系统提供满足大于p%的爬坡能力所消耗的电流；从大到小设定出I1、I2、I3……In、Ip控制器降载电流预设值；
3）：确定SOC1值与控制器降载电流预设值的对应关系；
设定好的控制器降载预设值按照从大到小对应SOC值，对应关系如下：SOC1为S1%对应I1，SOC1为S2%对应I2，SOC1为S3%对应I3，SOC1为Sn%对应In，SOC1为0%对应Ip；
4）电池管理系统即BMS实时发送电池组电量状态值即SOC值，并实时发送下一时刻的最大限流值Im；若SOC值大于步骤1）中的降载控制区间的最大值S1，车辆正常运转；当SOC值小于S1，控制器开始进入降载控制区间；
5）首先判断步骤4）中的SOC值是在降载控制区间的哪个区间内；根据该降载控制区间对应的控制器消耗预设电流值Ic与BMS发出的下一时刻的最大限流值Im的关系选择两者的较小值，得到最终的动力系统最大消耗电流值;电机控制器控制消耗的电流值输出对应的动力系统扭矩，实现整车动力控制。
2.如权利要求1所述的一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法，其特征在于：降载区间内对应控制器消耗的预设电流值Ic小于BMS发出的最大限流值Im，则最终的动力控制器消耗的电流值为降载区间内对应的控制器消耗的预设电流值Ic。
3.如权利要求1所述的一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法，其特征在于：降载区间内对应控制器消耗的预设电流值Ic大于BMS发出的最大限流值Im，则最终的动力控制器消耗的电流值为BMS发出的最大限流值Im。
4.如权利要求1所述的一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法，其特征在于：将SOC1值与电池组电量为0%之间的区间划分为若干个区间，若干个区间的跨度相同。
5.如权利要求1所述的一种四轮低速电动车低电量状态下的动力系统降载控制方法，其特征在于：将SOC1值与电池组电量为0%之间的区间划分为若干个区间，若干个区间的跨度不相同，且后一区间的跨度小于前一区间跨度。
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