动力蓄电池的保护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种动力蓄电池的保护方法及装置。其中，所述方法包括：获取动力蓄电池所允许的输入功率的最大值并获取当前动力蓄电池中单体电池的电压的最大值；判断电压的最大值与预设过压阈值的差值是否大于0；如果大于0，根据比例积分与微分PID控制算法对差值进行处理以获取处理结果；根据输入功率的最大值和处理结果获取第一功率，并根据第一功率控制电机扭矩，以控制动力蓄电池的输入功率。本发明专利技术实施例的动力蓄电池的保护方法，当电池发生过压时，通过比例积分与微分PID控制算法可以控制电池的电压迅速回落到预设过压阈值以下，且电流变化平稳，减小了过压对电池造成的损害，提高了电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种动力蓄电池的保护方法及装置。
技术介绍
电动汽车所用的动力蓄电池是由多个单体电池串并联组成的，单体电池由于受电 化学原理限制，其允许的工作电压必须在一个范围内，如果在使用中工作电压超出了该电 压范围的上限（即过压）或低于该电压范围的下限（即欠压)，都将可能造成单体电池的不可 逆损坏，从而降低动力蓄电池的使用寿命。 例如，动力蓄电池在使用过程中如果出现严重的过压、欠压即使用电压范围超出 允许的工作范围，电池内部将会发生副反应，从而造成内部短路、发热等不良现象，轻则出 现电池容量严重损失，重则发生起火等事故。由于电池系统是个被动输出的电源系统，不 能主动降低或增加输入输出的电流，只能通过被动的方法请求用电部件（如驱动电机）或 供电部件（如充电机），降低输入或输出的功率。电池管理系统BMS(Battery Management System)通常采用多种措施来限制电池的过压和欠压，相关技术中的做法是设定电压阈值， 当超出设定电压阈值时，切断接触器或请求用电部件降低输出或输入功率。其中，请求用电 部件降低输出或输入功率的方法为（以动力蓄电池过压保护为例）：根据单体电池的最高电 压或最低电压单次采样值将动力蓄电池的最大允许输入输出功率进行降额，根据降额后的 功率控制充电系统对动力蓄电池的充电功率。 但是，相关技术中的处理方法存在以下缺点：（1)对于纯电动模式的电动汽车来 讲，直接切断接触器以断开高压回路连接，意味着断开动力系统的能源供应，电动汽车将会 失去动力，将引发电动汽车失控造成危险。另外，在制动回馈过程中断开动力蓄电池能很 好地防止电池过充，但是由于驱动电机仍然在高速旋转，在其负载动力电池已经断开的情 况下，空载电压将会升高，可能超出高压电器元件的耐压范围。（2)由于路面状况的千变万 化，电动汽车在行驶过程中，电流变化比较剧烈，单体电池的最高或最低电压变化也比较剧 烈，那么，电池管理系统发送给VMS或充电机的最大可用功率变化剧烈，在对车辆控制上表 现出来的就是容易造成抖动，影响车辆的舒适性。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。 为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种动力蓄电池的保护方法。该方法在当电 池发生过压时，通过比例积分与微分PID控制算法可以控制电池的电压迅速回落到预设过 压阈值以下，且电流变化平稳，减小了过压对电池造成的损害，提高了电池的使用寿命。 本专利技术的第二个目的在于提出一种动力蓄电池的保护装置。 本专利技术的第三个目的在于提出另一种动力蓄电池的保护方法。 本专利技术的第四个目的在于提出另一种动力蓄电池的保护装置。 为了实现上述目的，本专利技术第一方面实施例的动力蓄电池的保护方法，包括以下 步骤：获取所述动力蓄电池所允许的输入功率的最大值并获取当前所述动力蓄电池中单体 电池的电压的最大值；判断所述电压的最大值与预设过压阈值的差值是否大于0 ;如果大 于0,根据比例积分与微分PID控制算法对所述差值进行处理以获取处理结果；根据所述输 入功率的最大值和所述处理结果获取第一功率，并根据所述第一功率控制电机扭矩，以控 制所述动力蓄电池的输入功率。 根据本专利技术实施例的动力蓄电池的保护方法，当动力蓄电池中单体电池的电压超 过预设过压阈值时，通过PID控制算法可以控制单体电池的电压迅速回落到预设过压阈值 以下，并且动力蓄电池以较小的功率进行输入或输出，电流的变化较为平稳，可以充分地利 用电池的充电接受能力，提高了电池的使用寿命。同时，该方法可以由车辆的微控制单元 MCU直接控制电机扭矩的输出，避免了动力蓄电池只能被动地等待电机系统或制动回馈系 统调整功率，从而能够直接限制输入或输出动力蓄电池的能量。 为了实现上述目的，本专利技术第二方面实施例的动力蓄电池的保护装置，包括：获取 模块，用于获取所述动力蓄电池所允许的输入功率的最大值并获取当前所述动力蓄电池中 单体电池的电压的最大值；判断模块，用于判断所述电压的最大值与预设过压阈值的差值 是否大于0 ;处理模块，用于如果大于0,根据比例积分与微分PID控制算法对所述差值进行 处理以获取处理结果；控制模块，用于根据所述输入功率的最大值和所述处理结果获取第 一功率，并根据所述第一功率控制电机扭矩，以控制所述动力蓄电池的输入功率。 根据本专利技术实施例的动力蓄电池的保护装置，当动力蓄电池中单体电池的电压超 过预设过压阈值时，通过处理模块和控制模块可以控制单体电池的电压迅速回落到预设过 压阈值以下，并且使动力蓄电池以较小的功率进行输入或输出，电流的变化较为平稳，可以 充分地利用电池的充电接受能力，提高了电池的使用寿命。 为了实现上述目的，本专利技术第三方面实施例的动力蓄电池的保护方法，包括以下 步骤：获取所述蓄电池所允许的输出功率的最大值并获取当前所述动力蓄电池中单体电池 的电压的最小值；判断预设欠压阈值与所述电压的最小值的差值是否大于0 ;如果大于0， 根据比例积分与微分PID控制算法对所述差值进行处理以获取处理结果；根据所述输出功 率的最大值和所述处理结果获取第一功率，并根据所述第一功率控制电机扭矩，以控制所 述动力蓄电池的输出功率。 根据本专利技术实施例的动力蓄电池的保护方法，当动力蓄电池中单体电池的电压低 于预设欠压阈值时，通过PID控制算法可以控制单体电池的电压迅速提升到预设欠压阈值 以上，并且动力蓄电池以较小的功率进行输出，电流的变化较为平稳，可以充分地利用电池 的放电能力，提高了电池的使用寿命。同时，该方法可以由车辆的微控制单元MCU直接控制 电机扭矩的输出，避免了动力蓄电池只能被动地等待电机系统或制动回馈系统调整功率， 从而能够直接限制动力蓄电池输出的能量。 为了实现上述目的，本专利技术第四方面实施例的动力蓄电池的保护装置，包括：获取 模块，用于获取所述蓄电池所允许的输出功率的最大值并获取当前所述动力蓄电池中单体 电池的电压的最小值；判断模块，用于判断预设欠压阈值与所述电压的最小值的差值是否 大于0 ;处理模块，用于如果大于0,根据比例积分与微分PID控制算法对所述差值进行处理 以获取处理结果；控制模块，用于根据所述输出功率的最大值和所述处理结果获取第一功 率，并根据所述第一功率控制电机扭矩，以控制所述动力蓄电池的输出功率。 根据本专利技术实施例的动力蓄电池的保护装置，当动力蓄电池中单体电池的电压低 于预设欠压阈值时，通过处理模块和控制模块可以控制单体电池的电压迅速提升到预设欠 压阈值以上，并且动力蓄电池以较小的功率进行输出，电流的变化较为平稳，可以充分地利 用电池的放电能力，提高了电池的使用寿命。 本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】 本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中， 图1是根据本专利技术一个实施例的动力蓄电池的保护方法的流程图； 图2是根据本专利技术一个实施例的PID控制算法的示意图； 图3是根据本专利技术一个实施例的动力蓄电池的保护装置的结构示意图； 图4是根据本专利技术一个实施例的动力蓄电池的保护方法的流程图； 图5是根据本专利技术一个实施例的PID控制算法的示意图； 图6是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力蓄电池的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述动力蓄电池所允许的输入功率的最大值并获取当前所述动力蓄电池中单体电池的电压的最大值；判断所述电压的最大值与预设过压阈值的差值是否大于0；如果大于0，根据比例积分与微分PID控制算法对所述差值进行处理以获取处理结果；以及根据所述输入功率的最大值和所述处理结果获取第一功率，并根据所述第一功率控制电机扭矩，以控制所述动力蓄电池的输入功率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李德伟，赵景辉，
申请(专利权)人：北汽福田汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11