CN110733379A - 一种基于电池荷电状态的能量管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车能量管理技术领域，提供了一种基于电池荷电状态的能量管理系统及方法，该方法包括：检测动力电池当前荷电状态SOC所在的荷电状态区间；基于电池当前荷电状态SOC所在的荷电状态区间来确定能量管理策略，当SOC值比较高时，禁止进行能量回收，防止电池包过压；当SOC值较高时，允许进行能量回收，增加续航能力，整车控制器VCU对电动车最大车速和电机控制器MCU的输出功率不做限制，允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC开启，以保证整车动力性和功能性需求；当SOC较低时，为提高续航能力，整车控制器VCU将对电机控制器MCU进行限功率、对整车进行限速处理；当SOC继续减少到很低时，整车控制器VUC将禁止电动空调压缩机EAC及加热器PTC开启，减少趴窝风险。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车能量管理技术领域，提供了一种基于电池荷电状态的能量管理系统及方法。
背景技术
续航里程是评价电动汽车的一项重要指标，在动力电池包电量较低时，动力电池的动力性能与续航里程两者是难以兼顾，若一味的满足用户对动力性能的需求，则可能导致趴窝的风险。
发明内容
本发明提供了一种基于电池荷电状态的能量管理系统，提供一种均衡动力性及续航能力的能量管理策略。
本发明是这样实现的，一种基于电池荷电状态的能量管理系统，所述系统包括：
电池管理系统BMS，电池管理系统与整车控制器VCU连接，整车控制器VCU与电机控制器MCU、电动空调压缩机EAC及加热器PTC连接。
进一步的，所述系统还包括：
ICM，ICM与整车控制器VCU连接。
本发明是这样实现的，一种基于电池荷电状态的能量管理方法，所述方法具体包括如下步骤：
S1、检测动力电池当前荷电状态SOC所在的荷电状态区间；
S2、基于动力电池当前荷电状态SOC所在荷电状态区间来确定能量管理策略。
进一步的，所述能量管理策略具体如下：
当SOC≥SOC1，则整车控制器VCU禁止电机控制器MCU进行能量回收，允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，未对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制；
当SOC2≤SOC<SOC1，整车控制器VCU允许电机控制器MCU进行能量回收，允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，未对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制；
当SOC3≤SOC<SOC2，整车控制器VCU允许电机控制器MCU进行能量回收，允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制；
当SOC<SOC3，整车控制器VCU允许电机控制器MCU进行能量回收，禁止电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制。
进一步的，将功率限制为电机控制器MCU最大允许输出功率Pmcu_max(单位为kW)的a％，a的取值根据实际需求进行标定。
进一步的，车速限制为设定值b，b的取值根据实际需求进行标定。
进一步的，在对电机控制器MCU进行功率及车速的限制时，ICM控制充电指示灯点亮，同时控制限制功率指示灯点亮。
整车控制器VCU根据不同SOC值进行能量管理和控制，当SOC值比较高时，禁止进行能量回收，以保护电池包，防止过压；当SOC值较高时，允许进行能量回收，以增加续航能力，整车控制器VCU对电动车最大车速和电机控制器MCU的输出功率不做限制，并允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC开启，以保证整车动力性和功能性需求。当SOC较低时，为减少电池包能量消耗，提高续航能力，整车控制器VCU将对电机控制器MCU进行限功率、对整车进行限速处理。当SOC继续减少到很低时，整车控制器VUC将进一步禁止电动空调压缩机EAC及加热器PTC开启，以减少“趴窝”风险。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于电池荷电状态的能量管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基于电池荷电状态的能量管理方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的基于电池荷电状态的能量管理系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。
该系统包括：
电池管理系统BMS，电池管理系统与整车控制器VCU连接，整车控制器VCU与电机控制器MCU、电动空调压缩机EAC、加热器PTC连接。
电池管理系统BMS定时将动力电池的当前荷电状态SOC通过CAN线发送至整车控制器VCU，整车控制器基于动力电池当前荷电状态SOC对电动汽车进行能量管理，电机控制器MCU负责执行整车控制器VCU发送的限制功率和限制车速指令，并基于整车控制器VCU的指令进行能量回收，电动空调压缩机EAC用于电动车的制冷，加热器PTC用于电动车的制热。
在本发明实施例中，该系统还包括：ICM，ICM与整车控制器VCU连接，当电池包电量较低时，ICM显示低电量指示灯，以提示驾驶员及时充电，当符合限功率条件时，仪表将显示限功率指示灯。
图2为本发明实施例提供的基于电池荷电状态的能量管理方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、检测电池当前荷电状态SOC所在的荷电状态区间；
在本发明实施例中，将动力电池的整个荷电状态划分为四个区间，即[SOC1，1]、[SOC2，SOC1]、[SOC3，SOC2]、[0，SOC3]，其中，SOC1＞SOC2＞SOC3，在本发明实施例中，SOC1、SOC2、SOC3的取值基于实际需求进行标定，这仅提供一组参考数据SOC1＝95％，SOC2＝25％，SOC3＝15％。
S2、基于电池当前荷电状态SOC所在的荷电状态区间来确定能量管理策略，其能量管理策略具体如下：
当SOC≥SOC1，则整车控制器VCU禁止电机控制器MCU进行能量回收，允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，未对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制；
当SOC2≤SOC<SOC1，整车控制器VCU允许电机控制器MCU进行能量回收，允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，未对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制；
当SOC3≤SOC<SOC2，整车控制器VCU允许电机控制器MCU进行能量回收，允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制；
由于相比于电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，通过限制电机控制器MCU的功率及整车车速更能节省电能，因此，在动力电池电量相对较低的时候，通过限制电机控制器MCU的功率及整车车速以换取更长的续航里程；
当SOC<SOC3，整车控制器VCU允许电机控制器MCU进行能量回收，禁止电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制。
此时电池包的电量SOC很低，为了避免电动车“趴窝”以及减少电池包电量消耗，整车控制器VCU将禁止电动空调压缩机EAC和PTC开启。
在本发明实施例中，将功率限制为电机控制器MCU最大允许输出功率Pmcu_max(单位为kW)的a％；车速限制为b(单位为km/h)，Pmcu_limit和b均可以根据客户的动力性需求进行标定。
在本发明实施例中，在对电机控制器MCU进行功率及车速的限制时，ICM控制充电指示灯点亮，同时控制限制功率指示灯点亮；
在本发明实施例中，在禁止电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启时，ICM控制充电指示灯点亮，同时控制限制功率指示灯点亮，限制EAC开启指示灯电点亮及限制PTC开启指示灯点亮。
整车控制器VCU根据不同SOC值进行能量管理和控制，当SOC值比较高时，禁止进行能量回收，以保护电池包，防止过压；当SOC值较高时，允许进行能量回收，以增加续航能力，整车控制器VCU对电动车最大车速和电机控制器MCU的输出功率不做限制，并允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC开启，以保证整车动力性和功能性需求。当SOC较低时，为减少电池包能量消耗，提高续航能力，整车控制器VCU将对电机控制器MCU进行限功率、对整车进行限速处理。当SOC继续减少到很低时，整车控制器VUC将进一步禁止电动空调压缩机EAC及加热器PTC开启，以减少“趴窝”风险。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于电池荷电状态的能量管理系统，其特征在于，所述系统包括：
电池管理系统BMS，电池管理系统与整车控制器VCU连接，整车控制器VCU与电机控制器MCU、电动空调压缩机EAC及加热器PTC连接。
2.如权利要求1所述基于电池荷电状态的能量管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
ICM，ICM与整车控制器VCU连接。
3.基于权利要求1或2所述基于电池荷电状态的能量管理系统的能量管理方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
S1、检测电池当前荷电状态SOC所在的荷电状态区间；
S2、基于电池当前荷电状态SOC所在的荷电状态区间来确定能量管理策略。
4.如权利要求3所述基于电池荷电状态的能量管理方法，其特征在于，所述能量管理策略具体如下：
当SOC≥SOC1，则整车控制器VCU禁止电机控制器MCU进行能量回收，允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，未对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制；
当SOC2≤SOC<SOC1，整车控制器VCU允许电机控制器MCU进行能量回收，允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，未对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制；
当SOC3≤SOC<SOC2，整车控制器VCU允许电机控制器MCU进行能量回收，允许电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制；
当SOC<SOC3，整车控制器VCU允许电机控制器MCU进行能量回收，禁止电动空调压缩机EAC及加热器PTC的开启，对电机控制器MCU的功率及整车车速进行限制。
5.如权利要求4所述基于电池荷电状态的能量管理方法，其特征在于，将功率限制为电机控制器MCU最大允许输出功率Pmcu_max的a％，a的取值根据实际需求进行标定。
6.如权利要求4所述基于电池荷电状态的能量管理方法，其特征在于，车速限制为设定值b，b的取值根据实际需求进行标定。
7.如权利要求4所述基于电池荷电状态的能量管理方法，其特征在于，在对电机控制器MCU进行功率及车速的限制时，ICM控制充电指示灯点亮，同时控制限制功率指示灯点亮。
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