[发明专利]过量电流检测控制方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于控制进出蓄电池组的功率的方法，且更具体地涉及控制进入电动车辆或混合动力车辆的蓄电池组的充电功率和离开蓄电池组的放电功率的方法，所述方法监测在一定时间内积分的均方根电流且在超过电流阈值时调节功率。

背景技术

电动车辆和汽油/电动混合动力车辆在当今机动车市场中快速流行。电动车辆和混合动力车辆提供多个期望特征，例如减少排放物，减少石油基燃料的使用且可能降低操作成本。电动车辆和混合动力车辆的关键部件是蓄电池组。这些车辆中的蓄电池组通常包括多个互连单元，其可以根据需要传输大量功率。蓄电池组还表示车辆成本的显著部分。为了最大化车辆驾驶里程和最大化蓄电池组寿命，往返蓄电池组的电流必须被控制，使得蓄电池组不会过快地充电或放电，这可能导致过热损害和其它问题。

已经开发和实施监测蓄电池组以防止过热的多种方法。这些方法包括：监测蓄电池组的温度以检测温度过高状况；以及监测蓄电池组的荷电状态以确定蓄电池组是否过快地充电或放电。然而，这些方法均具有缺陷。蓄电池组中的温度可以仅仅在蓄电池组内的若干分立位置经济地监测；因而，在蓄电池组中可能存在比温度传感器所指示更热的地方，在该情况下，在检测到高温时蓄电池组中的一些单元可能已经损坏。而且，蓄电池组的加热中涉及时间滞后，这产生仅仅在一些损害已经完成之后采取功率调节动作的风险。荷电状态监测通常对蓄电池组中的每个单元进行，但是荷电状态测量可能具有累积误差，这使之难以准确地确定一些蓄电池组单元是否将要经受损害。如温度那样，荷电状态也是事后指示。

为了更有效地保护蓄电池组不受损害，需要闭环预测监测和控制方法。可以使用在一定时间窗内监测充电和放电电流的方法，以提前确定功率是否需要调节，以便防止蓄电池组单元的损害，从而克服现有方法的限制。这种方法还能够以改进车辆驾驶性能同时还保持蓄电池组耐用性的方式实施。

发明内容

根据本发明的教导，公开了一种用于控制电动车辆或混合动力车辆的蓄电池组的充电和放电的方法。监测流入或流出蓄电池组的电流，且均方根（RMS）电流在时间窗内积分并与阈值进行比较以确定功率是否需要调节，以便防止对蓄电池组中的单元的损害。如果时间积分RMS电流超过阈值，那么起用闭环比例-积分（PI）控制器以调节功率输入或输出。控制器将继续调节功率，直到时间积分RMS电流下降低于阈值。对于不同时间窗能够定义不同阈值。PI控制器中使用的增益也能够调节以缩放功率调节量。

方案1. 一种用于控制蓄电池组中的充电和放电功率的方法，所述方法包括：

用电流传感器测量流入或流出蓄电池组的电流；

根据所测量电流计算时间窗的均方根电流；

将均方根电流与该时间窗的阈值进行比较；和

基于均方根电流与该阈值的比较来控制充电或放电功率。

方案2. 根据方案1所述的方法，其中，计算时间窗的均方根电流包括使用指数加权移动平均滤波器。

方案3. 根据方案1所述的方法，其中，基于均方根电流与该阈值的比较来控制充电或放电功率包括：如果均方根电流超过该阈值，那么减少充电或放电功率。

方案4. 根据方案1所述的方法，其中，基于均方根电流与该阈值的比较来控制充电或放电功率包括：计算误差函数；以及使用比例积分控制算法来计算功率设定值。

方案5. 根据方案4所述的方法，其中，使用比例积分控制算法来计算功率设定值包括：

基于误差函数计算比例项；

基于误差函数计算积分项；

如果需要，限幅积分项以使之处于最大值和最小值之间；

将比例项和积分项相加；以及

将功率极限值与比例项和积分项的总和相加以获得功率设定值。

方案6. 根据方案5所述的方法，其中，限幅积分项包括允许充电功率的最大值和最小值不同于放电功率的最大值和最小值。

方案7. 根据方案5所述的方法，其中，增加功率极限值包括允许充电功率的功率极限值不同于放电功率的功率极限值。

方案8. 根据方案1所述的方法，其中，蓄电池组是锂离子蓄电池组。

方案9. 根据方案1所述的方法，其中，蓄电池组用于电动车辆或混合动力车辆。

方案10. 一种用于控制电动车辆内的锂离子蓄电池组中的充电和放电功率的方法，所述方法包括：

用电流传感器测量流入或流出蓄电池组的电流；

根据所测量电流计算时间窗的滚动平均均方根电流；

将滚动平均均方根电流与该时间窗的阈值进行比较；和