基于电池功率变化率的功率控制方法、装置和整车控制器与流程

1.本发明涉及动力电池技术领域，尤其是涉及一种基于电池功率变化率的功率控制方法、装置和整车控制器。


背景技术：

2.动力电池为电动汽车的各部件提供能量，然而动力电池的放电功率会受到运行环境、电池当前状态等影响。并且汽车实际总负载运行功率不应超过电池的最大放电功率，否则将损伤电池，降低电池寿命。故需在最大限度发挥电池性能的同时，合理地使用电池放电功率，保护电池，且维护汽车的稳定运行。
3.当前一般通过控制总负载的实际功率，使得其不超过电池最大放电功率，但由于控制会存在延迟，仍存在损伤电池的风险。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于电池功率变化率的功率控制方法、装置和整车控制器，通过电池功率变化率对限制功率进行调整，保证实际放电功率在限制功率的控制下，不会超过最大放电功率限制，保证电池以及车辆安全。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种基于电池功率变化率的功率控制方法，所述方法包括：
6.实时获取当前车辆的总需求功率、动力电池的当前时刻最大放电功率、实际放电功率和上一时刻电池最大放电功率；
7.当上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值时，根据所述总需求功率与所述当前时刻最大放电功率的比对情况，确定所述当前车辆的限制功率；
8.基于所述限制功率控制所述实际放电功率，以使所述实际放电功率小于所述当前时刻最大放电功率。
9.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，当上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率的变化量超过功率变化阈值时，根据所述总需求功率与所述当前时刻最大放电功率的比对情况，确定所述当前车辆的限制功率的步骤，包括：
10.当上一时刻电池最大放电功率小于当前时刻最大放电功率，且该上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值时，若所述总需求功率大于所述当前时刻最大放电功率，则根据预设上升变化率，提高所述限制功率。
11.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，当上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率的变化量超过功率变化阈值时，根据所述总需求功率与所述当前时刻最大放电功率的比对情况，确定所述当前车辆的限制功率的步骤，包括：
12.当上一时刻电池最大放电功率小于当前时刻最大放电功率，且该上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值时，若所述总需求功率小于所述当前时刻最大放电功率，则根据第二预设上升变化率提高所述限制功率。
13.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第一预设上升变化率小于所述第二预设上升变化率。
14.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，当上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率的变化量超过功率变化阈值时，根据所述总需求功率与所述当前时刻最大放电功率的比对情况，确定所述当前车辆的限制功率的步骤，包括：
15.当上一时刻电池最大放电功率大于当前时刻最大放电功率，且所述上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率的变化量超过功率阈值时，若所述总需求功率大于所述当前时刻最大放电功率，则基于预设下降变化率，降低所述限制功率。
16.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：
17.若所述总需求功率大于所述当前时刻最大放电功率，向提醒终端发送提醒信号，所述提醒信号包括所述电池的最大放电功率受限的提示。
18.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，根据所述限制功率控制所述实际放电功率，以使所述实际放电功率小于所述当前时刻最大放电功率的步骤，包括：
19.对第一限制功率进行比例积分线性调节得到第二限制功率；
20.根据所述第二限制功率控制所述实际放电功率，直至所述实际放电功率不超过所述第一限制功率。
21.第二方面，本发明实施例还提供一种基于电池功率变化率的功率控制装置，所述装置包括：
22.获取模块，实时获取当前车辆的总需求功率、动力电池的当前时刻最大放电功率、实际放电功率和上一时刻电池最大放电功率；
23.确定模块，当上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值时，根据所述总需求功率与所述当前时刻最大放电功率的比对情况，确定所述当前车辆的限制功率；
24.控制模块，基于所述限制功率控制所述实际放电功率，以使所述实际放电功率小于所述当前时刻最大放电功率。
25.第三方面，实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
26.第四方面，实施例提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
27.本发明实施例带来了一种基于电池功率变化率的功率控制方法、装置和整车控制器，在电池最大放电功率的变化率超过功率变化率阈值时，根据当前时刻最大放电功率与
总需求功率的比对情况，调整限制功率，再基于该限制功率调整实际放电功率，以保证实际放电功率在限制功率的控制下，不会超过最大放电功率限制，保证电池以及车辆安全。
28.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明实施例提供的一种基于电池功率变化率的功率控制方法流程图；
32.图2为本发明实施例提供的另一种基于电池功率变化率的功率控制方法流程图；
33.图3为本发明实施例提供的一种功率与时间关系的示意图；
34.图4为本发明实施例提供的一种基于电池功率变化率的功率控制装置的功能模块示意图；
35.图5为本发明实施例提供的电子设备的硬件架构示意图。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.目前通过控制动力电池的实际功率，使得其不超过电池最大放电功率，以保证电池寿命，但电池还是具有损耗的风险。在实际应用场景中，例如此时虽控制实际功率降低，但因测量延迟和控制精度等原因，实际功率仍有超过最大功率的风险，继续升高一段时间，进而该实际功率存在此段时间超过最大放电功率的风险，致使电池寿命降低。
38.基于此，本发明实施例提供的一种基于电池功率变化率的功率控制方法、装置和整车控制器，通过电池功率变化率对限制功率进行调整，保证实际放电功率在限制功率的控制下，不会超过最大放电功率限制，保证电池以及车辆安全。
39.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种基于电池功率变化率的功率控制方法进行详细介绍，该方法可应用于车辆的整车控制器。
40.图1为本发明实施例提供的一种基于电池功率变化率的功率控制方法流程图。
41.参照图1，该方法包括以下步骤：
42.步骤s102，实时获取当前车辆的总需求功率、动力电池的当前时刻最大放电功率、实际放电功率和上一时刻电池最大放电功率。
43.其中，总需求功率指车辆执行相应功能操作所需要的功率需求。最大放电功率
power max是基于当前电池的性能、应用环境和工况，能够释放出的最大的放电功率。实际放电功率power actual是当前电池在整车控制器的控制下，实际释放出的放电功率值。
44.步骤s104，当上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值时，根据总需求功率与当前时刻最大放电功率的比对情况，确定当前车辆的限制功率。
45.其中，限制功率power max offset相比于最大放电功率较小，且大于实际放电功率。
46.步骤s106，基于限制功率控制实际放电功率，以使实际放电功率小于当前时刻最大放电功率。
47.示例性地，以一个稍小于最大放电功率的限制功率来限制实际放电功率，使得实际放电功率不超过该第一限制功率，进而该实际放电功率保证不会超过比该限制功率大的最大放电功率。
48.在实际应用的优选实施例中，在电池最大放电功率的变化率超过功率变化率阈值时，根据当前时刻最大放电功率与总需求功率的比对情况，调整限制功率，再基于该限制功率调整实际放电功率，以保证实际放电功率在限制功率的控制下，不会超过最大放电功率限制，保证电池以及车辆安全。
49.在一些实施例中，可依据前后时刻不同的放电功率变化情况调整限制功率，保证在各种情况下的实际放电功率均不会超过最大放电功率，提高电池寿命，步骤s104，还包括：
50.步骤1.1)，当上一时刻电池最大放电功率小于当前时刻最大放电功率，且该上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值时，若总需求功率大于当前时刻最大放电功率，则根据第一预设上升变化率，提高限制功率。最大放电功率满足需求时，即当上一时刻电池最大放电功率小于当前时刻最大放电功率，且该上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值时，若总需求功率小于当前时刻最大放电功率，直接根据第二预设上升变化率提高所述限制功率；最大放电功率阶跃上升时，最大放电功率不满足需求时，缓慢升高限制功率。
51.其中，预先设置限制功率的上升变化率和下降变化率，该上升变化率包括第一预设上升变化率和第二预设上升变化率，第一预设上升变化率小于第二预设上升变化率，限制功率用于控制实际放电功率小于当前时刻最大放电功率。
52.作为一种可选的实施例，如图3所示，针对竖直上升曲线前后的功率变化情况，可以理解为上一时刻电池最大放电功率小于当前时刻最大放电功率，且该上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值。此时，若总需求功率小于当前时刻最大放电功率，即此时的放电功率可满足车辆驾驶员的总需求功率，则依据第二预设上升变化率，提高限制功率，快速回复放电功率；若总需求功率大于当前时刻最大放电功率，即此时的放电功率不能满足车辆驾驶员的总需求功率，则根据第一预设上升变化率，提高限制功率。
53.示例性地，在当前放电功率不满足驾驶员功率需求时，当放电功率需要恢复时，降低预设上升变化率，较低程度低提高限制功率，实现缓慢恢复放电功率，防止非预期加速，如图3所示，限制功率的上升斜率相对于竖直上升斜率，较为平缓。
54.在前述实施例的基础上，步骤s104还包括：
55.步骤1.2)，当上一时刻电池最大放电功率大于当前时刻最大放电功率，且上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率的变化量超过功率阈值时，若总需求功率大于当前时刻最大放电功率，则基于预设下降变化率，降低限制功率。
56.示例性地，如图3所示，此时针对竖直下降曲线前后的功率变化情况，可以理解为上一时刻电池最大放电功率大于当前时刻最大放电功率，且上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率的变化量超过功率阈值时。
57.在一些实施例中，为了使用户获知当前车辆电池的放电情况，该方法还包括：
58.步骤2.1)，若总需求功率大于当前时刻最大放电功率，向提醒终端发送提醒信号，提醒信号包括电池的最大放电功率受限的提示，以便用户知晓当前车辆情况，并采取相应措施。
59.在一些实施例中，可以对上述实施例确定第一限制功率进行优化，使得对实际放电功率的控制更加精确，步骤s106还包括以下步骤实现：
60.步骤3.1)，对第一限制功率进行比例积分线性pid(proportion
‑
integral
‑
derivative)调节得到第二限制功率。
61.其中，以实际放电功率不超过第一限制功率为控制目标，对第一限制功率进行pid控制，输出第二限制功率给功率使用模块使用，此时功率使用模块控制消耗的放电功率不会超过第二限制功率，进而实际放电功率不会超过第一限制功率。
62.步骤3.2)，根据第二限制功率控制实际放电功率，直至实际放电功率不超过第一限制功率。
63.需要说明的是，本发明实施例以比最大放电功率较小的第一限制功率为控制目标线，并动态调整第一限制功率曲线offset，能有效防止实际放电功率超限(超过第一限制功率曲线)，在实际放电功率即将超限的情况下，利用pid快速有效地将实际放电功率控制在电池能力范围之内。
64.图2为本发明实施例提供的另一种基于电池功率变化率的功率控制方法流程图，参照图2，该方法具体包括以下步骤：
65.步骤s202，获取总功率需求powerreq、增程系统实际发电功率repower和当前电池最大放电功率powermax，上一时刻电池最大放电功率powermaxpre；
66.步骤s204，预设上升变化率incratelimit＝l1，预设下降变化率decratelimit＝l2；
67.步骤s206，预设delta1＝powerreq
‑
repower
‑
powermax，其中，delta1为总功率需求与实际发电功率以及当前电池放电功率的差值；
68.步骤s208，判断当前实际发电功率以及当前电池放电功率之和是否满足总功率需求，且是否同时处于最大放电功率上升阶段；
69.若是，则该预设的上升变化率为上升变化率l11，再执行步骤s214；若否，则直接执行步骤s214；
70.步骤s210，预设delta2＝powermaxpre
‑
powermax，其中，delta2为上一时刻与当前时刻放电功率的差值；
71.步骤s212，判断总功率需求是否大于当前实际发电功率以及当前电池放电功率之
和，且是否同时处于最大放电功率的上升变化率大于阈值；
72.若是，则请求hmi模块提醒驾驶员电池功率受限，再执行步骤s214；若否，则执行步骤s214。
73.步骤s214，对限制功率powermaxoffset按照上升变化率incratelimit和下降变化率decratelimit的限制进行调整。
74.如图4所示，本发明实施例提供一种基于电池功率变化率的功率控制装置，包括：
75.获取模块，实时获取当前车辆的总需求功率、动力电池的当前时刻最大放电功率、实际放电功率和上一时刻电池最大放电功率；
76.确定模块，当上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值时，根据所述总需求功率与所述当前时刻最大放电功率的比对情况，确定所述当前车辆的限制功率；
77.控制模块，基于所述限制功率控制所述实际放电功率，以使所述实际放电功率小于所述当前时刻最大放电功率。
78.在一些实施例中，确定模块还用于当上一时刻电池最大放电功率小于当前时刻最大放电功率，且该上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值时，若所述总需求功率大于所述当前时刻最大放电功率，则根据预设上升变化率，提高所述限制功率。
79.在一些实施例中，确定模块还用于当上一时刻电池最大放电功率小于当前时刻最大放电功率，且该上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率之间的变化量超过功率变化阈值时，若所述总需求功率小于所述当前时刻最大放电功率，则根据第二预设上升变化率提高所述限制功率。
80.在一些实施例中，所述第一预设上升变化率小于所述第二预设上升变化率。
81.在一些实施例中，确定模块还用于当上一时刻电池最大放电功率大于当前时刻最大放电功率，且所述上一时刻电池最大放电功率与当前时刻最大放电功率的变化量超过功率阈值时，若所述总需求功率大于所述当前时刻最大放电功率，则基于预设下降变化率，降低所述限制功率。
82.在一些实施例中，所述装置还包括，提醒模块用于若所述总需求功率大于所述当前时刻最大放电功率，向提醒终端发送提醒信号，所述提醒信号包括所述电池的最大放电功率受限的提示。
83.在一些实施例中，控制模块还用于对第一限制功率进行比例积分线性调节得到第二限制功率；根据所述第二限制功率控制所述实际放电功率，直至所述实际放电功率不超过所述第一限制功率。
84.本发明实施例提供的用于实现一种电子设备，本实施例中，所述电子设备可以是，但不限于，个人电脑(personal computer，pc)、笔记本电脑、监控设备、服务器等具备分析及处理能力的计算机设备。
85.作为一种示范性实施例，可参见图5，电子设备110，包括通信接口111、处理器112、存储器113以及总线114，处理器112、通信接口111和存储器113通过总线114连接；上述存储器113用于存储支持处理器112执行上述图像锐化方法的计算机程序，上述处理器112被配置为用于执行该存储器113中存储的程序。
86.本文中提到的机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：ram(radom access memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。
87.非易失性介质可以是非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的非易失性存储介质，或者它们的组合。
88.可以理解的是，本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。
89.本发明实施例所提供计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序代码被执行时可实现上述任一实施例所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
90.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
91.另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
92.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
93.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。