[發(fā)明專利]基于模型預(yù)測控制的電動(dòng)汽車整車電池?zé)峁芾矸椒?/span>有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010062895.7 | 申請(qǐng)日： | 2020-01-19 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111261973B | 公開（公告）日： | 2022-09-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 謝翌;王晨陽;胡曉松;張揚(yáng)軍;劉釗銘;唐小林;馮飛 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 重慶大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01M10/613 | 分類號(hào)： | H01M10/613;H01M10/625;H01M10/633;H01M10/635;H01M10/6554;H01M10/6568;G06N3/08;G06N3/04;G06F17/15;B60L58/24 |
| 代理公司： | 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275 | 代理人： | 趙榮之 |
| 地址： | 400044 重*** | 國省代碼： | 重慶;50 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 模型 預(yù)測 控制 電動(dòng)汽車 整車 電池 管理 方法 | ||
1.基于模型預(yù)測控制的電動(dòng)汽車整車電池?zé)峁芾矸椒ǎ涮卣髟谟冢涸摲椒ò缦虏襟E：
S1：建立包含傳動(dòng)系統(tǒng)、電池包的電-熱-老化多狀態(tài)估計(jì)和冷卻系統(tǒng)在內(nèi)的電池包的熱管理的系統(tǒng)模型；
S2：設(shè)計(jì)模型預(yù)測控制器的狀態(tài)估計(jì)器和代價(jià)函數(shù)；
S3：建立車速預(yù)測模型，并將其與控制系統(tǒng)耦合；
S4：在不同的環(huán)境溫度下，找到和環(huán)境溫度相關(guān)的最佳電池溫度參考值，并將其與控制系統(tǒng)耦合；
所述狀態(tài)估計(jì)器和代價(jià)函數(shù)的控制目標(biāo)是：將電池包的溫度維持在某一溫度參考值，電池老化程度最小化，電池模組間的溫差最小化，以及冷卻系統(tǒng)水泵耗能最少；模型預(yù)測控制的狀態(tài)估計(jì)器為：
Z＝Λx(k)+ΦU+ΨD#
Λ、Φ、和Ψ是系統(tǒng)模型線性化后的狀態(tài)空間的系數(shù)矩陣；k表示k時(shí)刻；D是系統(tǒng)模型的擾動(dòng)量；
其中，
Np是預(yù)測時(shí)域；u是系統(tǒng)的控制量；Z(k+i|k)是系統(tǒng)在k時(shí)刻，k+i預(yù)測時(shí)刻的狀態(tài)輸出量，包括電池的溫度、SOH和模組間的溫差；
代價(jià)函數(shù)為：
ωb、ωsoh和ωdif是不同項(xiàng)的權(quán)重是控制器的電池參考溫度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型預(yù)測控制的電動(dòng)汽車整車電池?zé)峁芾矸椒ǎ涮卣髟谟冢核霾襟ES1具體包含如下步驟：
S11：建立系統(tǒng)模型框架，確立各個(gè)子模型之間的關(guān)系；
S12：建立由電池包驅(qū)動(dòng)，滿足車輛車速動(dòng)態(tài)變化需求的傳動(dòng)系統(tǒng)模型；
S13：建立隨電池包載荷變化的，電池的電-熱-老化模型；
S14：建立電池包的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)是由冷板、水泵和散熱器構(gòu)成的單回路冷卻模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型預(yù)測控制的電動(dòng)汽車整車電池?zé)峁芾矸椒ǎ涮卣髟谟冢核霾襟ES3包含如下步驟：
S31：對(duì)車速數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分類，根據(jù)車速的特征值，即平均車速、怠速時(shí)間比例、速度方差、加速度均值和速度乘加速度方差，建立子數(shù)據(jù)庫；對(duì)各個(gè)子數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訓(xùn)練，建立響應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；
S32：將相鄰的時(shí)段的歷史車速的車速特征值作為判別依據(jù)選擇響應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將歷史車速和特征值作為網(wǎng)絡(luò)模型的輸入，得到預(yù)測車速的初始數(shù)據(jù)；
S33：對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出數(shù)據(jù)中的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終得到該時(shí)刻的預(yù)測數(shù)據(jù)段；
S34：將預(yù)測到的未來車速信息與控制耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模型預(yù)測控制的電動(dòng)汽車整車電池?zé)峁芾矸椒ǎ涮卣髟谟冢核霾襟ES4包含如下步驟：
S41：在某一特定環(huán)境溫度下，做出SOH和冷卻能耗的帕累托邊界曲線，找到該環(huán)境溫度下最佳電池溫度參考值；
S42：在不同的環(huán)境溫度下，做出不同的SOH和冷卻能耗的帕累托邊界，找到最佳溫度參考值與環(huán)境溫度的關(guān)系；
S43：根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測到的環(huán)境溫度，將合理的溫度參考值輸入到控制器內(nèi)。
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