[發(fā)明專利]一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011140436.2
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112329336A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏學(xué)哲;陳思琦;戴海峰
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F30/15;B60L58/26;G06N3/08
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法，用以實(shí)現(xiàn)車載鋰離子電池組快速充電過程及冷卻過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，其特征在于，包括以下步驟：

1)形成初始的充電-冷卻過程設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行試驗(yàn)測定目標(biāo)參數(shù)，包括電池組最高溫度T_max、溫度標(biāo)準(zhǔn)差TSD、熱管理系統(tǒng)冷卻過程功耗W，形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；

2)基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)集分別構(gòu)建以三個目標(biāo)參數(shù)作為輸出的三個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸子模型；

3)設(shè)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸模型的隱藏層層數(shù)、回歸算法、訓(xùn)練測試驗(yàn)證數(shù)據(jù)分配比例參數(shù)，分別進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸子模型的訓(xùn)練；

4)利用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸子模型對擴(kuò)展的充電-冷卻過程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行目標(biāo)參數(shù)預(yù)測；

5)基于目標(biāo)參數(shù)要求和充電速率在擴(kuò)展的充電-冷卻過程設(shè)計(jì)方案中篩選得到最優(yōu)方案；

6)驗(yàn)證最優(yōu)方案，并將其應(yīng)用于實(shí)際行車和使用過程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法，其特征在于，所述的步驟1)中，生成初始的充電-冷卻過程設(shè)計(jì)方案的具體步驟為：

將充電過程均分為多個充電階段，并在每個充電階段對充電電流設(shè)置多個充電倍率以及多個冷卻劑流量檔位，正交形成多組過程設(shè)計(jì)方案，即初始的充電-冷卻過程設(shè)計(jì)方案。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法，其特征在于，所述的充電過程均分為三個充電階段，每個充電階段對充電電流設(shè)置三個充電倍率以及三個冷卻劑流量檔位，正交共形成81組過程設(shè)計(jì)方案。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法，其特征在于，所述的三個充電倍率分別為0.5C，1.5C和2.5C，所述的三個冷卻劑流量檔位分別為36ml/min、72ml/min、108ml/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法，其特征在于，所述的步驟2)具體為：

分別以電池組最高溫度T_max、溫度標(biāo)準(zhǔn)差TSD、熱管理系統(tǒng)冷卻過程功耗W作為輸出/目標(biāo)參數(shù)，構(gòu)建以三階段充電電流I₁、I₂、I₃以及冷卻劑流量Q作為輸入/設(shè)計(jì)參數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸子模型NN₁、NN₂、NN₃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法，其特征在于，所述的步驟3)具體為：

將訓(xùn)練數(shù)據(jù)集分別輸入三個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸子模型中訓(xùn)練，并檢驗(yàn)各神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸子模型的回歸性能，即預(yù)測準(zhǔn)確率，若預(yù)測準(zhǔn)確率達(dá)不到預(yù)期要求，則調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸子模型隱藏層層數(shù)以及訓(xùn)練、測試和驗(yàn)證數(shù)據(jù)占比，直至預(yù)測準(zhǔn)確率滿足預(yù)期要求。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法，其特征在于，所述的步驟4)中，生成擴(kuò)展的充電-冷卻過程設(shè)計(jì)方案的具體步驟為：

充電過程均分為三個充電階段，每個充電階段對充電電流設(shè)置五個充電倍率以及三個冷卻劑流量檔位，正交共形成375組過程設(shè)計(jì)方案，即擴(kuò)展的充電-冷卻過程設(shè)計(jì)方案。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法，其特征在于，所述的五個充電倍率分別為0.5C、1C、1.5C、2C、2.5C，所述的三個冷卻劑流量檔位分別為36ml/min、72ml/min、108ml/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法，其特征在于，所述的擴(kuò)展的充電-冷卻過程設(shè)計(jì)方案通過充電階段、充電倍率和冷卻劑流量檔位數(shù)量的增加進(jìn)行進(jìn)一步擴(kuò)展。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車電池組充電-冷卻過程規(guī)劃方法，其特征在于，所述的步驟6)中，最優(yōu)方案的驗(yàn)證內(nèi)容包括在實(shí)際應(yīng)用中的準(zhǔn)確性以及目標(biāo)參數(shù)與回歸預(yù)測值之間的誤差。