[發(fā)明專利]一種動(dòng)力電池主動(dòng)熱管理系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011285697.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112477698B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范玉千;詹迪;譚曉軍;劉宏鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué);珠海英搏爾電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): B60L58/24
• 分類號(hào): B60L58/24;B60L58/26;B60L58/16
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44367
• 代理人: 李思坪

1.一種動(dòng)力電池主動(dòng)熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模型：

車輛動(dòng)力系統(tǒng)模型，用于接收輸入的車輛模擬行駛工況并輸出電機(jī)功率；

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)模型，用于接收車輛動(dòng)力系統(tǒng)模型輸出的電機(jī)功率并輸出系統(tǒng)能耗、電池溫度特性、電池健康狀態(tài)和電池健康狀態(tài)差異信息；

控制策略模型，用于根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則對(duì)車輛動(dòng)力系統(tǒng)模型和電池?zé)峁芾砟Ｐ瓦M(jìn)行控制；

所述電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)模型還包括以下模塊，電池電特性模塊，用于根據(jù)車輛動(dòng)力系統(tǒng)模型輸出的功率譜模擬電池的電壓電流特性；

電池產(chǎn)熱模塊，用于根據(jù)電壓電流和電池健康狀態(tài)輸出電池產(chǎn)熱率；

電池散熱模塊，用于根據(jù)電池產(chǎn)熱率和流道參數(shù)輸出電池溫度并按預(yù)設(shè)規(guī)則執(zhí)行散熱控制；

電池劣化模塊，用于模擬電池充放電循環(huán)過(guò)程的容量衰減并輸出電池健康狀態(tài)；

系統(tǒng)能耗模塊，用于模擬能量消耗輸出耗電量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種動(dòng)力電池主動(dòng)熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛動(dòng)力系統(tǒng)模型還包括以下模塊：

車輛牽引力模塊，用于動(dòng)態(tài)模擬汽車行駛過(guò)程的牽引力大小；

傳動(dòng)模塊，用于模擬傳動(dòng)效率，連接車輪牽引力模塊和電機(jī)模塊；

電機(jī)模塊，用于根據(jù)牽引力大小和傳動(dòng)效率計(jì)算電機(jī)的輸出功率。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種動(dòng)力電池主動(dòng)熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)牽引力大小和傳動(dòng)效率計(jì)算電機(jī)的輸出功率計(jì)算公式如下：

上式中，為電機(jī)輸出功率，為電機(jī)扭矩，為轉(zhuǎn)速，η^M為電機(jī)效率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種動(dòng)力電池主動(dòng)熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池劣化模塊包括循環(huán)容量損失和存儲(chǔ)容量損失，其表達(dá)式如下：

Q^LOSS,％＝Q^LOSS,CYC+Q^LOSS,CAL

上式中，Q^LOSS,％為總?cè)萘克p百分比，Q^LOSS,CYC為循環(huán)容量損失，Q^LOSS,CAL為存儲(chǔ)容量損失。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種動(dòng)力電池主動(dòng)熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)容量損失的計(jì)算公式如下：

上式中，I^RATE為放電倍率，Ah^TH為累計(jì)安時(shí)數(shù)，T^CELL為電池溫度，a，b，c，d，e為模型系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種動(dòng)力電池主動(dòng)熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)容量損失的計(jì)算公式如下：

上式中，t^CAL為老化時(shí)間，E^AE為電池活化能，R^GAS為氣體常數(shù)，f^C為模型系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種動(dòng)力電池主動(dòng)熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制策略模型的控制對(duì)象為系統(tǒng)能耗模塊中的風(fēng)機(jī)和空調(diào)，通過(guò)電池溫度和溫度預(yù)設(shè)值的比較結(jié)果控制風(fēng)機(jī)和空調(diào)的開(kāi)閉。

8.一種動(dòng)力電池主動(dòng)熱管理控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

模擬車輛行駛工況并計(jì)算得到電機(jī)功率；

根據(jù)電機(jī)功率輸出系統(tǒng)能耗、電池溫度特性、電池健康狀態(tài)和電池健康狀態(tài)差異信息；

根據(jù)車輛動(dòng)力系統(tǒng)模型輸出的功率譜模擬電池的電壓電流特性；

根據(jù)電壓電流和電池健康狀態(tài)輸出電池產(chǎn)熱率；

根據(jù)電池產(chǎn)熱率和流道參數(shù)輸出電池溫度并按預(yù)設(shè)規(guī)則執(zhí)行散熱控制；

模擬電池充放電循環(huán)過(guò)程的容量衰減并輸出電池健康狀態(tài)；

模擬能量消耗輸出耗電量；

根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則、系統(tǒng)能耗、電池溫度特性、電池健康狀態(tài)和電池健康狀態(tài)差異信息對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。