[发明专利]一种基于模糊模型预测控制的锂电池温度控制系统和方法有效

专利信息
申请号: 201910740821.1 申请日: 2019-08-12
公开(公告)号: CN110492197B 公开(公告)日: 2020-11-10
发明(设计)人: 刘之涛;庄伟超;苏宏业 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: H01M10/613 分类号: H01M10/613;H01M10/635;H01M10/633;H01M10/625
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 林超
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 模糊 模型 预测 控制 锂电池 温度 控制系统 方法
【权利要求书】:

1.一种基于模糊模型预测控制的锂电池温度控制方法,其特征在于:

采用锂电池温度控制系统,锂电池温度控制系统包含锂电池(1)、温度采样模块(2)、电流采样模块(3)、SOC估计模块(4)、温度控制模块(5)和散热模块(6),温度采样模块(2)安装于锂电池(1)表面,电流采样模块(3)连接锂电池(1)输出,电流采样模块(3)经SOC估计模块(4)连接到温度控制模块(5),温度控制模块(5)连接到散热模块(6),散热模块(6)朝向锂电池(1)进行散热;

方法包括以下步骤:

1)通过温度采样模块(2)采集锂电池(1)的电池表面温度,电流采样模块(3)采集锂电池(1)的输出电流,SOC估计模块(4)接收来自电流采样模块(3)采集到的锂电池(1)输出电流处理估计获得电池的SOC值;

2)SOC估计模块(4)将获得的SOC值和从电流采样模块(3)接收到的电流值发送给温度控制模块(5),温度采样模块(2)将采集的锂电池(1)的电池表面温度发送到温度控制模块(5);

3)温度控制模块(5)中利用基于模糊模型的预测控制方法对SOC值、电流值和电池表面温度求得最优散热强度,并以最优散热强度控制散热模块(6)进行散热工作;

所述步骤3)包括为:

3.1)首先,采用曼达尼(Mamdani)模糊模型拟合建立温度和SOC值共同与锂电池二阶RC等效电路模型的参数之间的非线性关系模型;

3.2)然后,建立锂电池关于温度的二阶RC等效电路状态方程,采用二元泰勒展开公式在预先设定的关键温度-散热强度采样点处对散热模块工作下的二阶RC等效电路状态方程分别进行展开,并利用T-S模糊模型将非线性关系模型转化为线性模型;

3.3)最后,设置一个优化的目标函数,并利用预测控制算法求解最优散热强度,利用最优散热强度控制散热模块(6)进行散热工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于模糊模型预测控制的锂电池温度控制方法,其特征在于:

温度控制模块(5)根据锂电池放电时的温升特性,控制散热模块(6)进行散热的方法为:设置一个锂电池的最佳工作温度,当锂电池温度未达到设定温度时,散热模块不工作;当锂电池温度超过设定温度时,温度控制模块(5)利用模糊模型基础上设计的实施方法预测控制,综合温度的偏差和散热模块消耗的功率控制散热模块(6)以一个最优强度散热,实现锂电池温度控制。

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