[发明专利]一种动力电池主动热管理系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种动力电池主动热管理系统及控制方法，该系统包括：车辆动力系统模型、电池热管理系统模型和控制策略模型。该方法包括：模拟车辆行驶工况并计算得到电机功率；根据电机功率输出系统能耗、电池温度特性、电池健康状态和电池健康状态差异信息；根据预设规则、系统能耗、电池温度特性、电池健康状态和电池健康状态差异信息对系统进行控制。通过使用本发明，能够全面评价动力电池主动热管理性能。本发明作为一种动力电池主动热管理系统及控制方法，可广泛应用于电池热管理技术领域。

技术领域

本发明属于电池热管理技术领域，尤其涉及一种动力电池主动热管理系统及控制方法。

背景技术

动力电池包作为电动汽车的储能部件，在大电流充放电时会产生大量热，过高或过低的温度都会对电池的使用性能产生很大的负面影响，如加速寿命衰减，甚至发生热失控等，同时电池在低温状态下，车辆续驶里程会大幅衰减，充放电效率也严重受限。因此在整车开发阶段，必须从整车高低温性能的角度开发热管理系统，保证车辆的使用低成本，消除里程焦虑，提升车辆的使用舒适性。

动力电池主动热管理系统可以实时将电池工作温度控制在理想范围之内，减小电池的容量衰减速率，但是不科学的主动热管理系统将会加剧电池系统能量的消耗，影响续航里程。目前，动力电池管理系统产品的测试验证资金及时间成本较高，而且无法实时对设计方案进行验证。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种动力电池主动热管理系统及控制方法，从温度特性、能耗特性和电池容量衰减等方面全面评价动力电池主动热管理性能。

本发明所采用的第一技术方案是：一种动力电池主动热管理系统，包括以下模型：

车辆动力系统模型，用于接收输入的车辆模拟行驶工况并输出电机功率；

电池热管理系统模型，用于接收车辆动力系统模型输出的电机功率并输出系统能耗、电池温度特性、电池健康状态和电池健康状态差异信息；

控制策略模型，用于根据预设规则对车辆动力系统模型和电池热管理模型进行控制。

进一步，所述车辆动力系统模型还包括车辆牵引力模块、电机模块和传动模块：

车辆牵引力模块，用于动态模拟汽车行驶过程的牵引力大小；

传动模块，用于模拟传动效率，连接车轮牵引力模块和电机模块；

电机模块，用于根据牵引力大小和传动效率计算电机的输出功率。

进一步，所述电池热管理系统模型还包括电池电特性模块、电池产热模块、电池散热模块、电池劣化模块和系统能耗模块：

电池电特性模块，用于根据车辆动力系统模型输出的功率谱模拟电池的电压电流特性；

电池产热模块，用于根据电压电流和电池健康状态输出电池产热率；

电池散热模块，用于根据电池产热率和流道参数输出电池温度并按预设规则执行散热控制；

电池劣化模块，用于模拟电池充放电循环过程的容量衰减并输出电池健康状态；

系统能耗模块，用于模拟能量消耗输出耗电量。

进一步，所述根据牵引力大小和传动效率计算电机的输出功率计算公式如下：

上式中，为电机输出功率，为电机扭矩，为转速，η^M为电机效率。

进一步，所述电池劣化模块包括循环容量损失和存储容量损失，其表达式如下：

Q^LOSS，％＝Q^LOSS，CYC+Q^LOSS，CAL