[发明专利]车载锂离子动力电池包热管理系统多目标优化设计方法

权利要求书

1.一种车载锂离子动力电池包热管理系统多目标优化设计方法，用以获得最优的车载锂离子动力电池包热管理系统设计方案，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、确定电池包热管理系统的设计参数，选择在锂离子动力电池包中影响热管理效和系统功耗的参数作为电池包热管理系统的设计参数，所述的电池包热管理系统的设计参数为换热介质参数和结构参数；

步骤S2、根据实际车载工况获取各设计参数的初始取值及实际取值范围；

步骤S3、对各设计参数所构成值域空间进行代表性样本抽取，得到多个初步设计方案；

步骤S4、定义车载锂离子动力电池包热管理系统设计的优化目标，对于结构参数，车载锂离子动力电池包热管理系统设计的优化目标为快充工况下控温效果、温度分布均匀性、热管理系统功耗；

步骤S5、获取设计参数与优化目标参数的数学模型；

步骤S6、根据设计参数、优化目标和设计参数与优化目标参数的数学模型构建优化设计数学模型，并基于仿真与数值计算获取样本各初步设计方案的优化目标参数值，优化设计数学模型的表达式为：

其中，d₁,d₂,…d_n分别为单体间距，sd₁,sd₂,…sd_n分别为单体与液冷板边距，W_h1,W_h2,…W_hn分别为液冷板流道横向宽度，W_v1,W_v2,…W_vn分别为液冷板流道纵向宽度，T_h为流道深度，T、ΔT、P分别为对应每个目标的设定阈值，d_max、d_min分别为单体间距的上下限，sd_max、sd_min分别为单体与液冷板边距的上下限，W_hmax、W_hmin分别为液冷板流道横向宽度的上下限，W_vmax、W_vmin分别为液冷板流道纵向宽度的上下限，T_hmax、T_hmin分别为流道深度的上下限，f_Tmax、f_TSD、f_Pmax分别表示设计参数与优化目标参数的数学模型，T_max、TSD、P_max分别为电池组最高温度、电池组温度标准差和热管理系统最大压力；

步骤S7、基于各优化目标间权衡，筛选得到最优设计方案；

步骤S8、实验验证所选最优设计方案数值计算与实验测量值间误差是否在设定的容许范围内，若是，则所选设计方案有效，若误差过大，则返回步骤S3。

2.根据权利要求1所述的一种车载锂离子动力电池包热管理系统多目标优化设计方法，其特征在于，所述的换热介质参数包括液冷板中流量和管理系统中风机风速，所述的结构参数包括单体间距、单体与冷板边距、流道深度、液冷板流道横向宽度和液冷板流道纵向宽度。

3.根据权利要求2所述的一种车载锂离子动力电池包热管理系统多目标优化设计方法，其特征在于，所述的步骤S4中，对于换热介质参数，车载锂离子动力电池包热管理系统设计的优化目标为大倍率放电工况下控温效果、温度分布均匀性以及热管理系统功耗。