[发明专利]一种动力电池主动热管理系统及控制方法

权利要求书

1.一种动力电池主动热管理系统，其特征在于，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；

所述电池热管理系统模型还包括以下模块，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。

2.根据权利要求1所述一种动力电池主动热管理系统，其特征在于，所述车辆动力系统模型还包括以下模块：

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。

3.根据权利要求2所述一种动力电池主动热管理系统，其特征在于，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。

4.根据权利要求3所述一种动力电池主动热管理系统，其特征在于，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

上式中，Q^LOSS,％为总容量衰减百分比，Q^LOSS,CYC为循环容量损失，Q^LOSS,CAL为存储容量损失。

5.根据权利要求4所述一种动力电池主动热管理系统，其特征在于，所述循环容量损失的计算公式如下：

上式中，I^RATE为放电倍率，Ah^TH为累计安时数，T^CELL为电池温度，a，b，c，d，e为模型系数。

6.根据权利要求5所述一种动力电池主动热管理系统，其特征在于，所述存储容量损失的计算公式如下：

上式中，t^CAL为老化时间，E^AE为电池活化能，R^GAS为气体常数，f^C为模型系数。

7.根据权利要求6所述一种动力电池主动热管理系统，其特征在于，所述控制策略模型的控制对象为系统能耗模块中的风机和空调，通过电池温度和温度预设值的比较结果控制风机和空调的开闭。

8.一种动力电池主动热管理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

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；

根据电压电流和电池健康状态输出电池产热率；

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；

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；

模拟能量消耗输出耗电量；

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。