[发明专利]新能源汽车动力电池组液冷系统模糊滑模优化方法

说明书

一种新能源汽车动力电池组液冷系统模糊滑模优化方法，属于新能源汽车电池技术领域。本发明的目的是在液冷系统中，即保证了动力电池组温度在最佳温度值左右，又增强了冷却过程稳定性的新能源汽车动力电池组液冷系统模糊滑模优化方法。本发明步骤是：建立新能源汽车动力电池组液体冷却系统模型，水泵参考转速求解，动力电池组液冷系统模糊滑模优化方法设计。本发明降低了动力电池组温度的不一致性，而且进一步减小了液冷系统冷却能量的消耗。

技术领域

本发明属于新能源汽车电池技术领域。

背景技术

随着以特斯拉为代表的新能源汽车市场占有量不断增加，人们对新能源汽车的续驶里程不断提出更高的要求。受到整车空间的限制，不可能通过无限的增加动力电池组的体积来提升新能源汽车续驶里程，于是增加动力电池组的能量密度就成为提升新能源汽车续驶里程的有效方案。动力电池组能量密度提高，伴随的问题是动力电池组发热量增大，温度快速升高，导致动力电池组的容量降低和循环寿命缩短。于是，建立有效的新能源汽车动力电池组冷却系统，保障动力电池组的温度在适宜范围内，防止热失控，进而提升动力电池组的性能与新能源汽车的安全就显得十分必要。

新能源汽车动力电池组冷却方式主要有空气冷却和液体冷却，随着新能源汽车动力电池组生热增多，空气冷却逐渐不能满足动力电池组的散热需求。而且空气冷却需要风扇、风机等辅助设备，同时需要加装风道，这将造成新能源汽车中动力电池组散热结构过于复杂庞大。采用液体冷却时，冷却液在管道中流动，通过冷却管道与动力电池直接接触换热，换热效率高，在动力电池组大电流充放电时也有很好的冷却效果。

在新能源汽车动力电池组液体冷却系统中，动力电池组实际的散热需求是随着外部环境温度和负载电流变化的，如果液冷系统的冷却能力是一定的，在大电流负载条件下，动力电池组温度过高，会引发安全隐患。在小电流负载条件下，动力电池组温度过低，冷却消耗的能量过多，造成不必要的能源浪费，因此要引入优化方法对动力电池组冷却过程进行调节，防止温度过高，同时避免不必要的能源浪费。

目前的新能源汽车动力电池组液冷系统存在很多缺点：公开号为CN111952498A，公开日为2020年11月17日，发明名称为“动力电池包散热系统”，该发明通过冷却水箱和水泵等设备，驱动冷却水循环散热，解决了原来的新能源汽车电池的空气冷却效果达不到有效降温的缺点，但是该发明对动力电池组的温度调节没有形成闭环控制，因此电池的降温过程需要人为的控制液冷系统的开启和关闭，花费大量的人力成本，而且经常性的开通和关闭冷却器件容易造成冷却器件的损坏；公开号为CN109037845A，公开日为2018年12月18日，发明名称为“一种动力电池组液体加热与冷却系统”，该发明通过冷却水箱和制冷泵等设备，实现了动力电池组温度大于45℃或温差大于5℃时对动力电池组的冷却，但是无法随动力电池组实际散热需求调整液冷系统中冷却液流速大小，在动力电池组温度达到适宜区间时，液体冷却系统仍然开启，造成电池降温过多，引起不必要的能源浪费；公开号为CN108767371A，公开日为2018年11月6日，发明名称为“液体介质的汽车电池热管理系统”，该发明通过设置控制单元，实现动力电池组温度的精准控制，但是液冷系统中控制器参数固定，在外界环境温度、动力电池组负载电流随着新能源汽车行驶状态变化、动力电池组内阻随着温度等发生变化的情况下，远远达不到对动力电池组液冷系统优化的目的。

发明内容

本发明的目的是在液冷系统中，即保证了动力电池组温度在最佳温度值左右，又增强了冷却过程稳定性的新能源汽车动力电池组液冷系统模糊滑模优化方法。

本发明步骤是：

S1、建立新能源汽车动力电池组液体冷却系统模型；

(1)建立动力电池组热模型：

动力电池总生热为：