[发明专利]基于赛博物理系统的全生命周期动力电池管理装置及方法

说明书

本发明提出一种基于赛博物理系统的全生命周期动力电池管理装置及方法，在赛博空间内建立集成化虚拟系统，在物理空间内建立实体电池系统，通过信息交互系统完成赛博空间与物理空间的虚拟映射与实体信息安全传输，进而依据集成化虚拟系统优化的决策来实现实体电池系统的高效、协同控制，并将反馈信息传回集成化虚拟系统完成反馈驱动，从而能够实现动力电池组未来性能演化衰减预测、故障监测和预警等多种复杂功能，并且实现了优化控制决策的滚动更新，完成对动力电池全生命周期的精确管理。

技术领域

本发明涉及动力电池管理系统领域，特别涉及一种基于赛博物理系统的全生命周期动力电池管理方法。

背景技术

随着汽车强国战略推进，纯电动汽车作为新能源汽车的重要代表产品，虽然在国内汽车总量的占比逐年升高，但以动力电池为基础的纯电动汽车在动力电池管理方面仍存在着诸多难题。采用串联或并联形式连接的动力电池组在实际运行时难以管理，在各种复杂工况下动力电池老化问题、极端工况与安全边界问题等制约着纯电动汽车的推广应用，因此实现全生命周期下动力电池的高效管理是非常有必要的。

赛博物理系统是以云端计算、网络传输和物理实体控制的复杂系统，通过计算、通讯、控制技术的有机融合与深度协作，在赛博物理系统中可以使赛博空间以远程、可靠、实时、安全、协作和智能化的方式操控物理实体。赛博物理系统在多个领域均有应用，尤其是其与汽车领域具有很好的相容性，大大促进了其在电动汽车使用和管理方面的应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种基于赛博物理系统的全生命周期动力电池管理装置及方法，该装置在赛博空间内建立集成化虚拟系统，在物理空间内建立实体电池系统，通过信息交互系统完成赛博空间与物理空间的虚拟映射与实体信息安全传输，进而依据集成化虚拟系统优化的决策来实现实体电池系统的高效、协同控制，并将反馈信息传回集成化虚拟系统完成反馈驱动，最终实现动力电池全生命周期的精确管理。具体技术方案如下：

一种基于赛博物理系统的全生命周期动力电池管理装置，包括集成化虚拟系统，信息交互系统，实体电池系统：

所述实体电池系统建立在物理空间内，用于获取车辆、电池的信息数据，以及根据集成化虚拟系统制定的优化策略对电池进行控制；

所述信息交互系统构建赛博空间与物理空间的信息交互通道，将集成化虚拟系统输出的优化决策传输至实体电池系统，以及将实体电池系统获取的信息数据传输至集成化虚拟系统；

所述集成化虚拟系统为在赛博空间内建立的与实体电池系统对应的、可在全生命周期内无限逼近实体电池系统的数字孪生模型，在赛博空间内实现电池系统的状态跟踪、性能评估、性能预测和故障监控，以此形成电池系统的控制策略并完成滚动优化。

进一步的，所述实体电池系统包括：电池组、电池管理模块、车载T-BOX、CAN通讯模块、移动通讯模块和车端模型模块。

进一步的，所述电池组的基础控制由车端模型模块完成，复杂控制则根据获取的优化决策控制完成。

进一步的，所述车端模型模块实现的基础控制包括：充放电控制、行车控制和安全控制；所述复杂控制包括：状态估算、均衡管理控制和热管理控制。

进一步的，所述信息交互系统包括：大数据平台、计算平台、车端T-BOX系统和基站。

进一步的，所述集成化虚拟系统与实体电池系统存在映射关系，针对实体电池系统在结构设计、边界条件、性能演化和原理机制方面均存在匹配关系。

一种基于赛博物理系统的全生命周期动力电池管理方法，包括以下步骤：

S1 建立实体电池系统、信息交互系统和集成化虚拟系统；

S2 信息交互系统将实体电池系统收集的车辆、电池的信息数据传输给集成化虚拟系统；