一种锂离子动力储能电池热管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种锂离子动力储能电池热管理方法及系统，其方法包括步骤：S1：录入储能电池在不同工作功率下，对应维持该储能电池在预设工作温度区间内所需的冷却组件工作参数，然后将温度参数、储能电池工作功率、冷却组件工作参数关联，建立执行参数对照指令集；S2：响应储能电池的工作启动信号，实时获取储能电池的工作温度和功率；S3：建立储能电池的工作温度、功率变化曲线图，当储能电池当前的工作温度位于其预设的工作下限温度阙值之上时，启动冷却组件并调用执行参数对照指令集，使储能电池的工作温度维持在预设工作温度区间内，本方案热管理介入精准、灵活且能够保障储能电池安全、稳定工作和降低综合能耗、提高储能电池电力利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子动力储能电池热管理方法及系统
本专利技术涉及锂电池热管理
，尤其是锂离子动力储能电池热管理方法及系统。
技术介绍
随着电动汽车的技术越来越成熟，越来越多消费者选择购买电动汽车，而由于电动汽车的能量供应源主要来自其电池组，电池组的工作稳定性直接影响到电动汽车的使用体验，而电池组的使用寿命更是关乎后续汽车维护成本，这也是许多消费者在燃油汽车和电动汽车之间犹豫不决的重要因素之一。锂电池作为电动汽车应用最广泛的电池类型，众所周知，锂电池需要在一定温度范围内才能够保持高水平的电力供应，而一旦超出该温度范围进行长时间工作的话，一方面容易导致锂电池的循环使用寿命急剧缩减，另一方面会大大增加锂电池的发热使其处于较高的工作温度，若是锂电池长时间处于超出其正常工作温度的高温下进行持续工作，甚至可能引起电路烧毁或自燃等严重后果；由于当前消费者对电动汽车的性能要求越来越高和当前汽车电池技术的技术瓶颈一直难以取得重大突破的矛盾长时间无法解决，使得本领域技术人员将攻坚目标转移到电池的热管理优化上，试图通过平衡电池的输出来达到电池性能的最优利用，而这也是具有较大积极意义的研究方向，一方面通过优化电池的热管理有助于提升续航里程和提高电池使用寿命，间接降低后续的充电、维护成本，另一方面通过优化电池的热管理更能保证驾驶员在享受驾驶乐趣的同时，能够具有更高的安全保障。
技术实现思路
针对现有技术的情况，本专利技术的目的在于提供一种热管理介入精准、灵活且能够保障储能电池安全、稳定工作和降低综合能耗、提高储能电池电力利用率的锂离子动力储能电池热管理方法及系统。为了实现上述的技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种锂离子动力储能电池热管理方法，其具体包括如下步骤：S1：录入储能电池在不同工作功率下，对应维持该储能电池在预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值之间所需的冷却组件工作参数，然后将储能电池的预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值区间分隔为若干预设温度差的温度参数并与对应的储能电池工作功率和冷却组件工作参数进行关联，建立相应的执行参数对照指令集；S2：响应储能电池的工作启动信号，实时获取储能电池的工作温度和工作功率；S3：建立储能电池的工作温度变化曲线和工作功率变化曲线图，同时，实时判定储能电池的当前工作温度是否位于储能电池预设的工作下限温度阙值以上，当储能电池当前的工作温度位于其预设的工作下限温度阙值之上时，启动冷却组件并调用执行参数对照指令集，使储能电池的工作温度维持在预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值之间。作为一种可能的实施方式，进一步，步骤S1所建立的执行参数对照指令集还包括后更新输入的储能电池工作温度与冷却组件工作参数，且后更新输入的储能电池工作温度与冷却组件工作参数还经过指令调优训练，所述的指令调优训练包括：获取冷却组件介入时，储能电池的工作温度由第一温度进入到第二温度时所耗费的时间Δt，在第一温度大于第二温度的情况下：当Δt大于预设时长Δt1或小于预设时长Δt1’则舍弃该次冷却组件对应的工作参数指令；当Δt小于预设时长Δt1且大于预设时长Δt1’时，则将该次冷却组件对应的工作指令输入至执行参数对照指令集中存储。其中，Δt1为大于Δt1’，之所以舍弃小于Δt1’的工作参数，主要在于该情况下，冷却组件输出的效能超出储能电池控制温度所需的能量，因此，容易造成能耗浪费，冷却效率的性价比很低。作为一种可能的实施方式，进一步，步骤S1中所述的储能电池在预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值的区间之外还预设有小于工作下限温度阙值的警戒下限温度阙值和大于工作上限温度阙值的警戒上限温度阙值，步骤S2实时获取的储能电池温度小于警戒下限温度阙值或大于警戒上限温度阙值时，输出警报信息。作为一种较优的选择实施方案，优选的，步骤S3建立储能电池的工作温度变化曲线后，截取预设时间周期内的储能电池的工作温度变化曲线进行同步建立相应用于预测储能电池工作温度变化的趋势线，并基于趋势线所对应的数学模型，进行推算在预设时长间隔Δt2后的预测温度，当预测温度大于警戒上限值时，调用冷却组件输出效能最高的工作参数进行介入，且根据实时获取的储能电池工作温度进行判断并执行如下指令：当实时获取的储能电池工作温度高于预设的工作上限温度阙值时，根据预设优先级别按预设时间间隔Δt3陆续关闭储能电池所对应供给电能的功能组件，直至储能电池的工作温度呈逐步下降趋势；当实时获取的储能电池工作温度低于预设的工作上限温度阙值且呈逐步下降趋势时，按冷却组件输出效能最高的1％～10％为一调整阶梯，按预设时间间隔Δt4逐步降低冷却组件的输出能效，使储能电池的工作温度维持在预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值之间。作为一种较优的选择实施方案，优选的，冷却组件的调整阶梯为1％、3％、5％或10％。作为一种较优的选择实施方案，优选的，所述用于预测储能电池工作温度变化的趋势线至少包括线性数学模型、指数数学模型、对数数学模型、幂函数数学模型和多项式数学模型，且根据线性数学模型、指数数学模型、对数数学模型、幂函数数学模型和多项式数学模型对应的R2值进行择选出拟合度符合预设要求的最优先级数学模型进行预测，其中，线性数学模型、指数数学模型、对数数学模型、幂函数数学模型和多项式数学模型的拟合度均符合预设要求时，则数学模型的选择优先级依序为线性数学模型、指数数学模型、多项式数学模型、幂函数数学模型、对数数学模型。在趋势上拟合的技术上，可以通过直接调用现有程序对已建立的储能电池的工作温度变化曲线进行数学模型拟合，例如，将实时获取的储能电池的工作温度、工作功率以及对应数据所获取的时间进行录入到EXCEL表格中生成数据记录日志，然后通过以时间为X轴数据，对应的工作温度或工作功率作为Y轴，即可获得在一定时长内的工作温度与时间或工作功率与时间的点线图，然后通过调用EXCEL表格内自带的趋势线拟合程序进行对应拟合，获得相应的线性数学模型、指数数学模型、多项式数学模型、幂函数数学模型、对数数学模型，且还可以生成对应的R2值，以判断出何种数学模型的拟合效果最佳，然后通过选择的优先级进行选择出最优的预测数学模型进行预测，而根据现有的技术，完全可以将EXCEL表格功能组件存储于存储器中，然后通过处理数据的热管理处理器进行调用。为了节约算力资源，可以按照数学模型的优先级逐步建立趋势线，一旦所获得的趋势线符合预设R2值，则不再继续建立趋势线进行对比，另外，多项式数学模型的阶段应在3阶以内。作为一种较优的选择实施方案，优选的，基于趋势线所对应的数学模型进行执行调用冷却组件的参数指令在储能电池的工作温度维持稳定时，生成相应具有若干操作指令的指令集并将其与对应时间段实时生成的储能电池的工作温度变化曲线进行关联并更新至执行参数对照指令集中供调用。作为一种较优的选择实施方案，优选的，所述动力储能电池为装载于电动汽车中进行供应电能，且所述储能电池所对应供给电能的功能组件至少包括：车内空调系统、车内照明系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子动力储能电池热管理方法，其特征在于：其具体包括如下步骤：/nS1：录入储能电池在不同工作功率下，对应维持该储能电池在预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值之间所需的冷却组件工作参数，然后将储能电池的预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值区间分隔为若干预设温度差的温度参数并与对应的储能电池工作功率和冷却组件工作参数进行关联，建立相应的执行参数对照指令集；/nS2：响应储能电池的工作启动信号，实时获取储能电池的工作温度和工作功率；/nS3：建立储能电池的工作温度变化曲线和工作功率变化曲线图，同时，实时判定储能电池的当前工作温度是否位于储能电池预设的工作下限温度阙值以上，当储能电池当前的工作温度位于其预设的工作下限温度阙值之上时，启动冷却组件并调用执行参数对照指令集，使储能电池的工作温度维持在预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子动力储能电池热管理方法，其特征在于：其具体包括如下步骤：
S1：录入储能电池在不同工作功率下，对应维持该储能电池在预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值之间所需的冷却组件工作参数，然后将储能电池的预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值区间分隔为若干预设温度差的温度参数并与对应的储能电池工作功率和冷却组件工作参数进行关联，建立相应的执行参数对照指令集；
S2：响应储能电池的工作启动信号，实时获取储能电池的工作温度和工作功率；
S3：建立储能电池的工作温度变化曲线和工作功率变化曲线图，同时，实时判定储能电池的当前工作温度是否位于储能电池预设的工作下限温度阙值以上，当储能电池当前的工作温度位于其预设的工作下限温度阙值之上时，启动冷却组件并调用执行参数对照指令集，使储能电池的工作温度维持在预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值之间。


2.根据权利要求1所述的一种锂离子动力储能电池热管理方法，其特征在于：步骤S1所建立的执行参数对照指令集还包括后更新输入的储能电池工作温度与冷却组件工作参数，且后更新输入的储能电池工作温度与冷却组件工作参数还经过指令调优训练，所述的指令调优训练包括：
获取冷却组件介入时，储能电池的工作温度由第一温度进入到第二温度时所耗费的时间Δt，在第一温度大于第二温度的情况下：
当Δt大于预设时长Δt1或小于预设时长Δt1’则舍弃该次冷却组件对应的工作参数指令；
当Δt小于预设时长Δt1且大于预设时长Δt1’时，则将该次冷却组件对应的工作指令输入至执行参数对照指令集中存储；
其中，Δt1大于Δt1’。


3.根据权利要求1所述的一种锂离子动力储能电池热管理方法，其特征在于：步骤S1中所述的储能电池在预设工作下限温度阙值和工作上限温度阙值的区间之外还预设有小于工作下限温度阙值的警戒下限温度阙值和大于工作上限温度阙值的警戒上限温度阙值，步骤S2实时获取的储能电池温度小于警戒下限温度阙值或大于警戒上限温度阙值时，输出警报信息。


4.根据权利要求3所述的一种锂离子动力储能电池热管理方法，其特征在于：步骤S3建立储能电池的工作温度变化曲线后，截取预设时间周期内的储能电池的工作温度变化曲线进行同步建立相应用于预测储能电池工作温度变化的趋势线，并基于趋势线所对应的数学模型，进行推算在预设时长间隔Δt2后的预测温度，当预测温度大于警戒上限值时，调用冷却组件输出效能最高的工作参数进行介入，且根据实时获取的储能电池工作温度进行判断并执行如下指令：
当实时获取的储能电池工作温度高于预设的工作上限温度阙值时，根据预设优先级别按预设时间间隔Δt3陆续关闭储能电池所对应供给电能的功能组件，直至储能电池的工作温度呈逐步下降趋势；
当实时获取的储能电池工作温度低于预设的工作上限温度阙值且呈逐...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟旭航，张旻澍，李晓丹，
申请(专利权)人：东方醒狮福建储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35