【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及温度控制技术，尤其涉及一种用于浸没储能电池的温度控制及优化方法及系统。
技术介绍
1、温度是影响储能电池性能的关键因素之一，它直接关联到电池的能量密度、功率密度、寿命以及安全性等多个方面。在正常工作温度范围内（通常为20°c至60°c），电池的电化学反应能够有效进行，确保电池的高效能量输出和输入。然而，温度过低（低于0°c）时，电解液的粘度增加，离子迁移速度减慢，导致电池内阻增大，放电能力下降；温度过高（高于60°c）时，电池内部压力增大，可能引起电解液分解、活性物质结构破坏，甚至导致热失控事件发生，严重影响电池的寿命和安全性。
2、储能电池温度控制面临的现有挑战主要包括如何有效地实现在广泛的环境温度条件下的电池温度稳定、如何在电池组尺寸日益增大的情况下保持电池单体之间的温度均匀性，以及如何在提高能量密度的同时确保电池的热管理系统不过于复杂或增加过多成本。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种用于浸没储能电池的温度控制及优化方法及系统，至少能够解决现有技术中部分问题。
2、本专利技术的第一方面，
3、提供一种用于浸没储能电池的温度控制及优化方法，包括：
4、获取目标浸没储能电池的电池电流、电池内阻以及电池反应的熵变值以及荷电状态，确定所述目标浸没储能电池的内部热量值；获取所述目标浸没储能电池的外表面积、所在冷却液的冷却液温度以及预先确定的换流系数，确定所述目标浸没储能电池的热传播值；基于所述目标浸没储能电池的内部热量值以
5、基于所述电池热模型，获取所述目标浸没储能电池的当前电池温度以及当前电池电流，结合以最小化能量耗损为目标构建的温度预测控制器以及所述目标浸没储能电池的温度约束条件，确定所述目标浸没储能电池在目标时间段的最优冷却液温度变化序列；
6、根据所述最优冷却液温度变化序列，分别构建以温度跟踪为目标的内层控制器，以及以优化内层控制器的控制参数为目标的外层控制器，通过多时间尺度优化控制算法确定对所述目标浸没储能电池的温度控制策略。
7、优选的，
8、基于所述目标浸没储能电池的内部热量值以及热传播值，构建所述目标浸没储能电池的电池热模型包括：
9、按照如下公式构建所述电池热模型：
10、；
11、；
12、其中， c p表示电池热容量， t表示电池温度， t表示时间， h c、 h f分别表示自然对流对应的第一换流系数和强制对流对应的第二换流系数， t a、 t f分别表示环境温度和冷却液温度， a、 a f分别表示电池外表面面积和与冷却液的接触面积；
13、 q g表示内部热量值， i表示电池电流， r表示电池内阻， △s表示电池反应的熵变值， soc表示荷电状态。
14、优选的，
15、基于所述电池热模型，获取所述目标浸没储能电池的当前电池温度以及当前电池电流，结合以最小化能量耗损为目标构建的温度预测控制器以及所述目标浸没储能电池的温度约束条件，确定所述目标浸没储能电池在目标时间段的最优冷却液温度变化序列包括：
16、基于所述电池热模型，获取所述目标浸没储能电池的当前电池温度以及当前电池电流，结合以最小化能量耗损为目标构建的温度预测控制器包括：
17、对所述温度预测控制器的控制器参数进行初始化，所述控制器参数包括预测步长、控制步长、温度参考值、温度约束值以及惩罚因子中至少一种；
18、获取所述目标浸没储能电池的当前电池温度以及当前电池电流，结合所述电池热模型，确定所述目标浸没储能电池在目标时间段的电池温度变化；
19、基于所述目标时间段的电池温度变化，结合所述温度约束条件，以最小化能量耗损为目标滚动优化所述温度预测控制器的控制器参数，并将所述温度预测控制器输出的控制量施加到冷却系统，得到所述目标浸没储能电池在目标时间段的最优冷却液温度变化序列。
20、优选的，
21、以最小化能量耗损为目标滚动优化所述温度预测控制器的控制器参数包括：
22、确定每个控制周期所述温度预测控制器的回归向量以及与当前时刻对应的上一时刻所述温度预测控制器的协方差矩阵，结合预设的遗忘因子，确定所述温度预测控制器的增益矩阵，其中，所述回归向量用于指示与所述温度预测控制器的控制器参数相关的测量值构成的向量；
23、根据所述增益矩阵、所述温度预测控制器的实际输出值和所述回归向量，按照如下公式迭代更新所述温度预测控制器的控制器参数：
24、；
25、；
26、其中，、分别表示第 k步和第 k-1步控制器参数， k(k)表示第 k步的增益矩阵， y(k)表示第 k步的实际输出值，表示第 k步的回归向量， p(k-1)表示第 k-1步的协方差矩阵， λ表示预设的遗忘因子。
27、优选的，
28、所述温度预测控制器如下公式所示：
29、；
30、其中， t f表示冷却液温度值， n p、 n c分别表示预测步长和控制步长， t(k)表示第 k步的电池温度预测值， t ref表示电池温度参考值， ρ表示控制量变化对应的惩罚因子，△ t f (k)表示第 k步的冷却液温度变化量。
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【技术保护点】
1.一种用于浸没储能电池的温度控制及优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标浸没储能电池的内部热量值以及热传播值，构建所述目标浸没储能电池的电池热模型包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述电池热模型，获取所述目标浸没储能电池的当前电池温度以及当前电池电流，结合以最小化能量耗损为目标构建的温度预测控制器以及所述目标浸没储能电池的温度约束条件，确定所述目标浸没储能电池在目标时间段的最优冷却液温度变化序列包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以最小化能量耗损为目标滚动优化所述温度预测控制器的控制器参数包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述温度预测控制器如下公式所示：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述最优冷却液温度变化序列，分别构建以温度跟踪为目标的内层控制器，以及以优化内层控制器的控制参数为目标的外层控制器，通过多时间尺度优化控制算法确定对所述目标浸没储能电池的温度控制策略包括：
7.根据权利要求6所述的方
8.一种用于浸没储能电池的温度控制及优化系统，用于实现前述权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于浸没储能电池的温度控制及优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标浸没储能电池的内部热量值以及热传播值，构建所述目标浸没储能电池的电池热模型包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述电池热模型，获取所述目标浸没储能电池的当前电池温度以及当前电池电流，结合以最小化能量耗损为目标构建的温度预测控制器以及所述目标浸没储能电池的温度约束条件，确定所述目标浸没储能电池在目标时间段的最优冷却液温度变化序列包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以最小化能量耗损为目标滚动优化所述温度预测控制器的控制器参数包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：阮刚，梁超，李翊，王炯耿，米洋，钱东培，蒋海怡，陈希敏，吴少敏，
申请(专利权)人：浙江兴创新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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