混合动力汽车车载动力电池冷却控制方法

摘要

本发明公开了一种混合动力汽车车载动力电池冷却控制方法，本发明首先获取电池管理系统传感器采集得到的电池的相关参数，通过相关参数计算电池单位时间内的发热量；根据电池的发热量，电池表面温度，电池包进出风口冷却空气的温度，以传热学理论为基础，计算电池表面单位时间的理论换热量；通过电池包进、出风口冷却空气温度和理论换热量，求出单位时间内的冷却风量；通过改变风机输出信号，使得风机输出计算冷却风量。本发明具有根据电池表面温度变化趋势，对风机风量进行实时修正，确保电池温度变化平稳的特点。

主权项

1.一种混合动力汽车车载动力电池冷却控制方法，其特征是，包括如下步骤：(1-1)使用动力电池内阻测试仪测量动力电池内阻R随电池温度和电池的荷电状态参数SOC变化的数据，并将电池内阻R、电池温度及相对应的SOC数据存储在电池管理系统中；(1-2)电池管理系统通过电流、电压以及温度传感器测量电池的工作电流I、电池的负载电压U、电池包进风口冷却空气的温度T_f，in和电池包出风口冷却空气的温度T_f，out，电池包内m个检测点处的电池表面温度T₁，T₂，。。。，T_m；(1-3)电池管理系统根据公式T_avr＝（T₁+T₂。。。+T_m)/m计算m个测量温度的平均值T_avr，计算温度的最大值T_max；并得到电池的荷电状态参数SOC；(1-4)电池管理系统根据电池的SOC和电池的平均温度T_avr，在电池管理系统存储的数据中找到与当前电池SOC和平均温度T_avr相对应的电池内阻R；(1-5)当电池最大温度T_max大于预先设定在电池管理系统中的温度T_set时，电池管理系统计算冷却风量实际值并控制风机按照冷却风量实际值出风：(1-5-1)在电池管理系统中设定t₀，t₁，t₂，…为等间隔排列的时刻，t_i为t₀，t₁，t₂，…中的任一个时刻，Δt_i＝t_i+1-t_i；(1-5-2)当电池最大温度T_max大于预先设定在电池管理系统中的温度T_set时，电池管理系统根据公式计算t₀～t₁时间段内电池发热量(1-5-3)风机在t₁时刻启动；(1-5-4)电池管理系统设定在t_i～t_i+1时间内，电池管理系统根据公式计算t_i～t_i+1时间段内电池发热量根据以下公式计算理论冷却风量：$q_{\mathrm{cdlc}}^{{\mathrm{\Delta t}}_i}=\frac{Q_{\mathrm{calc}}^{{\mathrm{\Delta t}}_i}}{\left({\rho }_f{c}_{p,f}\right)(T_{f,\mathrm{out}}^{\left(t_i\right)}-T_{f,\mathrm{in}}^{\left(t_i\right)}),}$$Q_{\mathrm{calc}}^{{\mathrm{\Delta t}}_i}=Q_{\mathrm{heat}}^{{\mathrm{\Delta t}}_{i-1}}+Q_{\mathrm{heat}}^{{\mathrm{\Delta t}}_{i-2}}-{\int }_{t_{i-1}}^{t_i}\left({\rho }_f{c}_{p,f}{q}_f^{\left(t\right)}\right)[T{\left(t\right)}_{f,\mathrm{out}}-T_{f,\mathrm{in}}\left(t\right)]\mathrm{dt}$其中，当i＝1时，理论冷却风量为：$q_{\mathrm{calc}}^{{\mathrm{\Delta t}}_1}=\frac{Q_{\mathrm{calc}}^{{\mathrm{\Delta t}}_1}}{\left({\rho }_f{c}_{p,f}\right)(T_{f,\mathrm{out}}^{\left(t_1\right)}-T_{f,\mathrm{in}}^{\left(t_1\right)})}$$Q_{\mathrm{calc}}^{{\mathrm{\Delta t}}_1}=Q_{\mathrm{heat}}^{{\mathrm{\Delta t}}_0};$其中，c_p，f为空气的平均比热容，ρ_f为空气的平均密度，c_p，f和ρ_f为标准的空气热物性参数；为t_i时刻的电池包入风口处空气温度；为当前时刻实际输出冷却风量；为t_i到t_i+1时间内电池表面的综合对流换热量；为t_i到t_i+1时间内计算电池的发热量；(1-5-5)电池管理系统根据公式计算Δt_i时间内的冷却风量实际值电池管理系统控制风机在t_i到t_i+1时间内的出风量为其中，k_c为根据电池表面最大温度在Δt_i时间内的变化量得到的风量修正系数，其值为：为t_i时刻的电池表面最大温度，为t_i+1时刻的电池表面最大温度；t₁时刻的k_c取值为1；ΔT₁为设定的风量调整温度阈值；(1-6)当电池表面最大温度T_max≤T_set-ΔT₂时，则电池管理系统控制风机停止运行，(T_set-ΔT₂)为控制风机停止运行的温度阀值；否则转入步骤(1-5-4)。