CN111762062A - 基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，通过将***温度T_sys通过信号传输线传递到比较环节1，与目标温度T_ref进行比较，得到第一差值T_dif，通过拟合方式得到第一差值T_dif与流量V_ref的拟合关系曲线，采用插值法得到所需流量V_ref，在比较环节中2中，将***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref进行比较，得到***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref之间的第二差值V_dif，将第二差值V_dif发送至流量控制器，使流量控制器根据第二差值V_dif控制流量调节装置输出***当前的冷却液流量，以实现对汽车电池温度的预调控。

Description

基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法
技术领域
本发明涉及控制***技术领域，尤其涉及一种基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法。
背景技术
动力电池的性能对工作温度有着非常高的要求，过高或者过低的温度都会很大程度上降低电池的寿命和电池容量的大小，保证合理的工作温度有利于延长电池寿命、提高电池容量，符合可持续发展的基本国策。
但是目前已有的温度控制***表现较差，灵敏性低，不能适应动力电池对温度变化的高度敏感性，动力电池的容量和寿命得不到保障，急需一种具有高度灵敏性和高度稳定性的温度控制***来保证电池的寿命和电池容量。
有方案提出了一种流量控制装置及程序，该方案通过设置目标流量和一系列的输出单元来控制驱动电路，设计的控制***单单从压力的方面考虑流量的控制，不能通过用户使用习惯和预调节的方法来控制流量，单从电压方面考虑流量，造成了不必要的浪费，且***灵敏性较低，需要进行修正和改进。还有方案提出了一种质量流量控制器，采用规定算式的方式对对流量控制阀的开度进行控制，该方案提到的控制方法容易受到外界因素扰动造成控制方法失效，同时采用规定的算法导致控制方法精度变低，不能够实时状态预测流量需求。可见，传统的调控方案往往存在控制准确度低的问题。
发明内容
针对以上问题，本发明提出一种自稳定的高精度、高灵敏性的基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，相比于相关传统的流量控制***，具有稳定性高、灵敏性好、鲁棒性好的特点，适应多种应用环境，有效避免由于温度失控导致的一系列事故。
为实现本发明的目的，提供一种基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，包括如下步骤：
S20，在当前采样周期，获取温度传感器测量得到的***温度T_sys以及流量传感器测量得到的***冷却液流量V_sys，将***温度T_sys通过信号传输线传递到比较环节1，与目标温度T_ref进行比较，得到目标温度T_ref与***温度T_sys的第一差值T_dif；
S30，通过信号传输线差值T_dif传递到插值查表环节，通过在线训练的方式得到***温度第一差值T_dif与达到目标温度T_ref所需的流量V_ref之间的对应关系，通过拟合方式得到第一差值T_dif与流量V_ref的拟合关系曲线，当收到第一差值T_dif之后，采用插值法得到所需流量V_ref；
S40，通过信号传输线将所需流量V_ref传递到比较环节2，在比较环节中2中，将***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref进行比较，得到***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref之间的第二差值V_dif；
S50，将第二差值V_dif发送至流量控制器，使流量控制器根据第二差值V_dif控制流量调节装置输出***当前的冷却液流量。
在一个实施例中，上述基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，还包括：
S60，在液冷***收到流量调节装置的***冷却液流量V_sys时，液冷***运转，对***进行冷却或者保温，并输出冷却后的***温度T_sys。
在一个实施例中，在步骤S20之前，还包括：
S10，设定***运行的目标温度T_ref，将***的目标温度信号传递到比较环节1中，将每一采样周期内的信号放入寄存器存储，并且用于下一循环采样周期计算和预测。
在一个实施例中，所述流量控制器设有PID控制模块，通过PID控制算法进行流量控制。
具体地，所述流量控制器安装在控制柜中，与流量供给***连接；所述流量控制器的输出信号用来控制流量供给***中水泵的转速或比例阀的开度，从而实现液冷***冷却液流量的控制。
在一个实施例中，所述液冷***中设有变频器，变频器与增压泵相连，用于控制增压泵的转速，从而调节液冷***的流量。
上述基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，通过在当前采样周期，获取温度传感器测量得到的***温度T_sys以及流量传感器测量得到的***冷却液流量V_sys，将***温度T_sys通过信号传输线传递到比较环节1，与目标温度T_ref进行比较，得到目标温度T_ref与***温度T_sys的第一差值T_dif，通过信号传输线差值T_dif传递到插值查表环节，通过在线训练的方式得到***温度第一差值T_dif与达到目标温度T_ref所需的流量V_ref之间的对应关系，通过拟合方式得到第一差值T_dif与流量V_ref的拟合关系曲线，当收到第一差值T_dif之后，采用插值法得到所需流量V_ref，通过信号传输线将所需流量V_ref传递到比较环节2，在比较环节中2中，将***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref进行比较，得到***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref之间的第二差值V_dif，将第二差值V_dif发送至流量控制器，使流量控制器根据第二差值V_dif控制流量调节装置输出***当前的冷却液流量，以实现对汽车电池温度的预调控，使汽车电池所在***始终运行在适合的温度范围内，以保证***运行的平稳和高效，可以提高针对汽车电池进行温度预调控的准确性；具有稳定性高、灵敏性好、鲁棒性好的特点，适应多种应用环境，有效避免由于温度失控导致的一系列事故。
附图说明
图1是一个实施例的基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法流程图；
图2是一个实施例的温度控制***电气结构示意图；
图3是一个实施例的温度控制***使用环境示意图；
图4是一个实施例的温度控制***工作过程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参考图1所示，图1为一个实施例的基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法流程图，包括如下步骤：
S20，在当前采样周期，获取温度传感器测量得到的***温度T_sys以及流量传感器测量得到的***冷却液流量V_sys，将***温度T_sys通过信号传输线传递到比较环节1，与目标温度T_ref进行比较，得到目标温度T_ref与***温度T_sys的第一差值T_dif。
上述***为预调控汽车电池温度的***(如温度控制***等)。
上述***具有温度传感器和流量传感器，用于在每一采样周期中采集***的温度T_sys和***冷却液流量V_sys，将***温度T_sys通过信号传输线传递到比较环节1，与目标温度T_ref进行比较，得到目标温度T_ref与***当前实际温度T_sys的差值T_dif。
S30，通过信号传输线差值T_dif传递到插值查表环节，通过在线训练的方式得到***温度第一差值T_dif与达到目标温度T_ref所需的流量V_ref之间的对应关系，通过拟合方式得到第一差值T_dif与流量V_ref的拟合关系曲线，当收到第一差值T_dif之后，采用插值法得到所需流量V_ref。
上述步骤通过信号传输线将差值信号T_dif传递到插值查表环节，通过在线训练的方式得到***温度差值T_dif与达到目标温度T_ref所需的流量V_ref之间的对应关系，通过拟合方式得到T_dif与V_ref的拟合关系曲线，当收到比较环节1传输的T_dif信号之后，采用插值法得到所需的流量V_ref。
在一个示例中，插值查表环节中数据来源有两部分，一部分来自于厂家建立流量供给***的的数学模型，并对数学模型进行理论分析，得到流量供给***包括流量、压力在内的基本特性；分析流量供给***参数对液冷***降温性能的影响，得到各种流量参数下液冷***的出口温度分布。另一部分来自用户在实际使用的过程中***自主学习，根据用户的使用习惯得到数据库，对厂家计算模型进行微调，得到精确的温度-流量对应关系。
S40，通过信号传输线将所需流量V_ref传递到比较环节2，在比较环节中2中，将***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref进行比较，得到***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref之间的第二差值V_dif。
S50，将第二差值V_dif发送至流量控制器，使流量控制器根据第二差值V_dif控制流量调节装置输出***当前的冷却液流量。
上述步骤中，流量控制器收到V_dif信号，流量控制器控制控制流量调节装置输出***目前的流量V_sys。
上述基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，通过在当前采样周期，获取温度传感器测量得到的***温度T_sys以及流量传感器测量得到的***冷却液流量V_sys，将***温度T_sys通过信号传输线传递到比较环节1，与目标温度T_ref进行比较，得到目标温度T_ref与***温度T_sys的第一差值T_dif，通过信号传输线差值T_dif传递到插值查表环节，通过在线训练的方式得到***温度第一差值T_dif与达到目标温度T_ref所需的流量V_ref之间的对应关系，通过拟合方式得到第一差值T_dif与流量V_ref的拟合关系曲线，当收到第一差值T_dif之后，采用插值法得到所需流量V_ref，通过信号传输线将所需流量V_ref传递到比较环节2，在比较环节中2中，将***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref进行比较，得到***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref之间的第二差值V_dif，将第二差值V_dif发送至流量控制器，使流量控制器根据第二差值V_dif控制流量调节装置输出***当前的冷却液流量，以实现对汽车电池温度的预调控，使汽车电池所在***始终运行在适合的温度范围内，以保证***运行的平稳和高效，可以提高针对汽车电池进行温度预调控的准确性；具有稳定性高、灵敏性好、鲁棒性好的特点，适应多种应用环境，有效避免由于温度失控导致的一系列事故。
在一个实施例中，上述基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，还包括：
S60，在液冷***收到流量调节装置的***冷却液流量V_sys时，液冷***运转，对***进行冷却或者保温，并输出冷却后的***温度T_sys。
本实施例中，液冷***收到流量调节装置的V_sys信号，液冷***运转，对***进行冷却或者保温，之后输出冷却后温度T_sys，以对冷却后的温度T_sys进行相应显示等形式的输出，使用户可以及时获知上述冷却后的温度T_sys。
在一个实施例中，在步骤S20之前，还包括：
S10，设定***运行的目标温度T_ref，将***的目标温度信号传递到比较环节1中，将每一采样周期内的信号放入寄存器存储，并且用于下一循环采样周期计算和预测。
上述目标温度T_ref接有信号寄存器和输入接口，可以由厂家自主设置***工作温度。
在一个实施例中，所述流量控制器设有PID控制模块，通过PID控制算法进行流量控制。
具体地，所述流量控制器安装在控制柜中，与流量供给***连接；所述流量控制器的输出信号用来控制流量供给***中水泵的转速或比例阀的开度，从而实现液冷***冷却液流量的控制。
本实施例中，流量控制器设有PID控制模块，通过PID控制算法进行流量控制，PID控制器参数可根据不同车型和驾驶员行驶习惯进行调节。流量控制器设有PID控制模块，通过PID控制算法进行流量控制，PID控制器参数可根据不同车型和驾驶员行驶习惯进行调节。
在一个实施例中，所述液冷***中设有变频器，变频器与增压泵相连，用于控制增压泵的转速，从而调节液冷***的流量。
在一个实施例中，运行上述基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法的可以为温度控制***，温度控制***在电池包设定有多个数据采样点，保证数据的准确性，建立一系列温度点和与之对应的自调节阀开度实现液冷***温度自动调节控制***，具有实时温度与目标温度偏差越大，阀门调幅越大(开大与关小双向)快速实现向设定目标温度调节的特点。根据温度变化调节液冷***的流量，避免了液冷***不必要的功耗损失，从而使***处于最优的运行状态。温度控制***中装有通讯模块，可以通过互联网实时更新数据库，调节温度控制***的准确性和有效性。
在一个示例中，上述温度控制***的电气结构示意图可以参考图2所示，图2所示温度控制***的使用环境示意图可以参考图3所示，相应的工作过程示意图可以参考图4所示。图2中，S001表示设定目标温度；S002表示比较环节1；S003表示插值查表环节；S004表示比较环节2；S005表示流量控制器；S006表示流量调节装置；S007表示液冷***；S008表示控制***输出温度；S009表示流量传感器；S010表示温度传感器。图4中，S010表示车辆启动；S020表示进行***自检；S021表示车辆电池状态检查；S022表示微通道状态及水泵状态检查；S030表示通过车联网云平台进行温度控制参数设置；S040表示采集车辆的温度信号；S050表示判断电池包内部加权平均温度是否大于设定的温度下阈值；S060表示若电池包内加权平均温度大于温度下阈值，则高温度的持续时间；S120表示判定高温度持续时间t_kp的持续时间是否大于设定的温度t_st；S130表示对水泵进行预热；S110表示水冷***关闭，采用风冷和热管进行散热；S070表示判定电池包内部的加权平均温度是否大于设定的电池包工作温度上限；S080表示水冷***进入工作；S090表示对微通道冷却水出口的温度进行采集；S100表示通过温度-流量图上通过插值法进行冷却流量进行确定。
如图4所示，上述温度控制***的工作过程包括：
第一步，S010整车启动，车辆进入启动状态；之后进入S020车辆状态检查步骤，通过步骤S021电池工作状态检查和S022微通道水泵状态检查对电池包BMS***有效性进行判断；
第二步，S030温度控制***参数设置，主要涉及电池工作温度区间的设置和温度信号持续时间的设置，可通过电池出厂时的标定参数进行设置；
第三步，S040温度信号采集，通过电池包固定装置5中的温度信号采集装置采集电池工作温度信号，同时将温度信号传递给BMS(电池管理***)；
第四步，温度信号传递给BMS后进行S050语句进行判断，电池包内部每个电池包的温度权重有着区别，靠近边缘部分的电池温度权重小，反之亦然，通过计算得出电池包温度加权平均温度T_ave，通过加权平均温度T_ave与S030温度阈值设定中设定的电池工作下阈值T_lo进行比较判断，若电池包加权平均温度T_ave大于设定的电池工作下阈值T_lo则进入下一步S060，否则进入S110；
第五步，当电池包加权平均温度T_ave大于电池工作下阈值T_lo时，进行S060持续时间t_kp信号采集，这一步是为了排除电池在瞬时产热升高而造成BMS误判；
第六步，S120将t_kp与设定的温度持续时间t_st进行对比，若温度持续时间t_kp小于设定的温度持续时间t_st，则返回第五步中的S050判断步骤；若持续时间t_kp大于设定的阈值t_st则进行下一步S130；
第七步，S130水泵进行预热，这是为防止温度持续时间过长导致电池热量积聚，此时水泵进入最低工作转速进行预热，一部分冷却液进入微通道进行冷却。同时判断此时的电池包加权平均温度T_ave是否大于设定的电池工作温度上阈值T_hi，若T_ave大于设定的上阈值T_hi，则S080水泵进入工作；若T_ave小于设定的上阈值T_hi，则进行S110水冷***关闭，采用风冷及热管进行散热；
第八步，在S080水冷***进行工作后，需要S090采集蛇形微通道冷却液出口温度值，利用此时的冷却水出口温度值进行S100温度-流量图中进行二维插值得到目前水泵需要供给的流量，减少泵耗，达到全局最优的目的。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本申请实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，其特征在于，包括如下步骤：
S20，在当前采样周期，获取温度传感器测量得到的***温度T_sys以及流量传感器测量得到的***冷却液流量V_sys，将***温度T_sys通过信号传输线传递到比较环节1，与目标温度T_ref进行比较，得到目标温度T_ref与***温度T_sys的第一差值T_dif；
S30，通过信号传输线差值T_dif传递到插值查表环节，通过在线训练的方式得到***温度第一差值T_dif与达到目标温度T_ref所需的流量V_ref之间的对应关系，通过拟合方式得到第一差值T_dif与流量V_ref的拟合关系曲线，当收到第一差值T_dif之后，采用插值法得到所需流量V_ref；
S40，通过信号传输线将所需流量V_ref传递到比较环节2，在比较环节中2中，将***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref进行比较，得到***冷却液流量V_sys和所需流量V_ref之间的第二差值V_dif；
S50，将第二差值V_dif发送至流量控制器，使流量控制器根据第二差值V_dif控制流量调节装置输出***当前的冷却液流量。
2.根据权利要求1所述的基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，其特征在于，还包括：
S60，在液冷***收到流量调节装置的***冷却液流量V_sys时，液冷***运转，对***进行冷却或者保温，并输出冷却后的***温度T_sys。
3.根据权利要求1所述的基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，其特征在于，在步骤S20之前，还包括：
S10，设定***运行的目标温度T_ref，将***的目标温度信号传递到比较环节1中，将每一采样周期内的信号放入寄存器存储，并且用于下一循环采样周期计算和预测。
4.根据权利要求1所述的基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，其特征在于，所述流量控制器设有PID控制模块，通过PID控制算法进行流量控制。
5.根据权利要求4所述的基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，其特征在于，所述流量控制器安装在控制柜中，与流量供给***连接；所述流量控制器的输出信号用来控制流量供给***中水泵的转速或比例阀的开度，从而实现液冷***冷却液流量的控制。
6.根据权利要求1至5任一项所述的基于车联网大数据下的多因素汽车电池温度预调控方法，其特征在于，所述液冷***中设有变频器，变频器与增压泵相连，用于控制增压泵的转速，从而调节液冷***的流量。
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