CN111948540A - 一种动力电池包温度预测方法及*** - Google Patents

一种动力电池包温度预测方法及*** Download PDF

Info

Publication number
CN111948540A
CN111948540A CN202010609199.3A CN202010609199A CN111948540A CN 111948540 A CN111948540 A CN 111948540A CN 202010609199 A CN202010609199 A CN 202010609199A CN 111948540 A CN111948540 A CN 111948540A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
power
battery pack
heat exchange
heat generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010609199.3A
Other languages
English (en)
Inventor
张成海
宋宏贵
孟仙雅
孟国栋
李俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd
Original Assignee
Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd filed Critical Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd
Priority to CN202010609199.3A priority Critical patent/CN111948540A/zh
Publication of CN111948540A publication Critical patent/CN111948540A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种动力电池包温度预测方法及***。过程为：确定生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数；基于所述生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数评估未来一段时间内的平均生热功率和电池包与环境之间的热交换功率；基于平均生热功率、热交换功率及当前时刻温度预测未来一段时间后的温度。本发明考虑了车辆未来应用工况对电池的充放电需求和环境变化来预测电池包温度变化，预测更为准确可靠，为电池包温度管理提供了依据。

Description

一种动力电池包温度预测方法及***
技术领域
本发明属于动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池包温度预测方法及***。
背景技术
温度是影响动力电池性能、寿命和安全性能的一个重要因素,在动力电池温度管理***中，如果能够事先预知动力电池包的温度变化，可以及时有效地采取对应的热管理措施，使动力电池始终在期望的温度区间工作。
影响动力电池内部温度因素比较多：为满足车辆行驶需求的充放电过程导致电池生热情况变化、不同行驶环境与动力电池包的换热效果差异、电池包自身特性对热量变化的响应情况等。这些都会导致动力电池包的温度变化。
专利申请201910123752提出了一种动力电池温度预测***及方法，通过电池当前温度、电流、电压、SOC等进行温度预测。专利申请201510327299提出了动力电池运行温度的自适应方法，通过采集引起动力电池温度变化的数据和电流预测值预测动力电池温度变化，通过比较预测温度和实际温度来自适应辨识。两个专利均只考虑当前电池包温度及信息影响，未考虑车辆未来应用工况及环境变化对电池包温度的影响，导致电池包温度预测不准确。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种简单、可靠性高的动力电池包温度预测方法及***。
本发明采用的技术方案是：一种动力电池包温度预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)确定生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数；
2)基于生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数评估未来一段时间内的平均生热功率和电池包与环境之间的热交换功率；
3)基于平均生热功率、热交换功率及当前时刻温度预测未来一段时间后的温度。
进一步地，通过以下公式评估平均生热功率
Q1＝A*I2+B*I
其中，Q1为平均生热功率；A、B分别为生热模型参数、热交换模型参数；I为动力电池充放电电流。
进一步地，通过以下公式评估热交换功率
Q2＝C*(Tout-Tin)+E
其中，Q2为平均生热功率；C为温度测算模型参数；Tout为动力电池包外部温度；Tin为动力电池包内部温度；E为第一标定参数。
进一步地，通过以下公式预测未来一段时间后的温度
T2＝T1+F*(Q1+Q2)*△t
其中，T1为当前时刻温度，T2为未来一段时间后的温度，△t为未来一段时间的时长；E为第二标定参数。
进一步地，从电池管理***获取电池状态信息，从车辆控制***获取车辆需求信息，根据电池状态信息、车辆需求信息确定生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数。
进一步地，所述电池状态信息包括电池包的内部温度、外部温度、电压、电流、剩余电量信息。
进一步地，所述车辆需求信息包括未来一段时间内车辆对电池的充放电功率、充放电持续时间、车速信息。
更进一步地，所述未来一段时间的时长取值为1-10h。
一种动力电池包温度预测***，包括
电池状态信息检测单元，用于从电池管理***获取电池状态信息发送至热量变化预测单元和温度变化预测单元；
车辆需求信息检测单元，从车辆控制***获取车辆需求信息发送至热量变化预测单元；
热量变化预测单元，用于根据接收的电池状态信息和车辆需求信息评估未来一段时间内的平均生热功率和电池包与环境之间的热交换功率；
温度变化预测单元，用于基于平均生热功率、热交换功率及电池状态信息预测未来一段时间后的温度
进一步地，所述热量变化预测单元根据接收的电池状态信息和车辆需求信息确定生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数，根据生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数评估未来一段时间内的平均生热功率和电池包与环境之间的热交换功率。
本发明考虑了车辆未来应用工况对电池的充放电需求和环境变化来预测电池包温度变化，预测更为准确可靠，为电池包温度管理提供了依据。
附图说明
图1为本发明的***原理示意图。
图2为本发明的温度预测流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1所示，本发明提供一种动力电池包温度预测***，包括
电池状态信息检测单元1，与电池管理***5通过总线连接，用于从电池管理***获取电池状态信息发送至热量变化预测单元和温度变化预测单元；所述电池状态信息包括电池包的内部温度、外部温度、电压、电流、剩余电量信息等。
车辆需求信息检测单元2，与车辆控制***6之间通过总线连接，并能够从车辆控制***获取应用场景信息、车辆需求信息发送至热量变化预测单元；车辆需求信息包括未来一段时间内车辆对电池的充放电功率、充放电持续时间、车速信息等。
热量变化预测单元3从电池状态信息检测单元和车辆需求信息检测单元获取所需信息，确定生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数，根据生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数利用生热模型、热交换模型测算未来一段时间内满足车辆行驶工况需求的动力电池包内部热量的变化，包括平均生热功率和电池包与环境之间的热交换功率，将测算结果输出到温度变化预测单元。
温度变化预测单元4从热量变化预测单元得到未来一段时间的动力电池包内热量变化，依据温度测算模型预测电池包内部未来一段时间后温度变化规律，并将结果输出。
基于上述的动力电池包温度预测***，本发明还提供一种动力电池包温度预测方法，如图2所示，过程为：
首先根据获取的电池状态信息、应用需求信息自动辨识生热模型、热交换模型、温度测算模型的参数A、B、C；参数E、F可通过试验测试进行标定；
其次根据生热模型评估未来一段时间内的平均生热功率；
Q1＝A*I2+B*I
其中：Q1为平均生热功率；A、B分别为生热模型参数、热交换模型参数；I为动力电池充放电电流。
然后根据热交换模型评估未来一段时间内的电池包与环境之间的热交换功率：
Q2＝C*(Tout-Tin)+E
其中，Q2为平均生热功率；C为温度测算模型参数；Tout为动力电池包外部温度；Tin为动力电池包内部温度；E为第一标定参数。
最后，根据温度测算模型评估热量变化引起温度变化预测：
T2＝T1+F*(Q1+Q2)*△t
其中，T1为当前时刻温度，T2为未来一段时间后的温度，△t为未来一段时间的时长，可以根据需要取值，本发明可以取值为1-10h中的任意值；E为第二标定参数。
以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种动力电池包温度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)确定生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数；
2)基于所述生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数评估未来一段时间内的平均生热功率和电池包与环境之间的热交换功率；
3)基于平均生热功率、热交换功率及当前时刻温度预测未来一段时间后的温度。
2.根据权利要求1所述的动力电池包温度预测方法，其特征在于：通过以下公式评估平均生热功率
Q1＝A*I2+B*I
其中，Q1为平均生热功率；A、B分别为生热模型参数、热交换模型参数；I为动力电池充放电电流。
3.根据权利要求1所述的动力电池包温度预测方法，其特征在于：通过以下公式评估热交换功率
Q2＝C*(Tout-Tin)+E
其中，Q2为平均生热功率；C为温度测算模型参数；Tout为动力电池包外部温度；Tin为动力电池包内部温度；E为第一标定参数。
4.根据权利要求1所述的动力电池包温度预测方法，其特征在于：通过以下公式预测未来一段时间后的温度
T2＝T1+F*(Q1+Q2)*△t
其中，T1为当前时刻温度，T2为未来一段时间后的温度，△t为未来一段时间的时长；E为第二标定参数。
5.根据权利要求1所述的动力电池包温度预测方法，其特征在于：从电池管理***获取电池状态信息，从车辆控制***获取车辆需求信息，根据电池状态信息、车辆需求信息确定生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数。
6.根据权利要求1所述的动力电池包温度预测方法，其特征在于：所述电池状态信息包括电池包的内部温度、外部温度、电压、电流、剩余电量信息。
7.根据权利要求1所述的动力电池包温度预测方法，其特征在于：所述车辆需求信息包括未来一段时间内车辆对电池的充放电功率、充放电持续时间、车速信息。
8.根据权利要求1所述的动力电池包温度预测方法及***，其特征在于：所述未来一段时间的时长取值为1-10h。
9.一种动力电池包温度预测***，其特征在于：包括
电池状态信息检测单元，用于从电池管理***获取电池状态信息发送至热量变化预测单元和温度变化预测单元；
车辆需求信息检测单元，从车辆控制***获取车辆需求信息发送至热量变化预测单元；
热量变化预测单元，用于根据接收的电池状态信息和车辆需求信息评估未来一段时间内的平均生热功率和电池包与环境之间的热交换功率；
温度变化预测单元，用于基于平均生热功率、热交换功率及电池状态信息预测未来一段时间后的温度。
10.根据权利要求9所述的动力电池包温度预测***，其特征在于：所述热量变化预测单元根据接收的电池状态信息和车辆需求信息确定生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数，根据生热模型参数、热交换模型参数、温度测算模型参数评估未来一段时间内的平均生热功率和电池包与环境之间的热交换功率。
CN202010609199.3A 2020-06-29 2020-06-29 一种动力电池包温度预测方法及*** Pending CN111948540A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010609199.3A CN111948540A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 一种动力电池包温度预测方法及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010609199.3A CN111948540A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 一种动力电池包温度预测方法及***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111948540A true CN111948540A (zh) 2020-11-17

Family

ID=73337321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010609199.3A Pending CN111948540A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 一种动力电池包温度预测方法及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111948540A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113071373A (zh) * 2021-04-25 2021-07-06 北京新能源汽车股份有限公司 一种基于云端智能互联大数据的温度预测和装置
CN113224412A (zh) * 2021-03-31 2021-08-06 联合汽车电子有限公司 动力电池的控温方法、ampc控制器、热管理***及介质

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104656026A (zh) * 2014-11-13 2015-05-27 浙江吉利罗佑发动机有限公司 一种混合动力汽车电池过充诊断方法及***
CN104881550A (zh) * 2015-06-15 2015-09-02 清华大学 动力电池运行温度的自适应预测方法
JP2016031628A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 三菱自動車工業株式会社 電池パックに関する温度予測方法及び温度予測装置
CN106483470A (zh) * 2016-12-22 2017-03-08 清华大学 一种基于未来运行工况预测的电池剩余放电能量预测方法
JP2017152302A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 三菱自動車工業株式会社 電池モジュールの温度傾向予測方法、予測装置及び予測プログラム
CN107831441A (zh) * 2017-09-20 2018-03-23 哈尔滨理工大学 锂电池充电电流的预测方法、预测***及一种充电装置
CN109073710A (zh) * 2016-02-16 2018-12-21 埃克萨公司 用于电热电池模型的生成与使用的***及方法
CN109987000A (zh) * 2019-02-19 2019-07-09 中国第一汽车股份有限公司 一种动力电池温度预测***及方法
CN110888070A (zh) * 2018-08-16 2020-03-17 广州小鹏汽车科技有限公司 一种电池温度的估计方法、装置、设备及介质
KR20200054738A (ko) * 2018-11-12 2020-05-20 한국전기연구원 배터리의 냉각을 통한 엔트로피 측정 방법 및 이를 이용한 배터리 온도 변화 계산 방법
CN111191366A (zh) * 2019-12-30 2020-05-22 中国第一汽车股份有限公司 一种基于液冷散热方式的动力电池温度预测模型及建模方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016031628A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 三菱自動車工業株式会社 電池パックに関する温度予測方法及び温度予測装置
CN104656026A (zh) * 2014-11-13 2015-05-27 浙江吉利罗佑发动机有限公司 一种混合动力汽车电池过充诊断方法及***
CN104881550A (zh) * 2015-06-15 2015-09-02 清华大学 动力电池运行温度的自适应预测方法
CN109073710A (zh) * 2016-02-16 2018-12-21 埃克萨公司 用于电热电池模型的生成与使用的***及方法
JP2017152302A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 三菱自動車工業株式会社 電池モジュールの温度傾向予測方法、予測装置及び予測プログラム
CN106483470A (zh) * 2016-12-22 2017-03-08 清华大学 一种基于未来运行工况预测的电池剩余放电能量预测方法
CN107831441A (zh) * 2017-09-20 2018-03-23 哈尔滨理工大学 锂电池充电电流的预测方法、预测***及一种充电装置
CN110888070A (zh) * 2018-08-16 2020-03-17 广州小鹏汽车科技有限公司 一种电池温度的估计方法、装置、设备及介质
KR20200054738A (ko) * 2018-11-12 2020-05-20 한국전기연구원 배터리의 냉각을 통한 엔트로피 측정 방법 및 이를 이용한 배터리 온도 변화 계산 방법
CN109987000A (zh) * 2019-02-19 2019-07-09 中国第一汽车股份有限公司 一种动力电池温度预测***及方法
CN111191366A (zh) * 2019-12-30 2020-05-22 中国第一汽车股份有限公司 一种基于液冷散热方式的动力电池温度预测模型及建模方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶建平: "深度混合动力汽车用镍氢动力电池热管理***研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *
王松蕊 等: "锂离子电池温度变化热模拟研究", 《电源技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113224412A (zh) * 2021-03-31 2021-08-06 联合汽车电子有限公司 动力电池的控温方法、ampc控制器、热管理***及介质
CN113224412B (zh) * 2021-03-31 2023-01-06 联合汽车电子有限公司 动力电池的控温方法、ampc控制器、热管理***及介质
CN113071373A (zh) * 2021-04-25 2021-07-06 北京新能源汽车股份有限公司 一种基于云端智能互联大数据的温度预测和装置
CN113071373B (zh) * 2021-04-25 2022-07-29 北京新能源汽车股份有限公司 一种基于云端智能互联大数据的温度预测和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3916884B1 (en) Secondary battery module remaining life diagnosis method and remaining life diagnosis system
US10388993B2 (en) Battery degradation accumulation methods
JP4864383B2 (ja) 蓄電デバイスの劣化状態推定装置
US11105861B2 (en) Device and method for estimating battery resistance
JP6234946B2 (ja) 電池状態推定装置
JP6668905B2 (ja) 電池劣化推定装置
US20090306915A1 (en) Method for predicting the power capacity of electrical energy stores
CN110275118B (zh) 一种功率型动力电池健康状态估算方法
JP2014025738A (ja) 残容量推定装置
CN110324383B (zh) 云服务器、电动汽车及其中动力电池的管理***、方法
JP2015219980A (ja) 二次電池監視装置、二次電池劣化予測装置、および、二次電池の電池容量の予測方法
CN108808132B (zh) 一种动力电池的sop控制方法
WO2021039018A1 (ja) 二次電池モジュールの温度推定方法、劣化状態推定方法及び寿命予測方法、二次電池モジュールの温度推定装置、劣化状態推定装置及び寿命予測装置並びに充電装置
CN111948540A (zh) 一种动力电池包温度预测方法及***
KR20150084354A (ko) 배터리팩의 수명 추정 장치
KR102632629B1 (ko) 배터리 셀 진단 장치 및 방법
CN115407206A (zh) 一种基于容量累积的soh自适应估算方法
CN204030697U (zh) 基于动态soc估算***的电池管理***
CN110687460B (zh) 一种soc预估方法
CN113525147A (zh) 使用大数据估计车辆电池充电时间的***和方法
KR102465373B1 (ko) 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리팩
KR20140094486A (ko) 이차전지 배터리 팩의 상태 추정장치와 방법 및 이를 이용한 배터리 팩
CN110687459B (zh) 一种soc预估方法
US20150177333A1 (en) Method for managing and diagnosing a battery
CN110579710A (zh) 一种soc预估装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201117