一种锂电池包运行温度的控制方法及系统与流程

    专利查询2025-08-11  75


    本发明涉及锂电池包温度控制,尤其涉及一种锂电池包运行温度的控制方法及系统。


    背景技术:

    1、随着电动汽车、储能系统以及便携式电子设备的普及,锂电池作为其核心动力源,其性能与安全性越来越受到关注。锂电池的运行温度是影响其性能、寿命及安全性的关键因素之一。特别是在高温环境下,锂电池的内部化学反应会加速,可能引发过热、甚至热失控等安全问题,严重威胁到设备的安全运行和用户的生命财产安全。因此,如何有效控制锂电池包的运行温度,避免其温度过高,确保锂电池在不同环境条件下均能稳定、安全地工作,成为业内亟待解决的技术问题。

    2、现有的锂电池温度控制方法大多采用被动式散热措施,这些方法存在控制精度低、响应速度慢等缺点,难以满足复杂多变的使用环境对锂电池温度控制的需求,尤其是在高温环境下的散热需求。特别是对锂电池温度控制的实时性和准确性提出了更高的要求。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是为了提供一种能够对锂电池温度进行有效监控,更精准控温的控制方法及系统。

    2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

    3、一种锂电池包运行温度的控制方法,包括:

    4、针对锂电池包的电池包结构、外围组装结构以及冷却装置结构布置,构建锂电池包试验模组,并针对锂电池包试验模组构建若干次温控数据采集试验;

    5、基于温控数据采集试验,确定出温度分布变化序列,输入或输出功率变化序列,以及冷却装置驱动方式变化序列,并基于等同时间对应的方式,将温度分布变化序列、输入或输出功率变化序列以及冷却装置驱动方式变化序列进行内部因子关联;

    6、基于输入或输出功率变化序列在时间线上的特征表现,对输入或输出功率变化序列中连续时间节点对应的输入或输出功率进行组合截取,并生成的输入或输出功率特征数据;

    7、步对输入或输出功率特征数据对应的温度分布变化序列进行分析,确定出异常温度分布特征数据,并基于异常温度分布特征数据,确定锂电池包的高温异常程度;

    8、基于锂电池包的高温异常程度,确定对冷却装置驱动方式变化序列的修正倍率以及对bms模块的降功率比例,对冷却装置驱动方式变化序列进行修正后,得到修正后冷却装置驱动方式变化序列;

    9、将生成的输入或输出功率特征数据进行整合,得到功率特征匹配库,并利用功率特征匹配库对锂电池包的实时输入或输出功率变化序列进行识别,找对匹配的输入或输出功率特征数据,并基于其对应的修正后冷却装置驱动方式变化序列对冷却装置进行驱动,以及基于对应的降功率比例,驱使bms模块对锂电池包的实时输入或输出功率进行控制。

    10、在本发明公开的一些实施例中,构建温度分布变化序列、输入或输出功率变化序列以及冷却装置驱动方式变化序列的方法包括:

    11、建立时间参考线,并基于预设时间间隔,在时间参考线上设定有若干时间节点;

    12、对应于时间参考线上的每一时间节点,关联有温度分布因子、输入或输出功率或冷却装置驱动强度,其中温度分布变化因子包括锂电池包不同位置节点的温度值。

    13、在本发明公开的一些实施例中,对输入或输出功率变化序列中连续时间节点对应的输入或输出功率进行组合截取的方法包括:

    14、基于时间参考线上不同时间节点对应的温度分布因子,构建若干对应不同位置节点的温度值变化曲线;

    15、将若干的温度值变化曲线进行对齐,并针对不同位置节点设置有位置权重,并基于不同温度值变化曲线的第一走势特征,确定出需关注的起始时间节点,基于不同温度值变化曲线的第二走势特征,确定出需关注的结束时间节点;

    16、将需关注的起始时间节点和结束时间节点之间对应的输入或输出功率进行组合截取。

    17、在本发明公开的一些实施例中,基于不同温度值变化曲线的第一走势特征,确定出需关注的起始时间节点的方法包括:

    18、扫描不同的温度值变化曲线,若温度值变化曲线刚好高于预设值,则对温度值变化曲线进行走势特征扫描;

    19、对每一温度值变化曲线进行走势特征扫描时,连续统计温度值积累值与对应权重系数的乘积,记为单一位置温度关注参量;

    20、对所有单一位置温度关注参量进行求和计算,得到综合位置温度关注参量,若综合位置温度关注参量出现大于等于预设值的情况,则将对应的时间节点认定为需关注的起始时间节点;

    21、基于不同温度值变化曲线的第二走势特征,确定出需关注的结束时间节点的方法包括:

    22、扫描不同的温度值变化曲线,若温度值变化曲线大于等于预设值,且上下波动保持在预设范围内,且保持时间大于等于预设时间长度,则将保持时间刚好等于预设时间长度所对应的时间节点认定为结束时间节点。

    23、在本发明公开的一些实施例中,基于异常温度分布特征数据,确定锂电池包的高温异常程度的方法包括:

    24、计算不同位置节点对应的温度值变化曲线的平均温度值变化曲线,并将每一温度值变化曲线和平均温度值变化曲线进行重合比对;

    25、重合比对过程中,随机选定若干时间节点,并计算所述时间节点对应的温度值变化曲线和平均温度值变化曲线的温度差异值,对所有温度差异值进行求和,得到综合温度差异值;

    26、重合比对过程中,确定出温度值变化曲线和平均温度值变化曲线进入下降趋势的时间节点,并从下降趋势的时间节点起,确定在预设时间间隔内温度值变化曲线和平均温度值变化曲线各自的温度值下降量,并计算出温度值下降量差异值;

    27、基于综合温度差异值以及温度值下降量差异值,确定锂电池包的高温异常程度。

    28、在本发明公开的一些实施例中,根据综合温度差异值和温度下降量差异值,确定锂电池包的高温异常程度的方法包括:

    29、针对综合温度差异值设定有温度差异值数组a[a1,a2,a3,...,an],其中,a1为第一预设温度差异值,a2为第二预设温度差异值,a3为第三预设温度差异值,an为第n预设温度差异值,且a1<a2<a3<...<an,还设定有初始温度异常程度数组q[q1,q2,q3,...,qn],其中,q1为第一预设初始温度异常程度,q2为第二预设初始温度异常程度数组,q3为第三预设初始温度异常程度,qn为第n预设初始温度异常程度,且q1<q2<q3<...<qn;

    30、获取每一位置节点的对应的综合温度差异值a0;

    31、若a0<a1,则将第一预设初始温度异常程度q1认定为位置节点的初始温度异常程度;

    32、若a1≤a0<a2,则将第二预设初始温度异常程度q2认定为位置节点的初始温度异常程度;

    33、若a2≤a0<a3,则将第三预设初始温度异常程度q3认定为位置节点的初始温度异常程度;

    34、…;

    35、若an-1≤a0<an,则将第n预设初始温度异常程度qn认定位置节点的初始温度异常程度;

    36、针对温度值下降量差异值设定有温度值下降量差异值数组[h1,h2,h3,...,hn],其中,h1为第一预设温度值下降量差异值,h2为第二预设温度值下降量差异值,h3为第三预设温度值下降量差异值,hn为第n预设温度值下降量差异值,且h1<h2<h3<…<hn,设定有异常程度调整系数数组k[k1,k2,k3,...,kn],其中,k1为第一异常程度调整系数,k2为第二异常程度调整系数,k3为第三异常程度调整系数,kn为第n异常程度调整系数,且1>k1>k2>k3>...>kn>0;

    37、获取位置节点的温度值下降量差异值h0;

    38、若h0<h1,则位置节点对应的高温异常程度为q*k1;

    39、若h1≤h0<h2,则位置节点对应的高温异常程度为q*k2;

    40、若h2≤h0<h3,则位置节点对应的高温异常程度为q*k3;

    41、...

    42、若hn-1≤h0<hn,则位置节点对应的高温异常程度为q*kn。

    43、在本发明公开的一些实施例中,基于锂电池包的高位异常程度,确定对冷却装置驱动方式变化序列的修正倍率以及降功率比率的方法包括:

    44、分析高温异常程度所属的预设异常程度区间,并基于预设异常程度区间对应的修正倍率和降功率比例;

    45、基于确定出来的修正倍率,对冷却装置驱动方式变化序列中对应时间节点以及时间节点之前预设时间段内的冷却装置驱动强度进行修正,并基于降功率比例,在出现高温异常程度的时间节点设定降功率比例。

    46、在本发明公开的一些实施例中,利用功率特征匹配库对锂电池包的实时输入或输出功率变化序列进行识别的方法包括:

    47、将实时输入或输出功率变化序列转化成实时输入或输出功率变化曲线;

    48、对功率特征匹配库中的每一输入或输出功率特征数据进行扫描,并分别针对每一输入或输出功率特征数据随机选定若干时间节点的输入或输出功率值,形成功率比对数据组,并将功率比对数据组与对应的输入或输出功率特征数据进行关联;

    49、分别将每一功率比对数据组中的输入或输出功率值映射于实时输入或输出功率变化曲线,若每一映射点与实时输入或输出功率变化曲线的纵向差异值小于等于预设值,则对功率比对数据组对应的输入或输出功率特征数据标记为匹配。

    50、在本发明公开的一些实施例中,还公开有一种锂电池包运行温度的控制系统,包括:

    51、第一模块,用于针对锂电池包的电池包结构、外围组装结构以及冷却装置结构布置,构建锂电池包试验模组,并针对锂电池包试验模组构建若干次温控数据采集试验;

    52、第二模块,用于基于温控数据采集试验,确定出温度分布变化序列,输入或输出功率变化序列,以及冷却装置驱动方式变化序列,并基于等同时间对应的方式,将温度分布变化序列、输入或输出功率变化序列以及冷却装置驱动方式变化序列进行内部因子关联;

    53、第三模块,用于基于输入或输出功率变化序列在时间线上的特征表现,对输入或输出功率变化序列中连续时间节点对应的输入或输出功率进行组合截取,并生成的输入或输出功率特征数据;

    54、第四模块,用于对输入或输出功率特征数据对应的温度分布变化序列进行分析,确定出异常温度分布特征数据,并基于异常温度分布特征数据,确定锂电池包的高温异常程度;

    55、第五模块,用于基于锂电池包的高温异常程度,确定对冷却装置驱动方式变化序列的修正倍率以及对bms模块的降功率比例,对冷却装置驱动方式变化序列进行修正后,得到修正后冷却装置驱动方式变化序列,将生成的输入或输出功率特征数据进行整合,得到功率特征匹配库,并利用功率特征匹配库对锂电池包的实时输入或输出功率变化序列进行识别,找对匹配的输入或输出功率特征数据,并基于其对应的修正后冷却装置驱动方式变化序列对冷却装置进行驱动,以及基于对应的降功率比例,驱使bms模块对锂电池包的实时输入或输出功率进行控制。

    56、本发明公开了一种锂电池包运行温度的控制方法及系统,涉及锂电池包温度控制技术领域,首先构建锂电池包试验模组,进行多次温控数据采集试验,以获取不同条件下的温度、功率和冷却装置驱动方式的数据;通过对这些数据进行处理和分析,提取出输入或输出功率特征数据,并确定异常温度分布特征数据以评估锂电池包的高温异常程度;基于分析结果,对冷却装置驱动方式变化序列进行修正,并确定对bms模块的降功率比例;利用功率特征匹配库对锂电池包的实时输入或输出功率变化序列进行识别,并基于匹配结果对冷却装置进行驱动和对bms模块进行控制,本发明通过上述技术方案,实现了对锂电池包温度的精准控制,避免了高温对锂电池包带来的危害。


    技术特征:

    1.一种锂电池包运行温度的控制方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种锂电池包运行温度的控制方法,其特征在于,构建温度分布变化序列、输入或输出功率变化序列以及冷却装置驱动方式变化序列的方法包括:

    3.根据权利要求2所述的一种锂电池包运行温度的控制方法,其特征在于,对输入或输出功率变化序列中连续时间节点对应的输入或输出功率进行组合截取的方法包括:

    4.根据权利要求3所述的一种锂电池包运行温度的控制方法,其特征在于,基于不同温度值变化曲线的第一走势特征,确定出需关注的起始时间节点的方法包括:

    5.根据权利要求3所述的一种锂电池包运行温度的控制方法,其特征在于,基于异常温度分布特征数据,确定锂电池包的高温异常程度的方法包括:

    6.根据权利要求5所述的一种锂电池包运行温度的控制方法,其特征在于,根据综合温度差异值和温度下降量差异值,确定锂电池包的高温异常程度的方法包括:

    7.根据权利要求1所述的一种锂电池包运行温度的控制方法,其特征在于,基于锂电池包的高位异常程度,确定对冷却装置驱动方式变化序列的修正倍率以及降功率比率的方法包括:

    8.根据权利要求1所述的一种锂电池包运行温度的控制方法,其特征在于,利用功率特征匹配库对锂电池包的实时输入或输出功率变化序列进行识别的方法包括:

    9.一种锂电池包运行温度的控制系统,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明公开了一种锂电池包运行温度的控制方法及系统,涉及锂电池包温度控制技术领域,首先构建锂电池包试验模组,进行多次温控数据采集试验,以获取不同条件下的温度、功率和冷却装置驱动方式的数据;通过对这些数据进行处理和分析,提取出输入或输出功率特征数据,并确定异常温度分布特征数据以评估锂电池包的高温异常程度;基于分析结果,对冷却装置驱动方式变化序列进行修正,并确定对BMS模块的降功率比例;利用功率特征匹配库对锂电池包的实时输入或输出功率变化序列进行识别,并基于匹配结果对冷却装置进行驱动和对BMS模块进行控制,本发明通过上述技术方案,实现了对锂电池包温度的精准控制,避免了高温对锂电池包带来的危害。

    技术研发人员:肖兴立,刘燕林,陈吉,邓国栋,杨海秀,刘海鹏,杨苏红
    受保护的技术使用者:广东比沃新能源股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-31215.html

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