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专利号: 202410714043X
申请人: 山东赛马力发电设备有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种新能源汽车动力电池温度智能控制系统,其特征在于,包括,

数据获取模块,用以实时获取监测周期内的汽车运行信息、环境温度和动力电池运行信息,还用以获取电池参数信息;

状态分析模块,用以根据汽车运行信息和动力电池运行信息对汽车运行状态进行分析;

数据监测模块,用以根据汽车运行状态分析结果和动力电池运行信息对动力电池的电压异常性和温度异常性进行分析;

异常分析模块,用以根据动力电池的电压异常性和温度异常性分析结果对电池运行状态进行分析;

温度变化分析模块,用以根据初始温度对温度变化状态进行分析,并根据电阻热量和欧姆过电位对分析过程进行调整;

异常报警模块,用以根据电池运行状态和温度变化状态对监测周期内的动力电池温度状态进行分析;

温度控制模块,用以根据温度状态分析结果对下一监测周期动力电池冷却系统和加热系统的运行功率进行控制,并根据自放电率对下一更新周期的控制过程进行更新;

所述温度变化分析模块设有温度变化分析单元,所述温度变化分析单元用以计算监测周期内的温度变化斜率k,设定k=△T/Te,其中,△T是监测周期内温度变化量且△T=T1‑T2,T1是上一监测周期的初始温度,T2是当前监测周期的初始温度;

所述温度变化分析单元将温度变化斜率k与各预设变化率进行比对,并根据比对结果对温度变化状态进行分析,其中:当k<K1时,所述温度变化分析单元判定监测周期内温度变化状态为降温异常;

当K1≤k<K2时,所述温度变化分析单元判定监测周期内温度变化状态为正常;

当k≥K2时,所述温度变化分析单元判定监测周期内温度变化状态为升温异常;

其中,K1是第一预设温度变化率,K2是第二预设温度变化率,K1<0<K2;

所述温度变化分析模块还设有调整单元,所述调整单元用以根据监测周期内的电池输出功率和电池参数信息计算监测周期内的电阻热量Q阻,监测周期内的电阻热量Q阻的计算公式如下:2

Q阻=Ue/R×Te;

其中,Ue是监测周期内动力电池的平均输出电压,R是动力电池的总内阻;

所述调整单元根据监测周期内电阻热量Q阻和电池参数信息对电池电阻发热状态进行分析,并根据分析结果对温度变化状态的分析过程进行调整,其中:当Q阻/C×m<Q1时,所述调整单元判定监测周期内电池电阻发热状态为正常,不进行调整;

当Q阻/C×m≥Q1时,所述调整单元判定监测周期内电池电阻发热状态为异常,并将第一预设温度变化率K1调整为K1’,设定K1’=K1×{1+sin[(Q阻/C×m+T2‑Q1)/Q1]};

其中,C是新能源汽车动力电池比热容,m是新能源汽车动力电池质量,Q1是预设电池电阻发热温度,0<Q1<2;

温度变化分析模块还设有极化优化单元,所述极化优化单元用以根据监测周期内的经过电池的平均电流I和动力电池的总内阻R计算监测周期内的欧姆过电位V,设定V=I×R;

所述极化优化单元将监测周期内的欧姆过电位V与电位差阈值V1进行比对,并根据比对结果对监测周期内新能源汽车动力电池的极化状态进行分析,所述极化优化单元还根据新能源汽车动力电池的极化状态分析结果对温度变化状态的调整过程进行优化,其中:当V<V1时,所述极化优化单元判定监测周期内新能源汽车动力电池的极化状态为正常,不进行优化;

当V≥V1时,所述极化优化单元判定监测周期内新能源汽车动力电池的极化状态为异2

常,并将预设电池变化温度优化为Q1’,设定Q1’=Q1+(V‑V1)/R×Te。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池温度智能控制系统,其特征在于,所述状态分析模块根据监测周期内的汽车运行信息对监测周期内的汽车运行状态进行分析,其中:当W<W1初且W电=0时,所述状态分析模块判定监测周期内汽车运行状态为闲置状态;

当W≥W1初且W电=W2初时,所述状态分析模块判定监测周期内汽车运行状态为无动力运行状态;

当W≥W1初且W电>W2初时,所述状态分析模块判定监测周期内汽车运行状态为动力运行状态;

其中,W为监测周期内动力电池的输出功率,W1初是汽车没有动力需求时必需设备的额定功率,W电是监测周期内汽车电动机的平均功率,W2初是汽车有动力需求时必需设备的额定功率。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车动力电池温度智能控制系统,其特征在于,所述数据监测模块设有电压监测单元,所述电压监测单元用以根据动力电池输出电压U和汽车运行状态分析结果对电压异常性进行分析,其中:当汽车运行状态为闲置状态时,若U<U1时,所述电压监测单元判定动力电池输出电压正常,若U≥U1时,所述电压监测单元判定动力电池输出电压异常;

当汽车运行状态为无动力运行状态时,若U<U2时,所述电压监测单元判定动力电池输出电压异常,若U2≤U<U3时,所述电压监测单元判定动力电池输出电压正常,若U≥U3时,所述电压监测单元判定动力电池输出电压异常;

当汽车运行状态为动力运行状态时,若U<U4时,所述电压监测单元判定动力电池输出电压异常,若U4≤U<U5时,所述电压监测单元判定动力电池输出电压正常,若U≥U5时,所述电压监测单元判定动力电池输出电压异常;

其中,U1是第一预设输出电压,U2是第二预设输出电压,U3是第三预设输出电压,U4是第四预设输出电压,U5是第五预设输出电压,0<U1<U2<U3<U4<U5;

所述数据监测模块还设有温度监测单元,所述温度监测单元通过将电池温度t与电池工作温度范围[Tmin,Tmax]进行比对,并根据比对结果对电池温度异常性进行分析,其中:当t<Tmin时,所述温度监测单元判定动力电池温度异常;

当Tmin≤t<Tmax时,所述温度监测单元判定动力电池温度正常;

当t≥Tmax时,所述温度监测单元判定动力电池温度异常。

4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车动力电池温度智能控制系统,其特征在于,所述异常分析模块根据监测周期内电池温度异常性的分析结果和电压异常性分析结果对监测周期内的电池运行状态进行分析,其中:当a1×A/Te+a2×B/Te≥α1时,所述异常分析模块判定监测周期内电池运行异常;

当a1×A/Te+a2×B/Te<α1时,所述异常分析模块判定监测周期内电池运行正常;

其中,Te是监测周期的时长,A是监测周期内动力电池温度异常的时长,B是监测周期内动力电池输出电压异常的时长,a1是温度权重,a2是电压异常权重,a1+a2=1且a1≥a2,α1是预设异常系数。

5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车动力电池温度智能控制系统,其特征在于,所述异常报警模块根据监测周期内的电池运行状态和温度变化状态对监测周期内的动力电池温度状态进行分析,其中:当电池运行正常且温度变化状态为正常时,所述异常分析模块判定监测周期内动力电池温度状态为正常,不进行报警;

当电池运行异常且温度变化状态为降温异常时,所述异常分析模块判定监测周期内动力电池温度状态为低温异常,并进行一级低温报警;

当电池运行正常且温度变化状态为降温异常时,若T1+W×Te/(C×m)<Tmin,所述异常分析模块判定监测周期内动力电池温度状态为低温异常,并进行二级低温报警,若T1+W×Te/(C×m)≥Tmin,所述异常分析模块判定监测周期内动力电池温度状态为正常,不进行报警;

当电池运行异常且温度变化状态为升温异常时,所述异常分析单元判定监测周期内动力电池温度状态为高温异常,并进行一级高温报警;

当电池运行正常且温度变化状态为升温异常时,若T1+W×Te/(C×m)>Tmax,所述异常分析模块判定监测周期内动力电池温度状态为异常,并进行二级高温报警,若T1+W×Te/(C×m)≤Tmax,所述异常分析模块判定监测周期内动力电池温度状态为正常,不进行报警;

所述异常报警模块将报警结果向用户进行输出。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车动力电池温度智能控制系统,其特征在于,所述温度控制模块设有温度控制单元,所述温度控制单元用以根据监测周期内动力电池温度状态分析结果对下一监测周期新能源汽车动力电池冷却系统和加热系统的运行功率进行控制,其中:当动力电池温度状态为低温异常时,若监测周期内的报警结果为一级低温报警,所述温度控制单元将下一监测周期的加热系统功率设为P1热,设定P1热=P1额/η1×exp(P1额/△T×C×m),若监测周期内的报警结果为二级低温报警,所述温度控制单元将下一监测周期的加热系统功率设为P2热,设定P2热=P1额;

当动力电池温度状态为高温异常时,若监测周期内的报警结果为一级高温报警,所述温度控制单元将下一监测周期的冷却系统功率设为P1冷,设定P1冷=P2额/η2×exp(P2额/△T×C×m),若监测周期内的报警结果为二级高温报警,所述温度控制单元将下一监测周期的冷却系统功率设为P2冷,设定P2冷=P2额;

当动力电池温度状态为正常时,所述温度控制单元将下一监测周期新能源汽车动力电池冷却系统的运行功率设为P3冷,设定P3冷=0,将加热系统的运行功率设为P3热,设定P3热=0;

其中,η1是加热效率系数,η2是冷却效率系数,P1额是新能源汽车电池的加热系统的额定运行功率,P2额是新能源汽车电池的冷却系统的额定运行功率。

7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车动力电池温度智能控制系统,其特征在于,所述温度控制模块还设有自放电更新单元,所述自放电更新单元用以根据更新周期内的新能源汽车动力显示电池放电电量W显和实际电池放电电量W实计算动力电池在更新周期内的自放电率μ,设定μ=W实/W显;

所述自放电更新单元将动力电池在更新周期内的自放电率μ与各预设自放电率进行比对,并根据比对结果对下一更新周期对新能源汽车动力电池冷却系统和加热系统的运行功率的控制过程进行更新,其中:当μ<G1时,所述自放电更新单元判定更新周期内新能源动力电池的自放电率正常,不进行更新;

当G1≤μ<G2时,所述自放电更新单元判定更新周期内新能源动力电池的自放电率异常,并将下一更新周期加热系统功率更新为Pj热’,设定Pj热’=Pj热’×[1+|μ‑(G1+G2)/2|/μ],将下一更新周期冷却系统功率更新为Pj冷’,设定Pj冷’=Pj冷’×[1+|μ‑(G1+G2)/2|/μ],其中j=1,2,3;

当μ≥G2时,所述自放电更新单元判定更新周期内新能源动力电池的自放电率异常,并建议用户对新能源汽车动力电池进行检修;

其中,G1是第一预设自放电率,G2是第二预设自放电率,G1<G2。