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中国第一汽车股份有限公司王雯婷获国家专利权

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龙图腾网获悉中国第一汽车股份有限公司申请的专利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获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN111191366B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:201911394147.2,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权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是由王雯婷;孙焕丽;许立超;孟祥宇;王书洋设计研发完成,并于2019-12-30向国家知识产权局提交的专利申请。

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在说明书摘要公布了:本发明公开了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,通过试验标定电池与冷却液之间的等效散热参数随流量的变化关系以及电池与空气之间的等效散热参数,并对标定结果进行修正,同时考虑电池内阻以及表征电池可逆热的熵热系数随SOC、温度等因素的变化关系,进而建立一种能够针对不同热管理阶段对电池包内不同位置电池单体温度的预测模型。按以上方法建立的模型,可以用于液冷动力电池包内部电池单体温度的实时估算以及热管理控制,并且能够在保证仿真精度的基础上,扩展模型的适用范围,降低模型复杂程度,简化模型输入参数,提高模型运行的可靠性。

本发明授权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在权利要求书中公布了:1.一种基于液冷散热方式的动力电池温度预测方法,其特征在于,所述方法基于液冷散热方式的动力电池温度预测模型,所述温度预测模型为: 其中,和分别为tn和tn-1时刻的电池温度,和分别为tn-1时刻电池的生热功率和总散热功率,cb为电池的比热容,mb为电池的重量; 所述温度预测模型中电池的生热功率通过如下方式得到: 根据Bernadi生热速率模型,电池的生热速率Qp表示如下: Qp=I2R+ITbkrev 其中:I为电池的电流,R为电池的内阻;krev为电池的熵热系数, 通过测试不同温度和SOC条件下的电池内阻,建立函数R=fSOC,Tb,并测试不同SOC条件下的熵热系数krev=gSOC,得到tn-1时刻电池的生热功率如下: 其中,为tn-1时刻电池的电流; 所述温度预测模型中电池的总散热功率通过如下方式得到: 对于液冷散热方式的电池包,电池的散热包括与外部空气的自然对流换热和与冷却液之间的强制对流换热,电池的总散热功率为电池与空气之间的散热功率,和电池与冷却液之间的散热功率的加和,即: 其中,和分别为tn-1时刻电池与空气之间的散热功率、电池与冷却液之间的散热功率和电池的总散热功率; 根据牛顿冷却定律,tn-1时刻电池的总散热功率与电池和外部换热介质之间的温度差成正比: 其中,H为电池与外部换热介质之间的散热参数,与分别为tn-1时刻电池与外部换热介质的温度; 根据以上电池的总散热功率公式,tn-1时刻电池的总散热功率表示为: 其中,Hair和Hliquid分别为电池与空气和冷却液之间的等效散热参数,和分别为tn-1时刻冷却液和空气的温度; 所述温度预测模型还包括标定及修正电池与空气之间的等效散热参数Hair和电池与冷却液之间的等效散热参数Hliquid,分别得到电池与空气之间的修正等效散热参数Hair-corr,以及电池与冷却液之间的修正等效散热参数Hliquid-corr, 所述Hair-corr通过如下方法得到: 对于电池与空气间的对流换热,先将环境箱温度设置为温度Thigh,并使电池包在其中充分静置,直至电池包内所有单体温度稳定在Thigh-2℃~Thigh+2℃,再将环境箱温度设置为温度Tlow,Thigh-Tlow≥15℃,控制冷却液流量为0Lmin,开始试验,直至电池包内所有单体温度在Tlow-2℃~Tlow+2℃持续稳定≥1h,停止试验,记录试验开始和结束的时间、以及试验过程中不同时刻的环境温度和电池温度,根据电池的热力学方程: 计算不同时刻电池与空气之间的散热参数: 其中,表示tn时刻电池与空气间的散热参数,表示tn-1时刻电池的生热功率, 之后,计算不同时刻散热参数的平均值,得到电池与空气之间等效散热参数的初始值: 则tn时刻电池与空气间的散热功率为: 不同时刻的电池温度用下式计算: 利用上式将Hair-initial的计算结果反代入试验原始数据,计算不同时刻的电池温度基于与之间的误差,利用最小二乘法对电池与空气间的等效散热参数进行修正,并得到修正后的等效散热参数Hair-corr; 所述Hliquid-corr通过如下方法得到: 对于电池与冷却液之间的对流换热,先将环境箱温度设置为温度Thigh,并使电池包在其中充分静置,直至电池温度稳定在Thigh-2℃~Thigh+2℃,控制冷却液流量为L1,开始试验,直至电池温度持续稳定≥1h,停止试验,记录试验开始和结束的时间、以及试验过程中不同时刻的环境、冷却液和电池的温度,根据电池的热力学方程: 计算不同时刻电池与冷却液之间的散热参数: 其中,表示tn-1时刻电池与冷却液间的散热参数, 之后,计算不同时刻散热参数的平均值,得到电池与冷却液之间等效散热参数的初始值: 则tn时刻电池的散热功率为: 不同时刻的电池温度用下式计算: 利用上式将Hliquid-initial的计算结果反代入试验原始数据,计算不同时刻的电池温度基于与之间的误差,利用最小二乘法对电池与冷却液间的等效散热参数进行修正,并得到修正后的等效散热参数Hliquid-corr; 所述温度预测模型还包括逐次调整冷却液流量,并重复以上试验及参数标定、修正过程,直至冷却液流量调整至水冷板能承受的最大流量Lmax,得到不同冷却液流量条件下电池与冷却液之间修正后的等效散热参数与冷却液流量的函数关系: Hliquid-corr=hL。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人中国第一汽车股份有限公司,其通讯地址为:130011 吉林省长春市汽车经济技术开发区新红旗大街1号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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