电池冷却控制方法及电子设备与流程

本技术涉及电池，具体而言，涉及一种电池冷却控制方法及电子设备。

背景技术：

1、新能源车辆在夏季运行时，由于环境温度较高，动力电池会在高温区间运行，为避免过温导致的电池寿命衰减甚至热失控发生，需要对高温电池进行冷却。电池主要冷却方式分为风冷和液冷，均需要车辆前端的冷却风扇对冷凝器进行散热。

2、目前，在控制风扇对冷凝器进行散热的过程中会消耗大量的能量，影响车辆续航。因此，如何优化风扇散热控制，降低车辆能耗，是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种电池冷却控制方法及电子设备，降低电池冷却过程中的能耗。

2、为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种电池冷却控制方法，所述方法包括：

4、搭建外流场三维仿真模型，所述外流场三维仿真模型用于模拟车辆的前端冷却模块，并计算所述前端冷却模块中冷凝器的进风量；

5、根据所述外流场三维仿真模型，搭建一维和三维联合仿真模型，并由所述一维和三维联合仿真模型根据所述冷凝器的进风量计算得到不同工况下的电池温度；

6、对所述一维和三维联合仿真模型进行降阶处理，搭建得到一维降阶仿真模型，并通过所述一维降阶仿真模型仿真计算得到不同车速、不同风扇转速以及不同电池充放电功率下的电池温度；

7、根据所述一维降阶仿真模型的仿真计算结果，生成风扇控制策略，并基于所述风扇控制策略控制风扇运行以对电池进行冷却。

8、可选的，所述外流场三维仿真模型中包括进气格栅、冷凝器、低温散热器、风扇、电池以及外流场空气。

9、可选的，所述根据所述外流场三维仿真模型，搭建一维和三维联合仿真模型，并通过所述一维和三维联合仿真模型用于根据所述冷凝器的进风量计算得到不同工况下的电池温度，包括：

10、将所述外流场三维仿真模型计算得到的冷凝器进风量输入至一维仿真模型中，由所述一维仿真模型根据所述冷凝器进风量计算得到不同工况下的电池温度。

11、可选的，所述对所述一维和三维联合仿真模型进行降阶处理，搭建得到一维降阶仿真模型，包括：

12、基于所述外流场三维仿真模型的冷凝器进风量，对所述一维仿真模型中的一维流场模型的阻力系数进行调节，将调节后的一维仿真模型作为所述一维降阶仿真模型，其中，所述一维仿真模型中的冷凝器进风量与所述外流场三维仿真模型的冷凝器进风量一致。

13、可选的，所述一维降阶仿真模型包括：空调制冷模型、电池冷却模型、等效电路模型以及所述一维流场模型；

14、所述空调冷却模型用于根据接收到的电池温度生成冷却功率并将所述冷却功率发射至所述电池冷却模型；

15、所述电池冷却模型用于根据接收到的冷却功率执行电池冷却；

16、所述一维流场模型用于结合所述电池冷却模以及所述等效电路模型计算不同车速、不同风扇转速以及不同电池充放电功率下的电池温度。

17、可选的，所述空调制冷模型包括：压缩机、压缩机出口压力、冷凝器、制冷机、膨胀阀、蒸发器、电池温度元件、压缩机转速控件；

18、所述制冷机用于将冷却功率发送至所述电池冷却模型中；

19、所述电池温度元件将接收到的目标电池温度发送至压缩机转速控件，所述压缩机转速控件根据电池温度计算压缩机转速；

20、所述压缩机执行所述压缩机转速，并输出压力信息，所述压缩机出口压力将所述压力信息进行输出。

21、可选的，所述电池冷却模型包括：入水流量温度控制元件、制冷机、水冷板、流道、出水温度监测元件；

22、所述制冷机用于根据空调制冷模型中的制冷机发送的冷却功率将所述流道内部的冷却液进行冷却，生成低温冷却液，所述低温冷却液通过所述水冷板将电池冷却；

23、所述出水温度监测元件用于监测所述低温冷却液的温度，当所述低温冷却液升温后，监测升温后的温度，并将升温后的温度传递至入水流量温度控制元件。

24、可选的，所述等效电路模型包括：电池电模型、电池结构模型、电流输入元件、功率输入元件；

25、通过所述电流输入元件输入电池充放电时的电流，通过所述功率输入元件输入电池的需求功率；

26、所述电池电模型计算电池充放电生成的热量，并将所述热量输入至电池结构模型；

27、所述电池结构模型与所述电池冷却模型中的水冷板进行换热后确定得到换热后的电池温度。

28、可选的，所述根据所述一维降阶仿真模型的仿真计算结果，生成风扇控制策略，包括：

29、根据所述一维降阶仿真模型的仿真计算结果，获取当前时刻的电池温度以及所述电池温度下的风扇占空比；

30、根据所述当前时刻的电池温度以及所述当前时刻的前一时刻的电池温度，确定当前时刻下电池温度的变化速率；

31、根据所述电池温度、所述电池温度下的风扇占空比以及所述电池温度的变化速率，确定风扇初始控制策略；

32、获取所述风扇初始控制策略控制下的车辆的考核工况数据，并根据所述考核工况数据计算电池实际温度；

33、根据所述电池实际温度，迭代修正所述风扇初始控制策略，并将迭代结束时的风扇初始控制策略作为所述风扇控制策略。

34、可选的，所述基于所述风扇控制策略控制风扇运行以对电池进行冷却，包括：

35、根据所述一维降阶仿真模型中所述空调冷却模型的仿真计算结果，确定压力控制策略；

36、基于所述压力控制策略确定参考风扇占空比；

37、根据所述风扇控制策略中的风扇占空比以及所述参考风扇占空比，确定目标风扇占空比，并按照所述目标风扇占空比控制风扇运行。

38、第二方面，本技术实施例还提供了一种电池冷却控制装置，所述装置包括：

39、搭建模块，用于搭建外流场三维仿真模型，所述外流场三维仿真模型用于模拟车辆的前端冷却模块，并计算所述前端冷却模块中冷凝器的进风量；

40、搭建模块，用于根据所述外流场三维仿真模型，搭建一维和三维联合仿真模型，并由所述一维和三维联合仿真模型根据所述冷凝器的进风量计算得到不同工况下的电池温度；

41、降阶模块，用于对所述一维和三维联合仿真模型进行降阶处理，搭建得到一维降阶仿真模型，并通过所述一维降阶仿真模型仿真计算得到不同车速、不同风扇转速以及不同电池充放电功率下的电池温度；

42、生成模块，用于根据所述一维降阶仿真模型的仿真计算结果，生成风扇控制策略，并基于所述风扇控制策略控制风扇运行以对电池进行冷却。

43、可选的，所述外流场三维仿真模型中包括进气格栅、冷凝器、低温散热器、风扇、电池以及外流场空气。

44、可选的，所述搭建模块具体用于：

45、将所述外流场三维仿真模型计算得到的冷凝器进风量输入至一维仿真模型中，由所述一维仿真模型根据所述冷凝器进风量计算得到不同工况下的电池温度。

46、可选的，所述降阶模块具体用于：

47、基于所述外流场三维仿真模型的冷凝器进风量，对所述一维仿真模型中的一维流场模型的阻力系数进行调节，将调节后的一维仿真模型作为所述一维降阶仿真模型，其中，所述一维仿真模型中的冷凝器进风量与所述外流场三维仿真模型的冷凝器进风量一致。

48、可选的，所述一维降阶仿真模型包括：空调制冷模型、电池冷却模型、等效电路模型以及所述一维流场模型；

49、所述空调冷却模型用于根据接收到的电池温度生成冷却功率并将所述冷却功率发射至所述电池冷却模型；

50、所述电池冷却模型用于根据接收到的冷却功率执行电池冷却；

51、所述一维流场模型用于结合所述电池冷却模以及所述等效电路模型计算不同车速、不同风扇转速以及不同电池充放电功率下的电池温度。

52、可选的，所述空调制冷模型包括：压缩机、压缩机出口压力、冷凝器、制冷机、膨胀阀、蒸发器、电池温度元件、压缩机转速控件；

53、所述制冷机用于将冷却功率发送至所述电池冷却模型中；

54、所述电池温度元件将接收到的目标电池温度发送至压缩机转速控件，所述压缩机转速控件根据电池温度计算压缩机转速；

55、所述压缩机执行所述压缩机转速，并输出压力信息，所述压缩机出口压力将所述压力信息进行输出。

56、可选的，所述电池冷却模型包括：入水流量温度控制元件、制冷机、水冷板、流道、出水温度监测元件；

57、所述制冷机用于根据空调制冷模型中的制冷机发送的冷却功率将所述流道内部的冷却液进行冷却，生成低温冷却液，所述低温冷却液通过所述水冷板将电池冷却；

58、所述出水温度监测元件用于监测所述低温冷却液的温度，当所述低温冷却液升温后，监测升温后的温度，并将升温后的温度传递至入水流量温度控制元件。

59、可选的，所述等效电路模型包括：电池电模型、电池结构模型、电流输入元件、功率输入元件；

60、通过所述电流输入元件输入电池充放电时的电流，通过所述功率输入元件输入电池的需求功率；

61、所述电池电模型计算电池充放电生成的热量，并将所述热量输入至电池结构模型；

62、所述电池结构模型与所述电池冷却模型中的水冷板进行换热后确定得到换热后的电池温度。

63、可选的，所述生成模块具体用于：

64、根据所述一维降阶仿真模型的仿真计算结果，获取当前时刻的电池温度以及所述电池温度下的风扇占空比；

65、根据所述当前时刻的电池温度以及所述当前时刻的前一时刻的电池温度，确定当前时刻下电池温度的变化速率；

66、根据所述电池温度、所述电池温度下的风扇占空比以及所述电池温度的变化速率，确定风扇初始控制策略；

67、获取所述风扇初始控制策略控制下的车辆的考核工况数据，并根据所述考核工况数据计算电池实际温度；

68、根据所述电池实际温度，迭代修正所述风扇初始控制策略，并将迭代结束时的风扇初始控制策略作为所述风扇控制策略。

69、可选的，所述生成模块具体用于：

70、根据所述一维降阶仿真模型中所述空调冷却模型的仿真计算结果，确定压力控制策略；

71、基于所述压力控制策略确定参考风扇占空比；

72、根据所述风扇控制策略中的风扇占空比以及所述参考风扇占空比，确定目标风扇占空比，并按照所述目标风扇占空比控制风扇运行。

73、第三方面，本技术实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的程序指令，当应用程序运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述程序指令，以执行上述第一方面所述的电池冷却控制方法的步骤。

74、第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被读取并执行上述第一方面所述的电池冷却控制方法的步骤。

75、本技术的有益效果是：

76、本技术提供的一种电池冷却控制方法及电子设备，通过搭建外流场三维仿真模型，并根据外流场三维仿真模型搭建一维和三维联合仿真模型，由一维和三维联合仿真模型根据外流场三维仿真模型的冷凝器的进风量计算得到不同工况下的电池温度，相比较于直接搭建一维仿真模型计算得到的不同工况下的电池温度的精度更高，并且通过对一维和三维联合仿真模型进行降阶处理，搭建得到一维降阶仿真模型，并通过一维降阶仿真模型计算得到不同车速、不同风扇转速以及不同电池充放电功率下的电池温度，可以提高仿真速度，从而可以快速的指定电池冷却的风扇控制策略。