重庆大学代瑞波获国家专利权
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龙图腾网获悉重庆大学申请的专利基于自适应动态规划的电动汽车电池温度控制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:CN119518173B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30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:202411590943.4,技术领域涉及:H01M10/633;该发明授权基于自适应动态规划的电动汽车电池温度控制方法是由代瑞波;孙冬野;王俊豪;陈妍妍;孙景轩;王思奇设计研发完成,并于2024-11-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于自适应动态规划的电动汽车电池温度控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于自适应动态规划的电动汽车电池温度控制方法,包括如下步骤:步骤一:分别建立电池模型、制冷剂冷却模型和电池电热耦合模型,根据电池电热耦合模型输出电池温度和电池荷电状态SOC;步骤二:建立电动汽车电池热管理全局优化问题;21建立动态规划数学模型,并确定优化问题的约束条件;22对行驶工况、状态变量和决策变量分别进行离散化处理,得到任意阶段的状态变量集合;23逆向求解各个阶段的最优目标函数以及相应决策变量;24给定初始状态变量,正向求解全局最优解;步骤三:建立在线热管理优化控制器;31构建多种工况下的最优热管理策略数据集;32训练神经网络,构建得到在线热管理优化控制器。
本发明授权基于自适应动态规划的电动汽车电池温度控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于自适应动态规划的电动汽车电池温度控制方法,其特征在于:包括如下步骤: 步骤一:建立面向控制的电动汽车电池热管理系统模型分别建立电池模型、制冷剂冷却模型和电池电热耦合模型,根据电池电热耦合模型输出电池温度和电池荷电状态; 步骤二:建立电动汽车电池热管理全局优化问题21建立动态规划数学模型,并确定优化问题的约束条件; 22对行驶工况、状态变量和决策变量分别进行离散化处理,得到任意阶段的状态变量集合; 23逆向求解各个阶段的最优目标函数以及相应决策变量; 24给定初始状态变量,正向求解全局最优解; 步骤三:建立在线热管理优化控制器31构建多种工况下的最优热管理策略数据集针对不同的驾驶工况,基于电动汽车电池热管理的动态规划优化问题并获得控制变量的最优决策序列和最优状态量序列,以最优决策序列和最优状态量序列构建最优热管理策略数据集; 32训练神经网络利用构建的最优热管理策略数据集训练神经网络,构建得到在线热管理优化控制器; 所述步骤一中,制冷剂冷却模型中,制冷剂传递给电池组的热量表示为: 其中:为制冷剂热容;为电池回路流入的制冷剂流量;为电池冷板的入口焓; 为电池冷板的出口焓;为电池回路电子膨胀阀开度;为压缩机的排量;为压缩机的容积效率;为压缩机转速;为制冷剂的密度; 所述步骤一中,电池模型中,充放电状态表示为: 其中,为外电压;表示电池功率;为热管理系统能耗;为内阻;为电池总电荷量; 所述步骤一中,电池电热耦合模型中,电池模块周围流动的制冷剂产生和发散的热量对电池温度的影响,得到电池电热耦合模型的热力平衡方程: 其中:为电池质量;为电池总电荷量;为电池的温度变化;为电池温度;为电池组内部产生的热量;为制冷剂传递给电池组的热量;为充放电电流; 为内阻;为外电压; 所述步骤21中,动态规划数学模型构建为满足系统终端约束条件下的最小化全局时间范围内的电池热管理累积能耗: 其中:为最优目标函数;为目标函数;ω1 和ω2为权值系数;为热管理系统能耗; 为电池温度;为电池目标温度;和分别为状态变量和控制变量,且: 优化问题的约束条件为: 其中:为空调系统分配给电池回路的最大制冷量;和为电池的下限和上限;和为电池温度的下限和上限; 所述步骤22中,以时间将行驶工况离散处理为N个阶段,将状态变量中的电池温度和电池荷电状态分别进行离散化处理,且离散化的网格数量分别为a和b;则任意阶段的状态变量集合为: 其中:表示第阶段的状态变量集合;表示第阶段的一个状态变量;表示在第个网格点的电池温度;表示在第个网格点的电池荷电状态; 所述步骤23中,逆向求解各个阶段的最优目标函数由N‑1阶段开始; 当阶段时,目标函数为: 当阶段时,目标函数为: 其中:为状态转移函数; 所述步骤24中,正向求解全局最优解的方法为: 当阶段时,根据逆向求解得到的结果,找到初始状态的决策变量,使其作用于状态变量上,利用状态转移方程计算出下一阶段的电池温度和电池荷电状态; 当阶段时,根据上一阶段计算得到的当前阶段的状态变量和,查找与其对应的最优决策变量;若查找得到的最优决策变量不是当前阶段的状态变量,则采用插值方法得到当前阶段的最优决策变量;以此逐步递推至最终阶段,得到最优控制序列和最优状态量序列,即最优电池温度轨迹和最优电池状态轨迹; 以电池温度和电池荷电状态作为状态变量,以电池回路制冷量作为控制量,得到状态转移方程为: 其中:为外电压;表示电池功率;为热管理系统能耗,由车速与电池回路制冷量二者数值查表得出;为内阻;为电池总电荷量;为电池组内部产生的热量;为制冷剂传递给电池组的热量;为电池质量;为电池总电荷量;为电池温度。
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