动力电池的前置热管理预调节方法及装置与流程

本技术涉及动力电池热管理，特别涉及一种动力电池的前置热管理预调节方法及装置。

背景技术：

1、目前，新能源车辆高速行车后动力电池存在明显热累积问题，尤其是高速行车后采用市场水平倍率充电时，存在下高速后充电电池温度快速超出安全阈值、冷却系统启动后仍无法有效控制温度、电池被迫触发降功率保护的技术缺陷，导致充电时长大幅延长，严重影响用户高速充电体验。目前行业内相关热管理技术多依赖车载实时传感器进行被动控温，未融合导航动态数据，无法预判前方路况（如长上坡、长下坡、拥堵）带来的后续产热变化，仅能在车辆抵达充电站后才启动温控补救，响应滞后、控温效果有限。同时，随着超高倍率超快充技术的普及，高倍率充电对电池初始温度、电芯均温性要求大幅提升，现有被动控温方案无法为高倍率超快充提供合格的初始热基底，导致快充无法满功率启动，甚至出现降额充电的情况。

2、综上所述，现有技术的控温模式较为被动，且未融合导航数据和未融合导航数据，无法精准预判到站电池热状态，难以满足高倍率快充对初始温区的要求，亟待解决。

技术实现思路

1、本技术提供一种动力电池的前置热管理预调节方法及装置，以解决现有技术的控温模式较为被动，且未融合导航数据和未融合导航数据，无法精准预判到站电池热状态，难以满足高倍率快充对初始温区的要求等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种动力电池的前置热管理预调节方法，包括以下步骤：采集并融合目标车辆的车端本地数据和导航云端数据，以生成对应的融合数据；基于所述融合数据，对前往目标充电站的导航预判路径进行路径工况拆分，以确定对应的至少一个路径工况，且根据所述至少一个路径工况和电池内阻焦耳产热机理，并结合预设的对流散热公式，计算所述目标车辆到站后的电池整体热状态；确定所述电池整体热状态对应的热负荷等级，并基于所述热负荷等级和所述电池整体热状态，匹配对应的充电map，以提前触发所述充电map对应的热管理策略，使得所述目标车辆到站后处于预设的电池最优快充温区或最优温度点，以及预设的电芯温差控制目标范围内。

3、可选地，在本技术的一个实施例中，在提前触发所述充电map对应的热管理策略之后，还包括：在所述目标车辆驶入所述目标充电站，且处于熄火或怠速待充状态情况下，控制所述目标车辆激活恒温待命模式，使得所述目标车辆到站后处于预设的电池最优快充温区或最优温度点，且所述目标车辆的电芯温差维持在预设的电芯温差控制目标范围内，并停止满足预设温差要求的冷热切换操作。

4、可选地，在本技术的一个实施例中，在采集并融合目标车辆的车端本地数据和导航云端数据，以生成对应的融合数据之前，还包括：控制所述目标车辆激活高速行驶模式且设置前往所述目标充电站的导航预判路径，并初始化所述目标车辆的电池最优快充温区或最优温度点，以及进站时的电芯温差控制目标范围，且建立整车控制器、电池管理系统与导航系统之间的数据交互链路。

5、可选地，在本技术的一个实施例中，所述采集并融合目标车辆的车端本地数据和导航云端数据，以生成对应的融合数据，包括：通过所述电池管理系统采集所述目标车辆的电池热-电状态参数，且通过所述整车控制器同步采集所述目标车辆的整车行车路径工况数据，并基于所述电池热-电状态参数和所述整车行车路径工况数据，构建所述车端本地数据；利用所述数据交互链路接收预设的导航系统下发的导航云端数据。

6、可选地，在本技术的一个实施例中，所述基于所述融合数据，对前往目标充电站的导航预判路径进行路径工况拆分，以确定对应的至少一个路径工况，且根据所述至少一个路径工况和电池内阻焦耳产热机理，并结合预设的对流散热公式，计算所述目标车辆到站后的电池整体热状态，包括：将所述导航预判路径划分为多个路径工况，并确定每个路径工况对应的路段行驶时长、电池放电/回馈平均电流，其中，所述多个路径工况包括长上坡路径工况、长下坡路径工况、低速拥堵路径工况和平路段路径工况；基于所述路段行驶时长、所述电池放电/回馈平均电流和预设的电池等效内阻，计算所述每个路径工况对应的电池内阻总产热量；获取所述目标车辆对应的巡航车速对流换热系数、电池散热总面积、当前路段起始时刻电池平均初始温度和实时环境温度，并基于所述巡航车速对流换热系数、所述电池散热总面积、所述当前路段起始时刻电池平均初始温度、所述实时环境温度和所述路段行驶时长，计算所述目标车辆的整车迎风对流散热量；根据所述电池内阻总产热量和所述整车迎风对流散热量计算所述每个路径工况对应的路段净累积热量，并计算所述路段净累积热量和预设的电池系统等效总热容的比值，以得到所述每个路径工况对应的净温升增量；基于所述每个路径工况对应的净温升增量和路段净累积热量，计算预判到站电池平均温度、全路径电池净累积总热量和预判到站电芯最大温差，以根据所述预判到站电池平均温度、所述全路径电池净累积总热量和所述预判到站电芯最大温差确定所述电池整体热状态。

7、可选地，在本技术的一个实施例中，所述确定所述电池整体热状态对应的热负荷等级，并基于所述热负荷等级和所述电池整体热状态，匹配对应的充电map，以提前触发所述充电map对应的热管理策略，使得所述目标车辆到站后处于预设的电池最优快充温区或最优温度点，以及预设的电芯温差控制目标范围内，包括：当所述全路径电池净累积总热量处于第一预设热量区间，所述预判到站电池平均温度处于第一预设温度区间，且所述预判到站电芯最大温差小于或等于第一预设温差阈值时，判定所述目标车辆为低热负荷等级，并将预设的map匹配区间作为所述低热负荷等级对应的充电map，以执行预设的热管理稳态运行操作，无需对所述目标车辆的动力电池进行冷热调节；当所述全路径电池净累积总热量处于第二预设热量区间，所述预判到站电池平均温度处于第二预设温度区间，且所述预判到站电芯最大温差大于所述第一预设温差阈值，所述预判到站电芯最大温差小于或等于第二预设温差阈值时，判定所述目标车辆为中热负荷等级，并将预设的map临界偏离区间作为所述中热负荷等级对应的充电map，以执行预设的全局预冷和自适应均温操作；当所述全路径电池净累积总热量处于第三预设热量区间，所述预判到站电池平均温度处于第三预设温度区间，且所述预判到站电芯最大温差大于所述第二预设温差阈值时，判定所述目标车辆为高热负荷等级，并将预设的map偏离区间作为所述高热负荷等级对应的充电map，以执行预设的全局强化散热和强制均温操作；当所述全路径电池净累积总热量处于第四预设热量区间，所述预判到站电池平均温度处于第四预设温度区间时，判定所述目标车辆为极限热负荷等级，并将预设的map失效区间作为所述极限热负荷等级对应的充电map，以执行预设的满负荷强制降温操作。

8、本技术第二方面实施例提供一种动力电池的前置热管理预调节装置，包括：数据融合模块，用于采集并融合目标车辆的车端本地数据和导航云端数据，以生成对应的融合数据；产热预判模块，用于基于所述融合数据，对前往目标充电站的导航预判路径进行路径工况拆分，以确定对应的至少一个路径工况，且根据所述至少一个路径工况和电池内阻焦耳产热机理，并结合预设的对流散热公式，计算所述目标车辆到站后的电池整体热状态；前置热管理调节模块，用于确定所述电池整体热状态对应的热负荷等级，并基于所述热负荷等级和所述电池整体热状态，匹配对应的充电map，以提前触发所述充电map对应的热管理策略，使得所述目标车辆到站后处于预设的电池最优快充温区或最优温度点，以及预设的电芯温差控制目标范围内。

9、可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：到站锁温待命模块，用于在提前触发所述充电map对应的热管理策略之后在所述目标车辆驶入所述目标充电站，且处于熄火或怠速待充状态情况下，控制所述目标车辆激活恒温待命模式，使得所述目标车辆到站后处于预设的电池最优快充温区或最优温度点，且所述目标车辆的电芯温差维持在预设的电芯温差控制目标范围内，并停止满足预设温差要求的冷热切换操作。

10、可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：初始化模块，用于在采集并融合目标车辆的车端本地数据和导航云端数据，以生成对应的融合数据之前控制所述目标车辆激活高速行驶模式且设置前往所述目标充电站的导航预判路径，并初始化所述目标车辆的电池最优快充温区或最优温度点，以及进站时的电芯温差控制目标范围，且建立整车控制器、电池管理系统与导航系统之间的数据交互链路。

11、可选地，在本技术的一个实施例中，所述数据融合模块包括：同步采集单元，用于通过所述电池管理系统采集所述目标车辆的电池热-电状态参数，且通过所述整车控制器同步采集所述目标车辆的整车行车路径工况数据，并基于所述电池热-电状态参数和所述整车行车路径工况数据，构建所述车端本地数据；数据下发单元，用于利用所述数据交互链路接收预设的导航系统下发的导航云端数据。

12、可选地，在本技术的一个实施例中，所述产热预判模块包括：路径工况划分单元，用于将所述导航预判路径划分为多个路径工况，并确定每个路径工况对应的路段行驶时长、电池放电/回馈平均电流，其中，所述多个路径工况包括长上坡路径工况、长下坡路径工况、低速拥堵路径工况和平路段路径工况；第一计算单元，用于基于所述路段行驶时长、所述电池放电/回馈平均电流和预设的电池等效内阻，计算所述每个路径工况对应的电池内阻总产热量；获取单元，用于获取所述目标车辆对应的巡航车速对流换热系数、电池散热总面积、当前路段起始时刻电池平均初始温度和实时环境温度，并基于所述巡航车速对流换热系数、所述电池散热总面积、所述当前路段起始时刻电池平均初始温度、所述实时环境温度和所述路段行驶时长，计算所述目标车辆的整车迎风对流散热量；第二计算单元，用于根据所述电池内阻总产热量和所述整车迎风对流散热量计算所述每个路径工况对应的路段净累积热量，并计算所述路段净累积热量和预设的电池系统等效总热容的比值，以得到所述每个路径工况对应的净温升增量；第三计算单元，用于基于所述每个路径工况对应的净温升增量和路段净累积热量，计算预判到站电池平均温度、全路径电池净累积总热量和预判到站电芯最大温差，以根据所述预判到站电池平均温度、所述全路径电池净累积总热量和所述预判到站电芯最大温差确定所述电池整体热状态。

13、可选地，在本技术的一个实施例中，所述前置热管理调节模块包括：低热负荷单元，用于当所述全路径电池净累积总热量处于第一预设热量区间，所述预判到站电池平均温度处于第一预设温度区间，且所述预判到站电芯最大温差小于或等于第一预设温差阈值时，判定所述目标车辆为低热负荷等级，并将预设的map匹配区间作为所述低热负荷等级对应的充电map，以执行预设的热管理稳态运行操作，无需对所述目标车辆的动力电池进行冷热调节；中热负荷单元，用于当所述全路径电池净累积总热量处于第二预设热量区间，所述预判到站电池平均温度处于第二预设温度区间，且所述预判到站电芯最大温差大于所述第一预设温差阈值，所述预判到站电芯最大温差小于或等于第二预设温差阈值时，判定所述目标车辆为中热负荷等级，并将预设的map临界偏离区间作为所述中热负荷等级对应的充电map，以执行预设的全局预冷和自适应均温操作；高热负荷单元，用于当所述全路径电池净累积总热量处于第三预设热量区间，所述预判到站电池平均温度处于第三预设温度区间，且所述预判到站电芯最大温差大于所述第二预设温差阈值时，判定所述目标车辆为高热负荷等级，并将预设的map偏离区间作为所述高热负荷等级对应的充电map，以执行预设的全局强化散热和强制均温操作；极限热负荷单元，用于当所述全路径电池净累积总热量处于第四预设热量区间，所述预判到站电池平均温度处于第四预设温度区间时，判定所述目标车辆为极限热负荷等级，并将预设的map失效区间作为所述极限热负荷等级对应的充电map，以执行预设的满负荷强制降温操作。

14、本技术第三方面实施例提供一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的动力电池的前置热管理预调节方法。

15、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的动力电池的前置热管理预调节方法。

16、本技术第五方面实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被执行，以用于实现上述的动力电池的前置热管理预调节方法。

17、由此，本技术的实施例具有以下有益效果：

18、本技术的实施例可通过采集并融合目标车辆的车端本地数据和导航云端数据，以生成对应的融合数据；基于融合数据，对前往目标充电站的导航预判路径进行路径工况拆分，以确定对应的至少一个路径工况，且根据至少一个路径工况和电池内阻焦耳产热机理，并结合预设的对流散热公式，计算目标车辆到站后的电池整体热状态；确定电池整体热状态对应的热负荷等级，并基于热负荷等级和电池整体热状态，匹配对应的充电map（即映射表），以提前触发充电map对应的热管理策略，使得目标车辆到站后处于预设的电池最优快充温区或最优温度点，以及预设的电芯温差控制目标范围内。本技术通过融合导航动态数据实现产热预判，并在高速行车途中提前启动热管理调节，根治早期高速行车后充电温度失控、降功率的问题，同时为高倍率超快充提供稳定的初始温区，提升用户充电体验与整车热管理经济性，填补行业内导航预判与前置热管理结合的技术空白。由此，解决了现有技术的控温模式较为被动，且未融合导航数据和未融合导航数据，无法精准预判到站电池热状态，难以满足高倍率快充对初始温区的要求等问题。

19、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。