昆明理工大學陳崢獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉昆明理工大學申請的專利一種風冷雙體系鋰離子電池組結構優化方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119442362B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411494214.9,技術領域涉及:G06F30/10;該發明授權一種風冷雙體系鋰離子電池組結構優化方法是由陳崢;胡競元;夏雪磊;申江衛;沈世全;魏福星設計研發完成,并于2024-10-24向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種風冷雙體系鋰離子電池組結構優化方法在說明書摘要公布了:本發明涉及動力電池風冷散熱技術領域,公開了一種風冷雙體系鋰離子電池組結構優化方法,通過建立風冷雙體系鋰離子電池組的幾何模型并劃分網格,雙體系鋰離子電池組由磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池串聯組成;規定設計變量為:進、出風口寬度,進、出風道長度,規定優化目標為最高溫度、平均溫度、最大溫差;設計全因子實驗,得到設計變量在不同水平下的優化目標;對實驗數據進行方差分析,得到優化目標的回歸方程;將所述回歸方程代入遺傳算法中進行尋優,得到最優結構參數。本發明利用全因子實驗設計和方差分析建立模型,通過遺傳算法實現多目標優化,優化后的參數可以有效提高電池組的冷卻性能,并減小電池組的體積。
本發明授權一種風冷雙體系鋰離子電池組結構優化方法在權利要求書中公布了:1.一種風冷雙體系鋰離子電池組結構優化方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、建立風冷雙體系鋰離子電池組的仿真模型并劃分網格; 雙體系鋰離子電池組包括:磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池;且磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池串聯設置; 所述仿真模型為風冷雙體系鋰離子電池組的三維幾何模型,包括:磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鼓風機和空氣室; 具體的,將Bernardi熱模型耦合到風冷雙體系鋰離子電池組的三維幾何模型進行產熱仿真;同時,將單粒子集總模型耦合到風冷雙體系鋰離子電池組的三維幾何模型進行電荷平衡仿真; 其中,空氣室的流道采用Z型流道,根據空氣的材料特性對冷卻流體進行建模; 邊界條件的設定包括:電池組荷電狀態、電池組負載的放電倍率、環境溫度和電池組初始溫度、流體入口邊界條件為速度條件和出口邊界條件為壓力出口; S2、通過仿真模型預設設計變量,并根據設計變量設置優化目標; 所述設計變量包括:空氣室進風口寬度、空氣室出風口寬度、空氣室進風道長度、空氣室出風道長度; 優化目標包括:最高溫度、平均溫度和最大溫差; S3、通過全因子實驗得到設計變量在不同水平下的優化目標,并利用方差分析法擬合實驗數據,建立回歸模型描述設計變量與優化目標之間的關系,得到優化目標的回歸方程; 所述利用方差分析法擬合實驗數據的表達式如下: ; 式中,為第個設計變量,n=3,x1表示進、出風口寬度,x2表示進出風道長度,x3表示電池間距;為常數項,表示在所有設計變量為零時的響應值;a為線性回歸系數,描述每個設計變量對響應變量的線性影響;b為二次項系數,描述每個設計變量的平方項對響應的非線性影響;c為交互項系數,描述不同設計變量之間的交互效應對響應的影響; 所述設計變量與優化目標之間的關系具體為: ; 式中,表示優化目標;表示回歸模型的估計值,近似于目標函數的真實值;是設計變量,包括所有的設計變量;是誤差項,包括隨機誤差和系統誤差; S4、利用回歸方程和體積函數的加權和構建多目標優化的目標函數,通過遺傳算法對目標函數進行尋優,得到最優解以完成對風冷雙體系鋰離子電池組結構的優化; 所述利用回歸方程和體積函數的加權和構建多目標優化的目標函數的表達式如下: ; 式中,為目標函數,是n個所述的設計變量,是第個響應變量的回歸模型,是電池組的體積函數,是第個響應變量的權重,是體積函數的權重。
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