本发明涉及电池包系统，具体为汽车动力电池包系统总成。
背景技术：
1、随着全球气候变化和环境问题的日益严重，无碳社会的构建已成为全球共识。为了实现这一目标，清洁能源汽车的普及显得尤为重要，特别是针对中低收入人群。在轻型乘用ev(电动汽车)市场中，ev零部件的低成本化是推广清洁能源汽车至更广泛人群的关键，随着电动汽车技术的快速发展，动力电池包作为电动汽车的“心脏”，其性能直接关系到车辆的整体表现，动力电池包，也称为动力电池模组，是新能源汽车中至关重要的组成部分，负责存储和提供车辆所需的电能，动力电池包系统不仅要求具备高能量密度、长寿命和低成本，更需要在安全性、可靠性和智能化管理等方面达到行业领先水平。
2、但是目前传统的动力电池包系统在使用时仍存在一定的缺陷，传统的动力电池包系统的热管理方式采用液冷设计，成本高昂，特别是在低温环境下，电池性能衰减严重，影响车辆的正常使用，且难以保证电池系统的稳定性，另外现有的动力电池包系统的故障处理机制往往依赖于单一的控制方式，缺乏及时性和安全性。因此，有必要提出一种汽车动力电池包系统总成，以解决现有技术中的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了汽车动力电池包系统总成，它可以采用自然冷却与环氧板加热片加热相结合的热管理方式，降低了成本，而且保证了电池系统的稳定性，电池管理系统bms和车辆控制单元vcu同时对高压继电器进行控制，这种双控方式提高了故障处理的及时性和安全性。
2、本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：汽车动力电池包系统总成，该系统包括：
3、电池包外壳，根据mira-es车型底盘结构进行定制设计，通过先进的机械仿真技术进行优化，实现强度与轻量化的平衡；
4、电芯模块，选用32140磷酸铁锂电芯，该电芯具有高温下工作状态更稳定、寿命长、安全性高特点；
5、电池管理系统bms，通过单体监控单元cmu实时测量电池的电压、电流、温度参数，并通过先进的“神经网络”算法对电池状态进行精准预测，对电池进行全面管理和保护；
6、热管理系统：采用自然冷却与环氧板加热片加热相结合的热管理方式，用于保持电池系统在不同温度条件下的稳定性；
7、高压继电器控制系统，电池包系统的高压继电器由电池管理系统bms和车辆控制单元vcu两方控制，在故障情况下，两方都能接收到故障警告并执行断开继电器的操作。
8、进一步地，所述电池包外壳采用高强度轻质材料制成，用于在确保电池包安全性的同时，降低整车重量，提高能源利用效率。
9、更进一步地，所述电芯模块的电芯内部采用先进的热隔离技术，用于防止热失控的发生，电芯模块的配置和布局经过优化，以确保电池包内部空间的合理利用和电池性能的充分发挥。
10、更进一步地，所述电池管理系统bms的具体执行步骤包括：
11、数据采集：通过单体监控单元cmu实时测量电池的电压、电流和温度参数；
12、数据处理与分析：对采集到的电池电压、电流和温度参数进行校准，确保数据的准确性，对数据进行滤波和平滑处理，以消除噪声和波动；
13、采用先进的神经网络算法，将温度、电流、电压相关数据作为神经网络输入，对电池状态进行精准预测；
14、状态监控与控制：根据电池组的soc充电状态、soh健康状态参数，结合预设的阈值和策略，判断电池组是否处于正常工作范围内；电池组的状态异常，电池管理系统bms会发出警报信号，并采取相应的措施；
15、故障诊断与保护：通过与电池组的通信，获取电池组的诊断信息，发现电池单体存在异常，电池管理系统bms会判断该电池单体是否需要被隔离和更换，并及时采取措施，防止故障扩散和进一步损坏。
16、更进一步地，所述电池管理系统bms中，采用神经网络算法对电池状态进行精准预测的具体步骤包括：
17、模型选择与训练：选择多层感知机(mlp)的神经网络模型，使用历史数据对神经网络模型进行训练，以学习电池状态与测量参数之间的复杂关系；
18、特征提取：从预处理后的数据中提取出关键特征，并将这些特征作为神经网络的输入特征；
19、模型推理：将实时测量的电池参数输入到训练好的神经网络模型中，神经网络模型根据输入参数进行前向传播计算，输出对电池状态的预测结果，前向传播过程公式为：对于第l层的第j个神经元，其输出可以通过以下公式计算：其中g(·)是激活函数，是从第l-1层的第i个神经元到第l层的第j个神经元的权重，是第l-1层的第i个神经元的输出，是第l层的第j个神经元的偏置项，n(l-1)是第l-1层神经元的数量；
20、结果评估与优化：将神经网络模型的预测结果与实际电池状态进行比较，评估模型的性能，根据评估结果对模型进行优化。
21、更进一步地，所述热管理系统的具体执行步骤包括：
22、系统初始化：设定初始温度阈值、加热/冷却策略参数；
23、温度数据采集：通过温度传感器实时监测电池包的温度；
24、温度分析：分析当前电池包的温度是否在预设的安全范围内，温度过高启动冷却系统，温度过低启动加热系统；
25、冷却/加热执行：根据温度分析结果，执行相应的冷却/加热操作，冷却操作包括启动风扇进行自然冷却，加热操作包括使用环氧板加热片进行加热；
26、系统监控与调整：持续监控电池包的温度变化情况，根据温度变化调整冷却/加热策略，确保电池包温度维持在安全范围内；
27、故障诊断与处理：在热管理过程中出现故障，则启动故障诊断程序，根据诊断结果采取相应的处理措施。
28、更进一步地，所述热管理系统在执行过程中使用到pid控制算法来优化性能，pid控制算法通过计算误差的比例、积分和微分来生成控制信号，从而调整系统的输出以减小误差，其公式为：其中u(t)是控制信号，e(t)是误差信号，kp、ki、kd分别是比例、积分和微分系数，用于调整控制算法的灵敏度和稳定性。
29、更进一步地，所述高压继电器控制系统的具体执行步骤包括：
30、系统初始化：电池管理系统bms和车辆控制单元vcu进行初始化设置，建立通信连接，并设定高压继电器的控制参数和故障检测阈值；
31、实时监测：电池管理系统和车辆控制单元分别通过各自的传感器和监测模块实时监测电池包系统的状态；
32、故障检测：电池管理系统和车辆控制单元分别运用各自的故障诊断算法对电池包系统进行故障检测，一旦检测到与高压继电器相关的故障，则进入故障处理流程。
33、更进一步地，所述高压继电器控制系统的具体执行步骤还包括：
34、故障处理：bms和vcu中的任一方检测到与高压继电器相关的故障，该方将立即向另一方发送故障信号，并请求执行断开高压继电器的操作，收到故障信号的一方将验证故障信号的有效性，并根据预定的控制逻辑和安全策略决定是否执行断开高压继电器的操作，决定执行断开操作，则通过控制高压继电器的驱动电路，实现高压继电器的断开，从而切断动力电池与电机之间的高压连接，确保系统安全；
35、故障记录和报告：系统将记录故障发生的时间、类型、位置信息，并通过车载通信系统将故障信息发送给车辆维修人员和远程监控中心，以便进行后续的故障分析和处理。
36、更进一步地，所述高压继电器控制系统中电池管理系统bms和车辆控制单元vcu进行故障检测时均采用基于阈值的比较算法，具体的执行步骤包括：
37、基于阈值的比较算法分别通过自身的传感器和监测模块收集电池包系统的实时数据，对收集到的原始数据进行预处理；
38、使用基于阈值的比较算法将预处理后的数据与预设的故障检测阈值进行比较，电压、电流和温度参数超出了预设的阈值范围，则可能表明存在与高压继电器相关的故障，对于电压、电流个温度参数p，设其预设的故障检测阈值为tmin和tmax，则故障检测的逻辑可以表示为：p<tmin或p>tmax，则判定为故障。
39、与现有技术相比，该汽车动力电池包系统总成具备如下有益效果：
40、本发明通过电池包外壳的结构优化设计，既保证了强度又实现了轻量化，选用32140磷酸铁锂电芯，结合先进的热隔离技术，提高了电池系统的安全性和可靠性，电池管理系统bms通过“神经网络”算法对电池状态进行精准预测，提高了电池管理的智能化水平，热管理系统采用自然冷却与环氧板加热片加热相结合的热管理方式，降低了成本并保证了电池系统的稳定性，高压继电器由电池管理系统bms和车辆控制单元vcu两方控制，提高了故障处理的及时性和安全性。
41、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。
1.汽车动力电池包系统总成，其特征在于，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的汽车动力电池包系统总成，其特征在于，所述电池包外壳采用高强度轻质材料制成，用于在确保电池包安全性的同时，降低整车重量，提高能源利用效率。
3.根据权利要求1所述的一种汽车动力电池包系统总成，其特征在于，所述电芯模块的电芯内部采用先进的热隔离技术，用于防止热失控的发生，电芯模块的配置和布局经过优化，以确保电池包内部空间的合理利用和电池性能的充分发挥。
4.根据权利要求1所述的汽车动力电池包系统总成，其特征在于，所述电池管理系统bms的具体执行步骤包括：
5.根据权利要求4所述的汽车动力电池包系统总成，其特征在于，所述电池管理系统bms中，采用神经网络算法对电池状态进行精准预测的具体步骤包括：
6.根据权利要求1所述的汽车动力电池包系统总成，其特征在于，所述热管理系统的具体执行步骤包括：
7.根据权利要求6所述的汽车动力电池包系统总成，其特征在于，所述热管理系统在执行过程中使用到pid控制算法来优化性能，pid控制算法通过计算误差的比例、积分和微分来生成控制信号，从而调整系统的输出以减小误差，其公式为：其中u)t)是控制信号，e(t是误差信号，kp、ki、kd分别是比例、积分和微分系数，用于调整控制算法的灵敏度和稳定性。
8.根据权利要求1所述的汽车动力电池包系统总成，其特征在于，所述高压继电器控制系统的具体执行步骤包括：
9.根据权利要求8所述的汽车动力电池包系统总成，其特征在于，所述高压继电器控制系统的具体执行步骤还包括：
10.根据权利要求8所述的汽车动力电池包系统总成，其特征在于，所述高压继电器控制系统中电池管理系统bms和车辆控制单元vcu进行故障检测时均采用基于阈值的比较算法，具体的执行步骤包括：
