CN116215324B - 重载货运列车自组网电池系统制冷方法、系统及介质 - Google Patents

重载货运列车自组网电池系统制冷方法、系统及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重载货运列车自组网电池系统制冷方法、系统及介质，其中方法包括：实时获取重载货运列车行驶过程中主牵引电机消耗的牵引功率、车载电池温度；若车载电池温度大于或等于阈值温度，则采用快速制冷策略获取电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于阈值温度，且大于或等于目标温度，则采用慢速制冷策略获取电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于目标温度，则采用电池保温策略获取电池制冷功率给定值；根据得到的电池制冷功率给定值，执行电池制冷。该方法能够基于实时车载电池温度、牵引功率确定电池热管理系统所需的电池制冷功率，进而抑制电池老化。

Description

重载货运列车自组网电池系统制冷方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及储能系统技术领域，尤其涉及一种重载货运列车自组网电池系统制冷方法、系统及介质。
背景技术
现有重载货运列车通常采用磷酸铁锂电池或三元锂电池构成车载电池组，车载电池组在列车牵引、回馈以及辅助系统供电等方面发挥重要作用。重载货运列车电池系统可通过电池组间通信实现自组网，可更方便地实现电池组单体电量和温度的监测、均衡和控制等功能。无论哪种锂离子电池，都存在低温特性差、高温可能热失控等问题，因此重载货运列车通常都会配置风冷或液冷形式的电池热管理系统，该系统通过车载空调系统与外界换热，能够对车载电池组进行加热或制冷。实验研究表明，锂离子电池在正常温度范围内（通常指15-45摄氏度），温度越高，充放电时老化越严重。因此，在炎热天气行驶时对电池进行制冷，不仅有助于减少热失控风险，更能抑制电池老化。但是电池热管理系统的能耗来自电池本身，过大的电池制冷功率会增加电池输出电流/功率，又会加剧电池老化。因此设计一种炎热天气下的电池制冷方法，能够尽可能减少制冷能耗和电池老化，具有非常重要的意义。
现有的重载货运列车电池制冷方法通常采用简单的Bang-Bang控制：电池温度高于目标温度时采取最大功率制冷，降到目标温度时关闭制冷。这种策略简单易行，但会显著增加电池输出电流/功率、加剧电池老化。例如，中国专利CN202010574743.5公开了一种电动车电池冷却装置及方法，该发明提出了一种基于规则的电池冷却方法，判断电池温度与水泵开启温度的关系，控制水泵转速，但该发明没有考虑定量优化和电池老化衰减；中国专利CN202210814352.5公开了一种自动驾驶电动汽车动力电池热管理系统优化方法，该方法采用多目标优化蚁群算法在预测时域内优化电池温度并减小系统能耗，但该发明没有考虑定量优化和电池老化衰减；发表于《汽车工程》的“基于迭代动态规划的动力电池组热管理优化策略”提出了一种基于迭代动态规划的电池组冷却策略，但是该方法只能用于离线优化，无法在线应用；博士论文《基于锂离子动力电池的纯电动汽车能量管理系统控制策略与优化》中采用动态规划指导在线模糊控制策略的参数，优化整车能耗损失，但是该方法并未定量优化和电池老化衰减，同时并非应用于电池冷却领域。
因此，亟需一种能够抑制电池老化的重载货运列车自组网电池系统制冷方法，能够在不显著增加额外用电量的前提下，尽可能抑制电池老化。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种重载货运列车自组网电池系统制冷方法、系统及介质，能够基于实时车载电池温度、牵引功率确定电池制冷功率给定值。
第一方面，一种重载货运列车自组网电池系统制冷方法，包括：
实时获取重载货运列车行驶过程中主牵引电机消耗的牵引功率、车载电池温度；
若车载电池温度大于或等于阈值温度，则采用快速制冷策略获取电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于阈值温度，且大于或等于目标温度，则采用慢速制冷策略获取电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于目标温度，则采用电池保温策略获取电池制冷功率给定值；
根据得到的电池制冷功率给定值，执行电池制冷。
进一步地，所述主牵引电机消耗的牵引功率是通过牵引功率采集模块实时采集主牵引电机消耗的牵引功率得到的；所述车载电池温度是通过电池温度采集模块采集车载电池组上若干温度采集点位的温度进行平均值计算得到的。
进一步地，所述快速制冷策略的具体过程为：
判断牵引功率是否大于或等于0：若是，则电池制冷功率给定值为能使电池热管理系统正常工作的最小功率；若否，则电池制冷功率给定值为电池热管理系统功率限幅的回馈功率。
进一步地，所述慢速制冷策略的具体过程为：
判断牵引功率是否大于或等于0：若是，则电池制冷功率给定值为0；若否，则电池制冷功率给定值为电池热管理系统功率限幅的回馈功率。
进一步地，所述电池保温策略中，电池制冷功率给定值为0。
进一步地，所述快速制冷策略、所述慢速制冷策略、所述电池保温策略的获取过程具体为：
通过动态规划算法，对不同驾驶工况下电池的老化换电成本和制冷能耗成本进行离线优化，求解电池热管理系统消耗的最优电池制冷功率给定值；
根据动态规划算法的求解结果，构建电池热管理系统消耗的最优电池制冷功率给定值和牵引功率、车载电池温度的映射关系；
利用构建的映射关系，得到以牵引功率、车载电池温度为输入，以电池热管理系统消耗的电池制冷功率给定值为相应输出的快速制冷策略、慢速制冷策略、电池保温策略。
更进一步地，所述通过动态规划算法，离线优化不同驾驶工况下电池的老化换电成本和制冷能耗成本，求解电池热管理系统消耗的最优电池制冷功率给定值的具体过程为：
S1：根据预先已知当前工况下重载货运列车行驶的速度，计算得到整个行驶过程的牵引功率；根据电池净输出功率计算电池电流，并依据电池产热模型计算电池上升温度，结合电池制冷功率产生的制冷量，计算车载电池温度的变化；
S2：基于电池电流、车载电池温度、电池制冷功率构建电池老化换电成本和制冷能耗的成本函数；
S3：以预设间隔对电池热管理系统正常工作范围内的电池制冷功率进行采样；从驾驶工况最后时刻计算每个车载电池温度下各电池制冷功率导致的车载电池温度变化、电池电流、电池老化成本和制冷成本；其中，将各电池制冷功率导致的电池老化成本和制冷成本总和进行比较，取最小值记作该时刻的成本函数值，即该时刻牵引功率和车载电池温度下的最优制冷功率；
S4：以从后向前的时间方向循环迭代计算，计算出每一时刻可行的最优制冷功率及对应的车载电池温度和成本函数值，每时刻不同电池制冷功率对应的成本函数值等于前一遍历状态的成本函数值与当前成本函数值之和；
S5：直到循环遍历完成，可以得到从驾驶开始到结束、不同温度下的最优成本函数值表和对应的最优制电池冷功率。
第二方面，一种重载货运列车自组网电池系统制冷系统，包括：
数据采集模块：实时获取重载货运列车行驶过程中主牵引电机消耗的牵引功率、车载电池温度；
电池制冷功率给定值获取模块：若车载电池温度大于或等于阈值温度，则采用快速制冷策略输出电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于阈值温度，且大于或等于目标温度，则采用慢速制冷策略输出电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于目标温度，则采用电池保温策略输出电池制冷功率给定值；
电池制冷执行模块：根据得到的电池制冷功率给定值，执行电池制冷。
进一步地，所述电池制冷可通过风冷制冷或液冷制冷。
第三方面，一种计算机可读存储介质，存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时以执行如上所述重载货运列车自组网电池系统制冷方法的步骤。
有益效果
本发明提出了一种重载货运列车自组网电池系统制冷方法、系统、及介质，其中方法能够基于实时采集的车载电池温度、牵引功率确定电池热管理系统所需的电池制冷功率；针对不同电池温度，从快速制冷策略、慢速制冷策略、电池保温策略中相应选择最优的策略，具有较高的自适应性，在车载电池温度、牵引功率变化时，计算出电池热管理系统最合适的电池制冷功率给定值。在重载货运列车自组网电池系统内，电池组可以方便地实现温度均衡，在此基础上，该发明可以在电池制冷过程中尽可能节省能耗并显著抑制电池老化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的典型的重载货运列车电池热管理系统及电气系统示意图，其中，图1（a）为重载货运列车电池热管理系统示意图；图1（b）为重载货运列车供能-负载示意图；
图2是本发明实施例提供的重载货运列车自组网电池系统制冷方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的基于动态规划的电池制冷离线优化示意图；
图4是本发明实施例提供的基于动态规划的牵引功率和电池热管理系统中电池制冷功率的相关关系；其中，图4（a）为电池热管理系统处于快速制冷状态的示意图；图4（b）为电池热管理系统处于慢速制冷状态的示意图；
图5是本发明实施例提供的重载货运列车自组网电池系统制冷系统的原理图；
图中：1-泵，2-膨胀阀，3-冷却器，4-风扇，5-电池组，6-压缩机，7-冷凝器，8-车外环境。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
以典型的重载货运列车电池热管理系统及电气系统进行详细说明，结合图1（b）所示，电池组是列车的储能元件，牵引负载是重载货运列车的主要负载，电池热管理系统是重载货运列车的主要辅助负载。电池热管理系统由电池组的热回路和车载压缩机-冷凝器热回路组成，其中，电池组的热回路包括：泵1，电池组5；车载压缩机-冷凝器热回路包括：膨胀阀2，冷却器3，风扇4，压缩机6，冷凝器7；如图1（a）所示，电池的热通过冷却器传递给压缩机-冷凝器回路，压缩机-冷凝器回路将热传给车外环境8。电池热管理系统中电池制冷功率P cool 的制冷能耗来自泵1、压缩机6和风扇4。
为研究列车行驶过程中电池制冷功率P cool 应该等于多少，才有利于电池老化的抑制并尽可能减少制冷能耗，如图2所示，本实施例提供了一种重载货运列车自组网电池系统制冷方法，包括：
S1：实时获取重载货运列车行驶过程中主牵引电机消耗的牵引功率、车载电池温度。
具体地，主牵引电机消耗的牵引功率是通过牵引功率采集模块实时采集主牵引电机消耗的牵引功率得到的；车载电池温度是通过电池温度采集模块采集车载电池组上若干温度采集点位的温度进行平均值计算得到的，在本实施例中，温度采集模块为传感器。
S2：若车载电池温度大于或等于阈值温度，则采用快速制冷策略输出电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于阈值温度，且大于或等于目标温度，则采用慢速制冷策略输出电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于目标温度，则采用电池保温策略输出电池制冷功率给定值。
预设的电池目标温度通常为明显低于环境温度的给定值。T bat 为当前采集到的车载电池温度（可取车载电池组不同点位温度的均值），T high 是高于目标温度T targ 的阈值温度；当车载电池温度大于或等于T high 时，采用快速制冷策略；当车载电池温度低于T high 但高于或等于目标温度T targ 时，采用慢速制冷策略；当车载电池温度低于目标温度T targ 时，采用电池保温策略。P cool 是电池热管理系统消耗的电池制冷功率，P low 是能使电池热管理系统正常工作的最小电池制冷功率，P d 是牵引功率，正表示牵引，负表示回馈制动。当牵引功率P d 的绝对值大于电池热管理系统的最大电池制冷功率时，电池热管理系统消耗的电池制冷功率输出会被限幅。
在快速制冷策略中，当牵引功率大于或等于零时，电池制冷功率为能使电池热管理系统正常工作的最小功率；当牵引功率为负时，即回馈制动，电池制冷功率全部来自于回馈功率，并受功率限制限幅，多余能量回馈给电池。以能使电池热管理系统正常工作的最小电池制冷功率为500W，限幅的电池制冷功率为5kW为例，若牵引功率为零（停车）或任意大于零正值（牵引前进）时，电池制冷功率为500W；牵引功率为10kW（负），电池制冷功率为5kW，剩余5kW给电池充电，牵引功率为5kW（负），电池制冷功率为5kW，电池不充电。
在慢速制冷策略中，当牵引功率大于或等于零时，制冷功率为0，不产生额外能耗，牵引功率为负即回馈制动时，制冷功率全部来自于回馈功率，并受功率限制限幅，多余能量回馈给电池。以能使电池热管理系统正常工作的最小电池制冷功率为500W，限幅的电池制冷功率为5kW为例，若牵引功率为10kW（负），电池制冷功率为5kW，剩余5kW给电池充电，牵引功率为5kW（负），电池制冷功率为5kW，电池不充电。
在电池保温策略中，制冷功率为0，不产生额外能耗。
详细地，快速制冷策略、慢速制冷策略、电池保温策略的获取过程具体为：
S21：通过动态规划算法，对不同驾驶工况下电池的老化换电成本和制冷能耗成本进行离线优化，求解电池热管理系统消耗的最优电池制冷功率给定值。
重载货运列车按照某已知速度行驶，初始车载电池温度等于大气温度（某一较高温度值），动态规划将搜索全部可能的P cool 值，并计算相应的车载电池温度T bat 状态转移和对应的优化目标：老化换电成本和制冷能耗成本。如图3所示，最终所有控制变量/状态变量值都被遍历，经过前向执行获得最优的P cool 序列。在该电池制冷的动态规划优化问题中，控制变量是电池制冷功率P cool ，状态变量是车载电池温度T bat 。动态规划是离线优化，对典型的驾驶工况进行优化，进而推广到实际应用中。动态规划过程如下：
S211：预先已知重载货运列车行驶的标准工况速度，可计算得到整个行驶过程的牵引功率P d ，则电池净输出功率的关系P bat =P d +P cool +P aux -P grid ，其中P aux 是其他车载辅助系统功率，P grid 是重载货运列车的电网输入功率。进一步可以计算电池电流I bat ，并依据电池产热模型计算电池温升，结合P cool 产生的制冷量，计算电池温度T bat 变化；
S212：构建电池老化换电成本（受电池电流I bat 和车载电池温度T bat 影响）和制冷能耗（受电池制冷功率P cool 影响）的成本函数；
S213：在电池热管理系统正常工作时电池制冷功率的范围[P cool,min ,P cool,max ]（离散为有限个点，如每100W为间隔）内从驾驶工况最后时刻计算每个车载电池温度（工作范围[T bat,min ,T bat,max ]离散为有限个点，如以每1摄氏度为间隔）下每个电池制冷功率会导致的电池温度变化、电池电流、电池产热、电池老化成本和制冷成本。其中每个电池制冷功率导致的电池老化成本和制冷成本总和需要比较，取最小值记作该时刻成本函数的值，该电池制冷功率即为该时刻牵引功率和车载电池温度下的最优电池制冷功率；车载电池温度变化作为状态变量需迭代计算到前一时刻，并保证车载电池温度在工作范围[T bat,min ,T bat,max ]内，导致车载电池温度不在工作范围内的P cool 值将无效。
S214：从时间由后向前（驾驶工况结束向开始）的方向循环迭代计算，计算出每一时刻可行的最优P cool 值及对应的车载电池温度T bat 值和成本函数值，每时刻不同P cool 值对应的成本函数值等于前一遍历状态（时间上后一时刻）的成本函数值与当前成本函数值的和。
S215：直到后向循环遍历（时间从后向前）完成，可以得到从驾驶工况开始到结束、不同车载电池温度下的最优成本函数值表和对应的最优电池制冷功率。
S22：根据动态规划算法的求解结果，构建电池热管理系统消耗的最优电池制冷功率和牵引功率、车载电池温度的映射关系。
动态规划前向执行过程，任意给定某一初始车载电池温度（在[T bat,min ,T bat,max ]内）下从驾驶工况第一时刻（牵引功率已知）开始计算，查表获得该车载电池温度下的最优电池制冷功率，由此得到下一时刻的电池制冷量和车载电池温度；在下一时刻（牵引功率已知），根据车载电池温度值查表获得该车载电池温度下的最优电池制冷功率，循环直到驾驶结束，可得到整个行驶工况的最优制冷功率所需的最优序列。
S23：构建最优电池制冷功率和牵引功率的映射关系，得到以牵引功率、车载电池温度为输入，以电池热管理系统消耗的电池制冷功率为相应输出的快速制冷策略、慢速制冷策略、电池保温策略。
分析动态规划前向执行过程得到的最优P cool 序列，得到如图4的结果。若当前车载电池温度高于或等于T high 时，电池热管理系统处于快速制冷状态，如图4（a）：重载货运列车处于牵引或停车状态时，电池制冷功率等于某令电池热管理系统正常工作的最小功率P low ，重载货运列车处于制动回馈状态时，电池制冷功率等于回馈功率P d 的绝对值，回馈功率大于电池热管理系统最大功率的部分被限幅；当车载电池温度低于T high 且高于或者等于目标温度T targ 时，电池热管理系统处于慢速制冷状态，如图4（b）：重载货运列车处于牵引或停车状态时，电池制冷功率等于0，重载货运列车处于制动回馈状态时，电池制冷功率等于回馈功率P d 的绝对值，回馈功率大于电池热管理系统最大电池制冷功率的部分被限幅。慢速制冷状态后，电池热管理系统停止制冷，并与慢速制冷状态切换。
由此，电池制冷过程中当牵引功率为正（电池放电）且车载电池温度较高时，采用很小的电池制冷功率（能使电池热管理系统正常工作的最小功率）制冷，当车载电池温度较低且接近目标温度时，不消耗额外功率制冷；仅在刹车制动（牵引功率为负）时采用回馈制动功率制冷。既能够减小回馈制动时的电池充电电流，又能够降低电池温度，从而显著抑制电池老化。此外，在电池温度、牵引功率变化时，能够计算出最合适的电池热管理系统制冷的电池制冷功率。
S3：电池热管理系统根据得到的电池制冷功率给定值，执行电池制冷。
实施例2
如图5所示，本实施例提供了一种重载货运列车自组网电池系统制冷系统，包括：
数据采集模块：实时获取重载货运列车行驶过程中主牵引电机消耗的牵引功率、车载电池温度；
电池制冷功率给定值获取模块：若车载电池温度大于或等于阈值温度，则采用快速制冷策略输出电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于阈值温度，且大于或等于目标温度，则采用慢速制冷策略输出电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于目标温度，则采用电池保温策略输出电池制冷功率给定值；
电池制冷执行模块：电池热管理系统根据得到的输出电池制冷功率给定值，执行电池制冷。
可选地，所述电池制冷可通过风冷制冷或液冷制冷，且对硬件电路没有特殊要求，具有较高的适用性。
实施例3
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时以执行如上所述重载货运列车自组网电池系统制冷方法的步骤。
应当理解，在本发明实施例中，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
所述可读存储介质为计算机可读存储介质，其可以是前述任一实施例所述的控制器的内部存储单元，例如控制器的硬盘或内存。所述可读存储介质也可以是所述控制器的外部存储设备，例如所述控制器上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述可读存储介质还可以既包括所述控制器的内部存储单元也包括外部存储设备。所述可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述控制器所需的其他程序和数据。所述可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种重载货运列车自组网电池系统制冷方法，其特征在于，包括：
实时获取重载货运列车行驶过程中主牵引电机消耗的牵引功率、车载电池温度；
若车载电池温度大于或等于阈值温度，则采用快速制冷策略获取电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于阈值温度，且大于或等于目标温度，则采用慢速制冷策略获取电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于目标温度，则采用电池保温策略获取电池制冷功率给定值；
根据得到的电池制冷功率给定值，执行电池制冷；
其中，所述快速制冷策略的具体过程为：
判断牵引功率是否大于或等于0：若是，则电池制冷功率给定值为能使电池热管理系统正常工作的最小功率；若否，则电池制冷功率给定值为电池热管理系统功率限幅的回馈功率；
所述快速制冷策略、所述慢速制冷策略、所述电池保温策略的获取过程具体为：
通过动态规划算法，对不同驾驶工况下电池的老化换电成本和制冷能耗成本进行离线优化，求解电池热管理系统消耗的最优电池制冷功率给定值；
根据动态规划算法的求解结果，构建电池热管理系统消耗的最优电池制冷功率给定值和牵引功率、车载电池温度的映射关系；
利用构建的映射关系，得到以牵引功率、车载电池温度为输入，以电池热管理系统消耗的电池制冷功率给定值为相应输出的快速制冷策略、慢速制冷策略、电池保温策略。
2.根据权利要求1所述的重载货运列车自组网电池系统制冷方法，其特征在于，所述重载货运列车主牵引电机消耗的牵引功率是通过牵引功率采集模块实时采集主牵引电机消耗的牵引功率得到的；所述车载电池温度是通过电池温度采集模块采集车载电池组上若干温度采集点位的温度进行平均值计算得到的。
3.根据权利要求1所述的重载货运列车自组网电池系统制冷方法，其特征在于，所述慢速制冷策略的具体过程为：
判断牵引功率是否大于或等于0：若是，则电池制冷功率给定值为0；若否，则电池制冷功率给定值为电池热管理系统功率限幅的回馈功率。
4.根据权利要求1所述的重载货运列车自组网电池系统制冷方法，其特征在于，所述电池保温策略中，电池制冷功率给定值为0。
5.根据权利要求1所述的重载货运列车自组网电池系统制冷方法，其特征在于，所述通过动态规划算法，离线优化不同驾驶工况下电池的老化换电成本和制冷能耗成本，求解电池热管理系统消耗的最优电池制冷功率给定值的具体过程为：
S1：根据预先已知当前工况下重载货运列车行驶的速度，计算得到整个行驶过程的牵引功率；根据电池净输出功率计算电池电流，并依据电池产热模型计算电池上升温度，结合电池制冷功率产生的制冷量，计算车载电池温度的变化；
S2：基于电池电流、车载电池温度、电池制冷功率构建电池老化换电成本和制冷能耗的成本函数；
S3：以预设间隔对电池热管理系统正常工作范围内的电池制冷功率进行采样；从驾驶工况最后时刻计算每个车载电池温度下各电池制冷功率导致的车载电池温度变化、电池电流、电池老化成本和制冷成本；其中，将各电池制冷功率导致的电池老化成本和制冷成本之和进行比较，取最小值记作该时刻的成本函数值，即该时刻牵引功率和车载电池温度下的最优制冷功率；
S4：以从后向前的时间方向循环迭代计算，计算出每一时刻可行的最优制冷功率及对应的车载电池温度和成本函数值，每时刻不同电池制冷功率对应的成本函数值等于前一遍历状态的成本函数值与当前成本函数值之和；
S5：直到循环遍历完成，可以得到从驾驶工况开始到结束、不同温度下的最优成本函数值表和对应的最优电池制冷功率。
6.一种重载货运列车自组网电池系统制冷系统，其特征在于，包括：
数据采集模块：实时获取重载货运列车行驶过程中主牵引电机消耗的牵引功率值、车载电池温度；
电池制冷功率给定值获取模块：若车载电池温度大于或等于阈值温度，则采用快速制冷策略输出电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于阈值温度，且大于或等于目标温度，则采用慢速制冷策略输出电池制冷功率给定值；若车载电池温度小于目标温度，则采用电池保温策略输出电池制冷功率给定值；
电池制冷执行模块：电池热管理系统根据得到的输出电池制冷功率给定值，执行电池制冷；
其中，所述快速制冷策略的具体过程为：
判断牵引功率是否大于或等于0：若是，则电池制冷功率给定值为能使电池热管理系统正常工作的最小功率；若否，则电池制冷功率给定值为电池热管理系统功率限幅的回馈功率；
所述快速制冷策略、所述慢速制冷策略、所述电池保温策略的获取过程具体为：
通过动态规划算法，对不同驾驶工况下电池的老化换电成本和制冷能耗成本进行离线优化，求解电池热管理系统消耗的最优电池制冷功率给定值；
根据动态规划算法的求解结果，构建电池热管理系统消耗的最优电池制冷功率给定值和牵引功率、车载电池温度的映射关系；
利用构建的映射关系，得到以牵引功率、车载电池温度为输入，以电池热管理系统消耗的电池制冷功率给定值为相应输出的快速制冷策略、慢速制冷策略、电池保温策略。
7.根据权利要求6所述的重载货运列车自组网电池系统制冷系统，其特征在于，所述电池制冷可通过风冷制冷或液冷制冷。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于：存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时以执行：权利要求1-5任一项所述重载货运列车自组网电池系统制冷方法的步骤。
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