CN111123132A - 一种电池接触电阻的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了接触电阻的测量方法，通过测量点的选择构建等效电阻模式，在考虑连接部件的结构、焊接结构以及电流最短路径的基础上，根据构建的实用电阻等效模型，测量方式简单，快捷同时也保证了测量结果的准确和高效。

Description

一种电池接触电阻的测量方法
技术领域
本发明属于电池参数测量领域，尤其涉及对电池接触电阻的测量方法。
背景技术
锂离子电池，无论是单体、模块还是系统均存在大量的连接结构，例如超声波焊接、激光焊接、螺栓连接、铆接等。连接结构的接触特性，尤其是电接触特性，影响着电池的整体性能。因此准确获取电池电接触特性(接触电阻、接触电阻率)对于电池设计、电池性能检测的评价等非常重要。
文献Brand M J,Schmidt P A,Zaeh M F,et al.Welding techniques forbattery cells and resulting electrical contact resistances[J].Journal ofEnergy Storage,2015,1:7-14.对焊接结构进行了几何信息构建及等效电阻模型建模
现有技术中专利CN 107942254 A锂离子电池组接触电阻测量方法将电池等效为欧姆内阻和接触电阻，通过测量电池及接触的总电阻以及电池的欧姆电阻，然后进行相减求得接触电阻。专利CN 109460616 A接触电阻计算方法及装置主要涉及电力技术领域，采用在悬垂线夹与底线之间建立导电桥，并用电磁场仿真的方法计算接触电阻。
上述方法要么忽略了电流最短路径的影响，而且模型过于复杂不便于应用；要么忽略了极化内阻等与实际存在一定偏差，不能准确的获取接触电阻；要么是通过仿真计算接触电阻造成适用性比较窄，不易操作，并且仿真的结果也需要试验进行验证，不便于方法的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单、准确、实用的测量接触电阻的方法，主要应用于锂离子电池行业。本发明考虑了接触部件结构、接触结构以及电流最短路径，使得测量结果更加准确。解决准确测量电池连接结构接触电阻的问题，解决电池设计过程中的电接触特性(接触电阻/接触电导率)输入问题。
为了实现上述的目的，本发明提出简单实用的，接触电阻的测量方法，步骤一，预先设置接触部件A，和接触部件B的尺寸，以及A，B部件接触对的尺寸；步骤二，获取部件A,B的接触区域中点M,在部件A,B上各选择N个测量点，N≥5；A部件各测量点与接触区域中点M之间的距离标识为LA，N，B部件各测量点与接触区域中点M之间的距离标识为LB，N，点位布置规律满足点位布置规律满足LA,N/LA,1＝LB,N/LB,1＝kN；步骤三，构建电阻模型，每对测量的电阻可等效为：R测量,N＝RA,N+RB,N+R接触
R测量，N为测量点之间的电阻；RA,N为部件A第N测量点到连接区域的电阻；RA,N部件B第N测量点到连接区域的电阻；R接触为接触区域电阻；
根据电阻与电子传输距离成正比，可知R测量,N＝RA,N+RB,N+R接触为线性关系R测量,N＝(RA,1+RB,1)*kN+R接触＝K*kN+R接触
式中，K为RA,1+RB,1
步骤四：对测量结果进行处理，对测试数据进行直线拟合，根据电阻模型，拟合直线与y轴的交点的值为接触电阻
进一步，N取值为5时；
LA,1/LA,1＝LB,1/LB,1＝k1，
LA,2/LA,1＝LB,2/LB,1＝k2，
LA,3/LA,1＝LB,3/LB,1＝k3，
LA,4/LA,1＝LB,4/LB,1＝k4，
LA,5/LA,1＝LB,5/LB,1＝k5，
LA,2/LA,1＝LB,2/LB,1＝2，
LA,3/LA,1＝LB,3/LB,1＝2.5，
LA,4/LA,1＝LB,4/LB,1＝3，
LA,5/LA,1＝LB,5/LB,1＝3.5。
进一步，所述的方法应用于方形结构连接片连接下的接触电阻的测量。
进一步，所述连接至少包括：超声波焊接、激光焊接、螺栓连接、铆接。
进一步，各测量点满足LA,N/LA,1＝LB,N/LB,1＝kN、序列{k1….kN}为等差序列。KN的取值为实数。
一种接触测量装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述存储器上的程序，用以实现接触电阻的方法。
一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述的方法。
本发明的该方法考虑了连接部件的结构、焊接结构以及电流最短路径，构建了简单实用的电阻等效模型，既考虑了电流最短路径，又考虑了连接零件的几何结构，等效模型更加简便，测量结果更加准确。
附图说明
图1a为部件A，B接触的主视图；
图1b为部件A，B接触的俯视图；
图2a设置测量点后的部件A，B接触主视图；
图2b设置测量点后的部件A，B接触俯视图；
图3为测量数据的直接拟合示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1a,图1b所示，步骤1:建立接触结合信息模型，包括接触部件A的尺寸、接触部件B的尺寸以及接触对尺寸。
步骤2：建立接触电阻测量模型。
测量模型要求测量三个点以上的电阻，可选地选择五个点。例如上图2a,图2b所示第1点测量为A1与B1之间，第2点测量为A2与B2之间，第3点测量为A3与B3之间，第4点测量为A4与B4之间，第5点测量为A5与B5之间。
A部件各测量点与接触区域中点M之间的距离标识为LA，N，B部件各测量点点与接触区域中点M之间的距离标识为LB，N，例如A1点与M之间距离为LA,1，A2点与M之间距离为LB,2。
点位布置规律满足LA,N/LA,1＝LB,N/LB,1＝kN例如：
LA,1/LA,1＝LB,1/LB,1＝k1
LA,2/LA,1＝LB,2/LB,1＝k2
LA,3/LA,1＝LB,3/LB,1＝k3
LA,4/LA,1＝LB,4/LB,1＝k4
LA,5/LA,1＝LB,5/LB,1＝k5
考虑测量精度及测量误差，建议：
LA,2/LA,1＝LB,2/LB,1＝2
LA,3/LA,1＝LB,3/LB,1＝2.5
LA,4/LA,1＝LB,4/LB,1＝3
LA,5/LA,1＝LB,5/LB,1＝3.5
步骤3：构建电阻模型
每对测量的电阻可等效为
R测量,N＝RA,N+RB,N+R接触
R测量，N为测量点之间的电阻；RA,N部件A第N测量点到连接区域的电阻；RA,N部件B第N测量点到连接区域的电阻；R接触为接触区域电阻。
例如对1点位进行测量R测量,1＝RA,1+RB,1+R接触；对2点位进行测量R测量,2＝RA,2+RB,2+R接触；
根据电阻与电子传输距离成正比，可知R测量,N＝RA,N+RB,N+R接触为线性关系
R测量,N＝(RA,1+RB,1)*kN+R接触＝K*kN+R接触
式中，K为RA,1+RB,1
步骤4：对测量结果进行处理，对测试数据进行直线拟合，根据电阻模型，拟合直线与y轴的交点即为接触电阻。所述测量电阻和测量距离比之间的关系如图3所示。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
应当理解的是，本申请的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本申请的原理，而不构成对本申请的限制。因此，在不偏离本申请的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。此外，本申请所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种电池的接触电阻测量方法，其特征在于：
步骤一，预先设置接触部件A和接触部件B的尺寸，以及A，B部件接触对的尺寸；
步骤二，获取部件A,B的接触区域中点M,以中点M为中心，按照预设规则选择测量点；
步骤三，由预设规则选取的测量点，构建测量点与中心点M之间距离和电阻的线性关系，从而获得电阻模型；
步骤四：对测量结果进行处理，对测试数据进行直线拟合，根据电阻模型，拟合直线与y轴的交点的值为接触电阻。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，其中步骤二具体为：
步骤二，获取部件A,B的接触区域中点M,在部件A,B上各选择N个测量点，N≥5；A部件各测量点与接触区域中点M之间的距离标识为LA，N，B部件各测量点与接触区域中点M之间的距离标识为LB，N，点位布置规律满足LA,N/LA,1＝LB,N/LB,1＝kN。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中步骤三具体为：
步骤三，构建电阻模型为，每对测量的电阻可等效为：R测量,N＝RA,N+RB,N+R接触，R测量，N为测量点之间的电阻；RA,N为部件A第N测量点到连接区域的电阻；RA,N部件B第N测量点到连接区域的电阻；R接触为接触区域电阻；
根据电阻与电子传输距离成正比，可知R测量,N＝RA,N+RB,N+R接触为线性关系，R测量,N＝(RA,1+RB,1)*kN+R接触＝K*kN+R接触，
式中，K为RA,1+RB,1。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，N取值为5时；
LA,1/LA,1＝LB,1/LB,1＝k1，
LA,2/LA,1＝LB,2/LB,1＝k2，
LA,3/LA,1＝LB,3/LB,1＝k3，
LA,4/LA,1＝LB,4/LB,1＝k4，
LA,5/LA,1＝LB,5/LB,1＝k5，
LA,2/LA,1＝LB,2/LB,1＝2，
LA,3/LA,1＝LB,3/LB,1＝2.5，
LA,4/LA,1＝LB,4/LB,1＝3，
LA,5/LA,1＝LB,5/LB,1＝3.5。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，应用于方形结构连接片连接下的接触电阻的测量。
6.如权要求3所述的方法，其特征在于，所述连接至少包括：超声波焊接、激光焊接、螺栓连接和/或铆接。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，各个测量点满足LA,N/LA,1＝LB,N/LB,1＝kN，序列{k1….kN}为等差序列。
8.如权利要求1-7所述的方法，其特征在于，适用于锂电池的接触电阻的测量。
9.一种接触测量装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述存储器上的程序，用以实现权利要求1-8所述的任一方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现权利要求1-8所述的任一方法。
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