CN112784466A - 电池模组的结构参数确定方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池模组的结构参数确定方法、装置及电子设备，以至少解决现有的电池模组结构设计方式存在的可靠性差、设计周期长的问题。所述方法包括：基于第一预设参数和单体电芯的预设初始热膨胀系数，对单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，并基于得到的结构模型的膨胀变形数据确定单体电芯的目标热膨胀系数，第一预设参数包括所述单体电芯的温升；基于第一预设参数、第二预设参数和目标热膨胀系数对电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，并基于得到的部分结构模型的膨胀变形数据确定紧固件的目标预紧力及相邻单体电芯之间的目标间隔，第二预设参数包括紧固件的初始预紧力；基于目标间隔和目标预紧力，确定电池模组的目标结构。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组的结构参数确定方法、装置及电子设备。
背景技术
动力电池包通常是由若干电池模组组成的动力能源系统，电池模组是动力电池包内部最重要的子部件。由于包括若干个堆叠的单体电芯，多个单体电芯的叠加势必会影响整个电池模组的结构强度等，尤其是电芯处于充放电循环工况的情况下，因此，电池模组的设计合理与否决定了整个电池包的性能及安全。
目前，在对电池模组的结构进行设计时，通常结合样品试验和经验来完成对电池模组的结构设计。但是，该设计方案存在较大的不确定性，且可能需要反复进行多次样品试验和设计变更，导致设计周期长。
发明内容
本申请实施例提供一种电池模组的结构参数确定方法、装置及电子设备，以至少解决现有的电池模组结构设计方式存在的可靠性差、设计周期长的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例采用下述技术方案：
根据本申请实施例的第一方面，提供一种电池模组的结构参数确定方法，包括：
基于第一预设参数和所述电池模组中单体电芯的预设初始热膨胀系数，对预先建立的所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，得到所述结构模型的膨胀变形数据，所述第一预设参数包括所述单体电芯的温升；
基于所述结构模型的膨胀变形数据，确定所述单体电芯的目标热膨胀系数；
基于所述第一预设参数、第二预设参数和所述目标热膨胀系数，对预先建立的所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，得到所述部分结构模型的膨胀变形数据，所述部分结构模型包括所述电池模组中的紧固件、端板、缓冲材料以及按照预设初始间隔并列排布的多个所述单体电芯，所述第二预设参数包括所述紧固件的初始预紧力；
基于所述部分结构模型的膨胀变形数据，确定所述紧固件的目标预紧力以及相邻的所述单体电芯之间的目标间隔；
基于所述目标间隔和所述目标预紧力，确定所述电池模组的目标结构。
可选地，基于所述结构模型的膨胀变形数据，确定所述单体电芯的目标热膨胀系数，包括：
判断所述单体电芯的结构模型的膨胀变形数据是否满足第一预设膨胀变形要求；
若判断结果为是，则将所述预设初始热膨胀系数确定为所述单体电芯的目标热膨胀系数；
若判断结果为否，则对所述预设初始热膨胀系数进行调整，直到对所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足所述第一预设膨胀变形要求，并将调整后的热膨胀系数确定为所述单体电芯的目标热膨胀系数。
可选地，基于所述部分结构模型的膨胀变形数据，确定所述紧固件的目标预紧力以及相邻的所述单体电芯之间的目标间隔，包括：
判断所述部分结构模型的膨胀变形数据是否满足第二预设膨胀变形要求；
若判断结果为是，则将所述预设初始间隔确定为相邻的所述单体电芯之间目标间隔；
若判断结果为否，则调整所述初始预紧力和/或所述预设初始间隔，直到对所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足所述第二预设膨胀变形要求，以及将调整得到的预紧力确定为所述目标预紧力，并将所述调整得到的间隔作为所述目标间隔。
可选地，基于所述目标间隔和所述目标预紧力，确定所述电池模组的目标结构，包括：
基于所述目标间隔，构建所述电池模组的完整结构模型；
基于所述目标预紧力对所述完整结构模型进行强度仿真，得到所述完整结构模型的强度数据；
基于所述完整结构模型的强度数据，确定所述电池模组的目标结构。
可选地，基于所述完整结构模型的强度数据，确定所述电池模组的目标结构，包括：
判断所述完整结构模型的强度数据是否满足预设结构强度要求；
在所述完整结构模型的强度数据满足所述预设结构强度要求的情况下，基于所述完整结构模型确定所述电池模组的候选结构；
对所述候选结构进行膨胀力试验；
在所述候选结构通过膨胀力试验的情况下，将所述候选结构确定为所述电池模组的目标结构。
可选地，基于所述完整结构模型的强度数据，确定所述电池模组的目标结构，还包括：
在所述完整结构模型的强度数据不满足所述预设结构强度要求或者所述候选结构未通过膨胀力试验的情况下，调整所述目标间隔和/或所述目标预紧力，直到对所构建的完整结构模型进行强度仿真得到的强度数据满足所述预设结构强度要求且基于所构建的完整结构模型确定的候选结构通过膨胀力试验。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种电池模组的结构参数确定装置，包括：
第一仿真模块，用于基于第一预设参数和所述电池模组中单体电芯的预设初始热膨胀系数，对预先建立的所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，得到所述结构模型的膨胀变形数据，所述第一预设参数包括所述单体电芯的温升；
第一确定模块，用于基于所述结构模型的膨胀变形数据，确定所述单体电芯的目标热膨胀系数；
第二仿真模块，用于基于所述第一预设参数、第二预设参数和所述目标热膨胀系数，对预先建立的所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，得到所述部分结构模型的膨胀变形数据，所述部分结构模型包括所述电池模组中的紧固件、端板、缓冲材料以及按照预设初始间隔并列排布的多个所述单体电芯，所述第二预设参数包括所述紧固件的初始预紧力；
第二确定模块，用于基于所述部分结构模型的膨胀变形数据，确定所述紧固件的目标预紧力以及相邻的所述单体电芯之间的目标间隔；
第三确定模块，用于基于所述目标间隔和所述目标预紧力，确定所述电池模组的目标结构。
可选地，所述第一确定模块包括：
第一判断子模块，用于判断所述单体电芯的结构模型的膨胀变形数据是否满足第一预设膨胀变形要求；
第一确定子模块，用于若判断结果为是，则将所述预设初始热膨胀系数确定为所述单体电芯的目标热膨胀系数；
第一调整子模块，用于若判断结果为否，则对所述预设初始热膨胀系数进行调整，直到对所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足所述第一预设膨胀变形要求，并将调整后的热膨胀系数确定为所述单体电芯的目标热膨胀系数。
可选地，所述第二确定模块包括：
第二判断子模块，用于判断所述部分结构模型的膨胀变形数据是否满足第二预设膨胀变形要求；
第二确定子模块，用于若判断结果为是，则将所述预设初始间隔确定为相邻的所述单体电芯之间目标间隔；
第二调整子模块，用于若判断结果为否，则调整所述初始预紧力和/或所述预设初始间隔，直到对所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足所述第二预设膨胀变形要求，以及将调整得到的预紧力确定为所述目标预紧力，并将所述调整得到的间隔作为所述目标间隔。
可选地，所述第三确定模块包括：
完整结构模型构建子模块，用于基于所述目标间隔，构建所述电池模组的完整结构模型；
强度仿真子模块，用于基于所述目标预紧力对所述完整结构模型进行强度仿真，得到所述完整结构模型的强度数据；
目标结构确定子模块，用于基于所述完整结构模型的强度数据，确定所述电池模组的目标结构。
可选地，所述目标结构确定子模块具体用于：
判断所述完整结构模型的强度数据是否满足预设结构强度要求；
在所述完整结构模型的强度数据满足所述预设结构强度要求的情况下，基于所述完整结构模型确定所述电池模组的候选结构；
对所述候选结构进行膨胀力试验；
在所述候选结构通过膨胀力试验的情况下，将所述候选结构确定为所述电池模组的目标结构。
可选地，所述目标结构确定子模块还具体用于：
在所述完整结构模型的强度数据不满足所述预设结构强度要求或者所述候选结构未通过膨胀力试验的情况下，调整所述目标间隔和/或所述目标预紧力，直到对所构建的完整结构模型进行强度仿真得到的强度数据满足所述预设结构强度要求且基于所构建的完整结构模型确定的候选结构通过膨胀力试验。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器中存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，能够实现第一方面所述的方法。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
首先通过对单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，并基于得到的膨胀变形数据确定单体电芯的目标热膨胀系数；然后基于单体电芯的目标热膨胀系数对电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，并基于得到的膨胀变形数据确定在合适的膨胀变形数据下，紧固件的目标预紧力和相邻的单体电芯之间的目标间隔，最后基于目标预紧力和目标间隔确定电池模组的目标结构。由此，本申请能够在电池模组结构的开发初期，通过仿真分析的方式确定能够满足强度及膨胀变形要求的目标结构，从而确保电池模组的设计精度和强度，保证电池模组的性能和安全性，同时可以减少试验次数，缩短电池模组结构的设计周期，降低设计成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请的一个实施例提供的一种电池模组的结构参数确定方法的流程图；
图2A为本申请的一个实施例提供的一种单体电芯的结构模型的示意图；
图2B为对图2A所示的单体电芯的结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形量的示意图；
图3为本申请的另一个实施例提供的一种电池模组的结构参数确定方法的流程图；
图4A为本申请的一个实施例提供的一种电池模组的部分结构模型的示意图；
图4B为对图4A所示的部分结构模型进行膨胀仿真得到的各单体电芯的膨胀变形量的示意图；
图5为本申请的一个实施例提供的一种电池模组的完整结构模型的示意图；
图6为本申请的一个实施例提供的一种电池模组的结构参数确定装置的结构示意图；
图7为本申请的一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为解决现有的电池模组结构设计方式存在的可靠性差、设计周期长的问题，本申请实施例提供一种电池模组的结构参数确定方法、装置及电子设备。本申请实施例提供的电池模组的结构参数确定方法可以由电子设备执行，例如终端设备。换言之，所述方法可以由安装在终端设备的软件或硬件来执行。
本申请实施例提供的一种电池模组的结构参数确定方法、装置及电子设备，可以用于对动力电池包中的电池模组的结构进行设计。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
本申请实施例中，电池模组可以包括以下部分：端板、侧板、缓冲材料层、紧固件以及多个并列排布的单体电芯。其中，端板和侧板围绕形成一容纳空间，多个单体电芯并行排布的设置在该容纳空间中，每个单体电芯可以包括卷芯和设置在卷芯外的电芯壳体，缓冲材料层设置在相邻的单体电芯之间。紧固件可以例如包括但不限于螺栓等，其用于对端板进行固定。
在此情况下，请参考图1，图1为本申请的一个实施例提供的一种电池模组的结构参数确定方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括：
S110，基于第一预设参数和所述电池模组中单体电芯的预设初始热膨胀系数，对预先建立的单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，得到单体电芯的结构模型的膨胀变形数据。
本申请实施例中，第一预设参数包括单体电芯的温升等用于描述单体电芯的生热散热过程的参数。当然，实际应用中，第一预设参数还包括其他任意适当的工况参数，如充放电电流、电压以及功率等，本申请实施例对此不做具体限定。其中，第一预设参数的具体数值可根据所要模拟的工况自定义设置。
本申请实施例中，单体电芯的结构模型可以是基于电池模组中单体电芯的初始结构参数预先构建的、用于指示单体电芯结构的有限元模型，该结构模型可用于仿真分析。其中，单体电芯的初始结构参数可以包括但不限于电芯壳体及卷芯各自的初始属性参数(如形状、尺寸、重量、材料等)。例如，图2A示出了一种单体电芯的结构模型的示意图。
基于所构建的单体电芯的结构模型以及用于描述单体电芯的生热散热过程的第一预定参数，可以对单体电芯受热发生膨胀的过程进行仿真分析，由此可以得到单个的单体电芯在不受电池模组中其它部件影响下，受热发生膨胀的膨胀变形数据。具体来说，可以预先建立热平衡方程和热应力方程等控制方程，基于单体电芯的结构模型设置控制方程的边界条件等，然后将第一预设参数以及预设初始热膨胀系数作为控制方程的输入，通过控制方程进行迭代计算以模拟单体电芯受热膨胀的过程，经过预设次数或预设时长的迭代计算后，输出单体电芯的膨胀变形数据。其中，膨胀变形数据可以包括膨胀变形量和膨胀力。例如，图2B示出了一种对图2A所示的单体电芯的结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形量的示意图，其中，左侧数值表示膨胀变形量。
需要说明的是，对单体电芯的结构模型的构建以及对单体电芯的结构模型的膨胀仿真可以通过现有的计算机辅助工程(Computer Aided Engineering，CAE)仿真手段实现。
S120，基于单体电芯的结构模型的膨胀变形数据，确定单体电芯的目标热膨胀系数。
具体来说，在得到单体电芯的结构模型的膨胀变形数据后，可通过对膨胀变形数据进行对标来确定单体电芯的目标热膨胀系数。
可选地，如图3所示，上述步骤S120可以包括：
S121，判断单体电芯的结构模型的膨胀变形数据是否满足第一预设膨胀变形要求。
若判断结果为是，则可确定上述预设初始热膨胀系数符合要求，进而执行下述步骤S122；若判断结果为否，则可确定上述预设初始热膨胀系数不符合要求，进而可以对预设初始热膨胀系数进行调整，直到单体电芯的结构模型的膨胀变形数据满足第一预设膨胀变形要求，即执行下述步骤S123。
本申请实施例中，第一预设膨胀变形要求包括对单体电芯的膨胀变形量要求及膨胀力要求，具体数值可以是根据实际经验和设计标准设置的，或者，也可以是基于对单体电芯的初始结构参数进行膨胀力试验确定的，本申请实施例对此不做具体限定。
S122，将预设初始热膨胀系数确定为单体电芯的目标热膨胀系数。
S123，对预设初始热膨胀系数进行调整，并基于第一预定参数和调整后的热膨胀系数对单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，得到单体电芯的结构模型的膨胀变形数据。
重复执行上述步骤S121至S123，直到对单体电芯的结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足第一预设膨胀变形要求。
可以理解的是，在上述实施方式中，通过对仿真得到的单体电芯的结构模型的膨胀变形数据进行对标并基于对标结果对预设初始热膨胀系数进行调整，可以在电池模组结构的开发初期，预先快速且准确确定单体电芯的目标热膨胀系数，减少后期对单体电芯参数的改动工作量，从而减小整个电池模组结构的开发工作量及开发周期。另外，由于单体电芯的膨胀变形量及膨胀力是影响电池模组的整体结构强度的关键因素，在进行对标时，将单体电芯的膨胀变形量及膨胀力作为对标依据，可以保证后续得到的电池模组的目标结构的结构强度能够较好地满足强度要求，进而进一步保证整个电池模组的性能及安全。
S130，基于第一预设参数、第二预设参数和单体电芯的目标热膨胀系数，对预先建立的电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，得到电池模组的部分结构模型的膨胀变形数据。
本申请实施例中，电池模组的部分结构模型包括电池模组中的紧固件、端板、缓冲材料层以及按照预设初始间隔并列排布的多个单体电芯，其中，相邻的单体电芯之间的间隔可通过缓冲材料层的厚度表示，第二预定参数包括紧固件的初始紧固力。例如，图4A示出了一种电池模组的部分结构模型的示意图。
电池模组的部分结构模型可以是基于电池模组的初始结构参数预先建立的、用于指示电池模组的部分结构的有限元模型，该部分结构模型可用于仿真分析。其中，电池模组的初始结构参数可以例如包括但不限于：上述单体电芯的初始结构参数，紧固件、端板、缓冲材料层等各组成部分的初始属性参数(如形状、材料、尺寸、重量等)等。
基于所构建的电池模组的部分结构模型可以对多个单体电芯在预紧力的约束下受热发生膨胀的过程进行仿真分析。具体来说，与上述对单体电芯的热膨胀仿真过程类似，可以预先建立热平衡方程和热应力方程等控制方程，基于上述部分结构模型设置控制方程的边界条件等，然后将第一预设参数、第二预设参数以及单体电芯的目标膨胀系数作为控制方程的输入，通过控制方程进行迭代计算以模拟上述部分结构模型受热膨胀的过程，经过预设次数或预设时长的迭代计算后，输出上述部分结构模型的膨胀变形数据。其中，膨胀变形数据可以包括各单体电芯的膨胀变形量及膨胀力。例如，图4B示出了一种对图4B所示的部分结构模型进行膨胀仿真得到的各单体电芯的膨胀变形量的示意图，其中，左侧数值表示膨胀变形量。
需要说明的是，对电池模组的部分结构模型的构建以及对该部分结构模型的膨胀仿真也可以通过现有的CAE仿真手段实现。
S140，基于所述部分结构模型的膨胀变形数据，确定所述紧固件的目标预紧力以及相邻的所述单体电芯之间的目标间隔。
具体来说，在得到电池模组的部分结构模型的膨胀变形数据后，可通过对膨胀变形数据进行对标分析来寻找紧固件的较优预紧力和相邻单体电芯之间的较优间隔，以保证各单体电芯的膨胀变形均满足相应的预设膨胀变形要求。
可选地，如图3所示，上述步骤S140可以包括：
S141，判断电池模组的部分结构模型的膨胀变形数据是否满足第二预设膨胀变形要求。
若判断结果为是，则可确定上述初始预紧力和上述预设初始间隔均符合要求，进而执行下述步骤S142；若判断结果为否，则可确定上述初始预紧力和/或上述预设初始间隔不符合要求，进而可以对初始预紧力和/或预设初始间隔进行调整，直到对电池模型的部分结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足第二预设膨胀变形要求，即执行下述步骤S143。
本申请实施例中，第二预设膨胀变形要求包括对各单体电芯的膨胀变形量要求及膨胀力要求，具体数值可以是根据实际经验和设计标准设置的，或者，也可以是基于对单体电芯的初始结构参数进行膨胀力试验确定的，本申请实施例对此不做具体限定。
S142，将初始预紧力确定为紧固件的目标预紧力并将部分结构模型中相邻的单体电芯之间的间隔确定为目标间隔。
S143，调整初始预紧力和/或预设初始间隔，并基于第一预定参数、调整后的预紧力以及单体电芯的目标热膨胀系数对当前间隔对应的部分结构模型进行膨胀仿真，得到该部分结构模型的膨胀变形数据。
重复执行上述步骤S141至S143，直到对电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足第二预设膨胀变形要求。
需要说明的是，实际应用中，可以预先建立一个预设初始间隔对应的部分结构模型，然后对该部分结构模型进行膨胀仿真，得到该部分结构模型的膨胀变形数据，若该膨胀变形数据不满足第二预设膨胀变形要求，则根据得到的膨胀变形数据对紧固件的预紧力和/或相邻单体电芯之间的间隔进行调整，然后重复执行上述操作，直到调整后的部分结构模型的膨胀变形数据满足第二预设膨胀变形要求。或者，也可以预先建立多个不同间隔对应的部分结构模型，并分别对各个部分结构模型中的紧固件施加不同的预紧力，通过对各个部分结构模型进行膨胀仿真，得到各个部分结构模型的膨胀变形数据，然后从中选取出膨胀变形数据满足第二预设膨胀变形要求的部分结构模型，将该部分结构模型中紧固件对应的预紧力作为目标预紧力，并将该部分结构模型中相邻的单体电芯之间的间隔作为目标间隔。
当然，对于后一种方式，若有多个部分结构模型的膨胀变形数据均满足第二预设膨胀变形要求，则可从中选取膨胀变形数据与第二预设膨胀变形要求最接近的部分结构模型，将该部分结构模型中紧固件对应的预紧力作为目标预紧力，并将该部分结构模型中相邻的单体电芯之间的间隔作为目标间隔。
可以理解的是，在上述实施方式中，通过对仿真得到的电池模组的部分结构模型的膨胀变形数据进行对标并基于对标结果对紧固件的预紧力和相邻单体电芯之间的间隔进行调整，考虑了多个单体电芯并行排布时的膨胀变形叠加情况，可以在电池模组结构的开发初期，预先快速且准确确定多个单体电芯在合适的膨胀力及膨胀变形量下的最优间隔及紧固件的最优预紧力，避免多个单体电芯并行排布时的膨胀变形叠加对整个电池模组产生不良影响，从根本上提高电池模组的结构可靠性。并且，可以减少后期对各单体电芯及紧固件的相关参数的改动工作量，从而减小整个电池模组结构的开发工作量及开发周期。另外，由于单体电芯的膨胀变形量及膨胀力是影响电池模组的整体结构强度的关键因素，在进行对标时，将各个单体电芯的膨胀变形量及膨胀力作为对标依据，可以保证后续得到的电池模组的目标结构的结构强度能够较好地满足强度要求，进而进一步保证整个电池模组的性能及安全。
S150，基于紧固件的目标预紧力以及相邻的单体电芯之间的目标间隔，确定所述电池模组的目标结构。
在确定出紧固件的目标预紧力及相邻的单体电芯之间的目标间隔后，可依据此对电池模组进行结构设计，得到电池模组的目标结构。
为了保证电池模组的目标结构能够满足强度要求，以保证电池模组的工作性能及安全性，在可选的方案中，可辅助结构强度仿真分析的方式对电池模组进行结构设计。具体来说，如图3所示，上述步骤S150可以包括：
S151，基于相邻的单体电芯之间的目标间隔，构建电池模组的完整结构模型。
其中，电池模组的完整结构模型可以包括端板、侧板、缓冲层、紧固件以及多个并列排布的单体电芯，其中，相邻的单体电芯之间的间隔可通过缓冲材料层的厚度表示。例如，图5示出了一种电池模组的完整结构模型的示意图。
电池模组的完整结构模型可以是基于电池模组的初始结构参数预先建立的、用于指示电池模组的完整结构的有限元模型，该完整结构模型可用于仿真分析。
S152，基于紧固件的目标预紧力对电池模组的完整结构模型进行强度仿真，得到该完整结构模型的强度数据。
具体来说，可以对上述完整结构模型中的紧固件赋予上述目标预紧力，然后对上述完整结构模型的工作过程进行仿真分析，得到该完整结构模型的强度数据。
需要说明的是，对电池模组的完整结构模型的构建以及对该完整结构模型的强度仿真也可以通过现有的CAE仿真手段实现。
S153，基于完整结构模型的强度数据，确定电池模组的目标结构。
具体来说，在得到电池模组的完整结构模型的强度数据后，可通过对强度数据进行对标分析来确定电池模组的目标结构。
具体地，可以先判断电池模组的完整结构模型的强度数据是否满足预设结构强度要求，若判断结果为是，则可基于该完整结构模型确定电池模组的候选结构，例如将该完整结构模型指示的结构作为电池模组的候选结构，进行初步结构设计；接着，对电池模组的候选结构进行膨胀力试验，并在该候选结构通过膨胀力试验的情况下，将该候选结构确定为电池模组的目标结构。
进一步地，由于相邻单体电芯之间的间隔及紧固件的预紧力会影响整个电池模组的结构强度，基于此，在电池模组的完整结构模型的强度数据不满足预设结构强度要求或者所确定的候选结构未通过膨胀力试验的情况下，调整所述目标间隔和/或所述目标预紧力，直到对所构建的完整结构模型进行强度仿真得到的强度数据满足预设结构强度要求且基于所构建的完整结构模型确定的候选结构通过膨胀力试验。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
通过本申请实施例提供的电池模组的结构参数确定方法，首先通过对单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，并基于得到的膨胀变形数据确定单体电芯的目标热膨胀系数；然后基于单体电芯的目标热膨胀系数对电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，并基于得到的膨胀变形数据确定在合适的膨胀变形数据下，紧固件的目标预紧力和相邻的单体电芯之间的目标间隔，最后基于目标预紧力和目标间隔确定电池模组的目标结构。由此，本申请能够在电池模组结构的开发初期，通过仿真分析的方式确定能够满足强度及膨胀变形要求的目标结构，从而确保电池模组的设计精度和强度，保证电池模组的性能和安全性，同时可以减少试验次数，缩短电池模组结构的设计周期，降低设计成本。
请参考图6，图6为本申请的一个实施例提供的一种电池模组的结构参数确定装置的结构示意图。如图6所示，该装置600可以包括：
第一仿真模块610，用于基于第一预设参数和所述电池模组中单体电芯的预设初始热膨胀系数，对预先建立的所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，得到所述结构模型的膨胀变形数据，所述第一预设参数包括所述单体电芯的温升；
第一确定模块620，用于基于所述结构模型的膨胀变形数据，确定所述单体电芯的目标热膨胀系数；
第二仿真模块630，用于基于所述第一预设参数、第二预设参数和所述目标热膨胀系数，对预先建立的所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，得到所述部分结构模型的膨胀变形数据，所述部分结构模型包括所述电池模组中的紧固件、端板、缓冲材料以及按照预设初始间隔并列排布的多个所述单体电芯，所述第二预设参数包括所述紧固件的初始预紧力；
第二确定模块640，用于基于所述部分结构模型的膨胀变形数据，确定所述紧固件的目标预紧力以及相邻的所述单体电芯之间的目标间隔；
第三确定模块650，用于基于所述目标间隔和所述目标预紧力，确定所述电池模组的目标结构。
通过本申请实施例提供的电池模组的结构参数确定装置，首先通过对单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，并基于得到的膨胀变形数据确定单体电芯的目标热膨胀系数；然后基于单体电芯的目标热膨胀系数对电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，并基于得到的膨胀变形数据确定在合适的膨胀变形数据下，紧固件的目标预紧力和相邻的单体电芯之间的目标间隔，最后基于目标预紧力和目标间隔确定电池模组的目标结构。由此，本申请能够在电池模组结构的开发初期，通过仿真分析的方式确定能够满足强度及膨胀变形要求的目标结构，从而确保电池模组的设计精度和强度，保证电池模组的性能和安全性，同时可以减少试验次数，缩短电池模组结构的设计周期，降低设计成本。
可选地，所述第一确定模块包括：
第一判断子模块，用于判断所述单体电芯的结构模型的膨胀变形数据是否满足第一预设膨胀变形要求；
第一确定子模块，用于若判断结果为是，则将所述预设初始热膨胀系数确定为所述单体电芯的目标热膨胀系数；
第一调整子模块，用于若判断结果为否，则对所述预设初始热膨胀系数进行调整，直到对所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足所述第一预设膨胀变形要求，并将调整后的热膨胀系数确定为所述单体电芯的目标热膨胀系数。
可选地，所述第二确定模块包括：
第二判断子模块，用于判断所述部分结构模型的膨胀变形数据是否满足第二预设膨胀变形要求；
第二确定子模块，用于若判断结果为是，则将所述预设初始间隔确定为相邻的所述单体电芯之间目标间隔；
第二调整子模块，用于若判断结果为否，则调整所述初始预紧力和/或所述预设初始间隔，直到对所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足所述第二预设膨胀变形要求，以及将调整得到的预紧力确定为所述目标预紧力，并将所述调整得到的间隔作为所述目标间隔。
可选地，所述第三确定模块包括：
完整结构模型构建子模块，用于基于所述目标间隔，构建所述电池模组的完整结构模型；
强度仿真子模块，用于基于所述目标预紧力对所述完整结构模型进行强度仿真，得到所述完整结构模型的强度数据；
目标结构确定子模块，用于基于所述完整结构模型的强度数据，确定所述电池模组的目标结构。
可选地，所述目标结构确定子模块具体用于：
判断所述完整结构模型的强度数据是否满足预设结构强度要求；
在所述完整结构模型的强度数据满足所述预设结构强度要求的情况下，基于所述完整结构模型确定所述电池模组的候选结构；
对所述候选结构进行膨胀力试验；
在所述候选结构通过膨胀力试验的情况下，将所述候选结构确定为所述电池模组的目标结构。
可选地，所述目标结构确定子模块还具体用于：
在所述完整结构模型的强度数据不满足所述预设结构强度要求或者所述候选结构未通过膨胀力试验的情况下，调整所述目标间隔和/或所述目标预紧力，直到对所构建的完整结构模型进行强度仿真得到的强度数据满足所述预设结构强度要求且基于所构建的完整结构模型确定的候选结构通过膨胀力试验。
图7是本申请的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图7，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成电池模组的结构参数确定装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
基于第一预设参数和所述电池模组中单体电芯的预设初始热膨胀系数，对预先建立的所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，得到所述结构模型的膨胀变形数据，所述第一预设参数包括所述单体电芯的温升；
基于所述结构模型的膨胀变形数据，确定所述单体电芯的目标热膨胀系数；
基于所述第一预设参数、第二预设参数和所述目标热膨胀系数，对预先建立的所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，得到所述部分结构模型的膨胀变形数据，所述部分结构模型包括所述电池模组中的紧固件、端板、缓冲材料以及按照预设初始间隔并列排布的多个所述单体电芯，所述第二预设参数包括所述紧固件的初始预紧力；
基于所述部分结构模型的膨胀变形数据，确定所述紧固件的目标预紧力以及相邻的所述单体电芯之间的目标间隔；
基于所述目标间隔和所述目标预紧力，确定所述电池模组的目标结构。
上述如本申请图1所示实施例揭示的电池模组的结构参数确定装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，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。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
该电子设备还可执行图1的方法，并实现电池模组的结构参数确定装置在图1、图3所示实施例的功能，本申请实施例在此不再赘述。
当然，除了软件实现方式之外，本申请的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的便携式电子设备执行时，能够使该便携式电子设备执行图1所示实施例的方法，并具体用于执行以下操作：
基于第一预设参数和所述电池模组中单体电芯的预设初始热膨胀系数，对预先建立的所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，得到所述结构模型的膨胀变形数据，所述第一预设参数包括所述单体电芯的温升；
基于所述结构模型的膨胀变形数据，确定所述单体电芯的目标热膨胀系数；
基于所述第一预设参数、第二预设参数和所述目标热膨胀系数，对预先建立的所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，得到所述部分结构模型的膨胀变形数据，所述部分结构模型包括所述电池模组中的紧固件、端板、缓冲材料以及按照预设初始间隔并列排布的多个所述单体电芯，所述第二预设参数包括所述紧固件的初始预紧力；
基于所述部分结构模型的膨胀变形数据，确定所述紧固件的目标预紧力以及相邻的所述单体电芯之间的目标间隔；
基于所述目标间隔和所述目标预紧力，确定所述电池模组的目标结构。
总之，以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
Claims (10)
1.一种电池模组的结构参数确定方法，其特征在于，包括：
基于第一预设参数和所述电池模组中单体电芯的预设初始热膨胀系数，对预先建立的所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，得到所述结构模型的膨胀变形数据，所述第一预设参数包括所述单体电芯的温升；
基于所述结构模型的膨胀变形数据，确定所述单体电芯的目标热膨胀系数；
基于所述第一预设参数、第二预设参数和所述目标热膨胀系数，对预先建立的所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，得到所述部分结构模型的膨胀变形数据，所述部分结构模型包括所述电池模组中的紧固件、端板、缓冲材料以及按照预设初始间隔并列排布的多个所述单体电芯，所述第二预设参数包括所述紧固件的初始预紧力；
基于所述部分结构模型的膨胀变形数据，确定所述紧固件的目标预紧力以及相邻的所述单体电芯之间的目标间隔；
基于所述目标间隔和所述目标预紧力，确定所述电池模组的目标结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述结构模型的膨胀变形数据，确定所述单体电芯的目标热膨胀系数，包括：
判断所述单体电芯的结构模型的膨胀变形数据是否满足第一预设膨胀变形要求；
若判断结果为是，则将所述预设初始热膨胀系数确定为所述单体电芯的目标热膨胀系数；
若判断结果为否，则对所述预设初始热膨胀系数进行调整，直到对所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足所述第一预设膨胀变形要求，并将调整后的热膨胀系数确定为所述单体电芯的目标热膨胀系数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述部分结构模型的膨胀变形数据，确定所述紧固件的目标预紧力以及相邻的所述单体电芯之间的目标间隔，包括：
判断所述部分结构模型的膨胀变形数据是否满足第二预设膨胀变形要求；
若判断结果为是，则将所述预设初始间隔确定为相邻的所述单体电芯之间目标间隔；
若判断结果为否，则调整所述初始预紧力和/或所述预设初始间隔，直到对所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真得到的膨胀变形数据满足所述第二预设膨胀变形要求，以及将调整得到的预紧力确定为所述目标预紧力，并将所述调整得到的间隔作为所述目标间隔。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标间隔和所述目标预紧力，确定所述电池模组的目标结构，包括：
基于所述目标间隔，构建所述电池模组的完整结构模型；
基于所述目标预紧力对所述完整结构模型进行强度仿真，得到所述完整结构模型的强度数据；
基于所述完整结构模型的强度数据，确定所述电池模组的目标结构。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述完整结构模型的强度数据，确定所述电池模组的目标结构，包括：
判断所述完整结构模型的强度数据是否满足预设结构强度要求；
在所述完整结构模型的强度数据满足所述预设结构强度要求的情况下，基于所述完整结构模型确定所述电池模组的候选结构；
对所述候选结构进行膨胀力试验；
在所述候选结构通过膨胀力试验的情况下，将所述候选结构确定为所述电池模组的目标结构。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述完整结构模型的强度数据，确定所述电池模组的目标结构，还包括：
在所述完整结构模型的强度数据不满足所述预设结构强度要求或者所述候选结构未通过膨胀力试验的情况下，调整所述目标间隔和/或所述目标预紧力，直到对所构建的完整结构模型进行强度仿真得到的强度数据满足所述预设结构强度要求且基于所构建的完整结构模型确定的候选结构通过膨胀力试验。
7.一种电池模组的结构参数确定装置，其特征在于，包括：
第一仿真模块，用于基于第一预设参数和所述电池模组中单体电芯的预设初始热膨胀系数，对预先建立的所述单体电芯的结构模型进行膨胀仿真，得到所述结构模型的膨胀变形数据，所述第一预设参数包括所述单体电芯的温升；
第一确定模块，用于基于所述结构模型的膨胀变形数据，确定所述单体电芯的目标热膨胀系数；
第二仿真模块，用于基于所述第一预设参数、第二预设参数和所述目标热膨胀系数，对预先建立的所述电池模组的部分结构模型进行膨胀仿真，得到所述部分结构模型的膨胀变形数据，所述部分结构模型包括所述电池模组中的紧固件、端板、缓冲材料以及按照预设初始间隔并列排布的多个所述单体电芯，所述第二预设参数包括所述紧固件的初始预紧力；
第二确定模块，用于基于所述部分结构模型的膨胀变形数据，确定所述紧固件的目标预紧力以及相邻的所述单体电芯之间的目标间隔；
第三确定模块，用于基于所述目标间隔和所述目标预紧力，确定所述电池模组的目标结构。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块包括：
完整结构模型构建子模块，用于基于所述目标间隔，构建所述电池模组的完整结构模型；
强度仿真子模块，用于基于所述目标预紧力对所述完整结构模型进行强度仿真，得到所述完整结构模型的强度数据；
目标结构确定子模块，用于基于所述完整结构模型的强度数据，确定所述电池模组的目标结构。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器中存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，能够实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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