CN113051852B - 电芯结构件接触电阻的获取方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电芯结构件接触电阻的获取方法、装置、设备及存储介质,电芯结构件接触电阻的获取方法包括:采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正;通过修正后的所述电化学热模型仿真设定工况下的电化学产热;建立电热耦合模型并导入所述电化学产热;对所述电热耦合模型加载所述设定工况;调节不同焊接位置的接触电阻,以使每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配;当所述测试区域的仿真温度数据与实测温度数据相匹配时,获取结构件此时的接触电阻值。本发明提供的技术方案,以获取精准的接触电阻值,以便于对不同工况的电芯结构件的过流能力进行评估。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种电芯结构件接触电阻的获取方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着新能源混动汽车的不断发展,对于功率型电芯的需求也日益增多,功率型电芯对于倍率性能要求较高,在大倍率充放电条件下电芯温升较高,大型动力电池性能受温升及温度分布影响很大。
作为电芯的核心部件之一的结构件的过流能力评估在电芯设计之初是极为重要的,在特定的快充工况下,如果电芯结构件的温升较高,通过不同组件之间的热传导,电芯的内核(jellroll)的温度也随之升高,这势必会影响电芯的性能,同时增加电芯的安全隐患。对于复杂的快充工况结构件过流能力的评估无疑增加工程师的难度。
结构件的产热主要来源电流流经产生的焦耳热。结构件纯电阻数量级一般在10-6Ω,但是结构件在进行激光焊接及超声焊接时势必会引入接触电阻,采用电阻仪测量静态下结构件焊接后的电阻数量级一般10-4Ω,如果采用这个值作为产热的计算并不是准确的,接触电阻与接触压力、接触状态、表面粗超度等因素相关,在电芯充放电过程中当结构件接触部位两侧电压差达到一定阈值时,接触件膜层会击穿,之间的接触电阻会降低,然而这种接触电阻目前没有较好的方式来测量。
发明内容
本发明实施例提供了一种电芯结构件接触电阻的获取方法,以获取精准的接触电阻值,以便于对不同工况的电芯结构件的过流能力进行评估。
第一方面,本发明实施例提供了一种电芯结构件接触电阻的获取方法,包括:
采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正;
通过修正后的所述电化学热模型仿真设定工况下的电化学产热;
建立电热耦合模型并导入所述电化学产热;对所述电热耦合模型加载所述设定工况;
调节不同焊接位置的接触电阻,以使每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配;当所述测试区域的仿真温度数据与实测温度数据相匹配时,获取结构件此时的接触电阻值。
第二方面,本发明实施例还提供了一种电芯结构件接触电阻的获取装置,包括:
模块标定单元,用于采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正;
电化学仿真单元,用于通过修正后的所述电化学热模型仿真设定工况下的电化学产热;
电热耦合仿真单元,用于建立电热耦合模型并导入所述电化学产热;对所述电热耦合模型加载所述设定工况;
接触电阻调制单元,用于调节不同焊接位置的接触电阻,以使每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配;当所述测试区域的仿真温度数据与实测温度数据相匹配时,获取结构件此时的接触电阻值。
第三方面,本发明实施例还提供了一种电芯结构件接触电阻的获取设备,包括:
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序,
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例提供的电芯结构件接触电阻的获取方法。
第四方面,本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行本发明任意实施例提供的电芯结构件接触电阻的获取方法。
本发明中,通过将电化学热模型与电热耦合模型结合进行电芯结构件接触电阻的获取,其中,电化学热模型能够对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正,使得充放电压仿真曲线更贴近实际测量值,并使得温度仿真曲线更贴近实际测量值,从而实现对电化学热模型的各项参数进行修正,并可通过修正后的电化学热模型获取电芯在设定工况下的电化学产热,电热耦合模型可导入上述电化学产热作为热源,并对电热耦合模型加载设定工况,在该设定工况中,可调节不同焊接位置的接触电阻,使得每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配,从而获取了实际充放电过程中焊接位置的接触电阻,可以作为其他工况下电化学热模型的输入,进而可以仿真不同快充工况下的电芯不同位置温升,加快结构件性能评估,缩短电芯结构件开模及电芯产品的开发周期。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种电芯结构件接触电阻的获取方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的一种电芯的几何结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种电芯的俯视结构示意图;
图4是本发明实施例提供的另一种电芯结构件接触电阻的获取方法的流程示意图;
图5是本发明实施例提供的一种P2D模型示意图;
图6是本发明实施例提供的一种耦合关系示意图;
图7是本发明实施例提供的不同倍率仿真电压曲线与实测电压对比图;
图8是本发明实施例提供的一种不同倍率壳体大面中心仿真温度曲线与实测温度变化对比图;
图9是本发明实施例提供的一种电芯结构件接触电阻的获取装置结构示意图;
图10是本发明实施例提供的一种电芯结构件接触电阻的获取设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
现有技术中,常常测量静态下电芯结构件的整体电阻,例如,采用电阻仪测量结构件的整体及不同部位的电阻,并将上述测量电阻作为电芯结构件的电阻测量值。首先,电芯结构件静态下测量的整体电阻并不能反映电芯工作状态下电芯结构件真实的电阻;其次,电阻仪测量的整体值有可能已经超过了电芯的DCR(内阻),并不能有效的量化结构件电阻在电芯整体DCR中的占比;此外,对于产品项目较多的公司,如果每个项目都要测量,无疑会增加研发成本,在测试资源有限的情况下,也会延缓产品研发的进度。为解决上述问题,发明人创造性的搭建了电化学热模型和电热耦合模型,通过仿真与实测相结合方式获取电芯设计实际充放电过程中结构件焊接位置处的接触电阻,通过仿真的方法获取电芯充放电过程中的接触电阻值。
本发明实施例提供了一种电芯结构件的电芯结构件接触电阻的获取方法,图1是本发明实施例提供的一种电芯结构件接触电阻的获取方法的流程示意图,如图1所示,本实施例的电芯结构件接触电阻的获取方法包括如下步骤:
S110、采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正。
倍率用来表示电池充放电能力倍率。1C表示电池一小时完全放电时电流强度。如标称为2200mA·h的18650电池在1C强度下放电1小时放电完成,此时该放电电流为2200mA。充放电倍率=充放电电流/额定容量;例如:额定容量为100A·h的电池用20A放电时,其放电倍率为0.2C。电池放电倍率,1C,2C,0.2C是电池放电速率:表示放电快慢的一种量度。可选的,本实施例中倍率的取值范围可以为0.1C~5C,以从不同工况对电化学热模型进行标定。本实施例可以选取其中的几个倍率,例如,0.33C,0.5C,1C,2C等几个倍率对充放电仿真曲线和温度仿真曲线进行修正,并通过其他倍率对充放电仿真曲线和温度仿真曲线进行验证。
电热模型是获取接触电阻的主要模型,需要考虑极组在充放电条件下电化学产热(产热功率W/m^3),所以本实施例搭建电化学热模型的目的是为了获取电芯在特定倍率下或特定工况下电池电化学产热功率,由于电池实际充放电过程电池是存在对流换热的,很难直接算出电池的电化学产热,因此根据不同倍率充放电电压实测数据,对电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线进行修正,使其无限逼近于实测数据或与实测数据相等,并根据不同倍率的温度实测数据,对电化学热模型对不同倍率的温度仿真曲线进行修正,使其无限逼近于实测数据或与实测数据相等。
也即,本实施例根据不同倍率的充放电电压实测数据,不同位置温度变化实测数据标定电化学热模型,使实测与仿真能够吻合较好,进而通过电化学热模型获取特定倍率下电化学产热功率。
S120、通过修正后的电化学热模型仿真设定工况下的电化学产热。
经过上述修正后的电化学热模型可对设定工况进行仿真,从而获取设定工况下的接近实测的电化学产热,上述设定工况可以为0.25C或0.35C等充放电压仿真曲线和温度仿真曲线修正过程中未仿真的倍率值,或者,上述设定工况还可以为阶梯充电的工况或电流时刻变化的复杂工况。
S130、建立电热耦合模型并导入电化学产热;对电热耦合模型加载设定工况。
S140、调节不同焊接位置的接触电阻,以使每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配;当测试区域的仿真温度数据与实测温度数据相匹配时,获取结构件此时的接触电阻值。
将上述较为精准的电化学产热作为电热耦合模型的输入,也即,电热耦合模型的热源来自电化学热模型计算的产热功率。并控制电热耦合模型对产生上述电化学产热的电化学热模型的设定工况进行仿真,在电热耦合模型加载设定工况时,调节(这里调节不限于手动调节以及通过优化接口或程序化参数寻优)焊接位置处接触电阻,使得不同测试区域仿真温度数据与实测温度数据有良好的匹配,即可获取实际充放电过程中焊接位置的接触电阻值,可以作为其他工况下电化学热模型的输入。通过获取接触电阻值,可以进一步仿真预测在不同快充工况下结构件的温度分布,评估结构件的过流能力。
本发明实施例中,通过将电化学热模型与电热耦合模型结合进行电芯结构件接触电阻的获取,其中,电化学热模型能够对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正,使得充放电压仿真曲线更贴近实际测量值,并使得温度仿真曲线更贴近实际测量值,从而实现对电化学热模型的各项参数进行修正,并可通过修正后的电化学热模型获取电芯在设定工况下的电化学产热,电热耦合模型可导入上述电化学产热作为热源,并对电热耦合模型加载设定工况,在该设定工况中,可调节不同焊接位置的接触电阻,使得每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配,从而获取了实际充放电过程中焊接位置的接触电阻,可以作为其他工况下电化学热模型的输入,进而可以仿真不同快充工况下的电芯不同位置温升,加快结构件性能评估,缩短电芯结构件开模及电芯产品的开发周期。
以上是本发明的核心思想,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图2和图3所示,图2是本发明实施例提供的一种电芯的几何结构示意图,图3是本发明实施例提供的一种电芯的俯视结构示意图,如图2所示,电芯包括壳体14、极组(图2中未示出)和结构件,结构件包括正极极柱11、负极极柱12、正极连接件15、正极极耳18、负极连接片16和负极极耳17。极组由N个极片单元叠加而成,一个极片单元由正极集流体、正极、隔膜、负极和负极集流体构成。需要注意的是,连接件需要分别与盖板和极耳焊接,可选的,焊接位置可以包括激光焊接位置及超声焊接位置;激光焊接位置为连接片和盖板之间的焊接;超声焊接位置为极耳与连接片之间的焊接。本实施例中因为极耳较薄,避免对极耳造成损坏可通过超声焊的方式焊接极耳与连接片,而盖板较厚,可直接采用激光焊的方式焊接连接片和盖板。
电化学热模型修正需要不同倍率充放电条件下电压变化及不同位置温度变化实测数据,可选的,本实施例中进行温度测试的测试区域可以包括:正极极柱11、负极极柱12、壳体大面中心141和双极组中心13,本实施例选取电芯结构件的上述几个具有代表性的位置作为测试区域。可选的,测试区域的温度实测数据可以由电芯结构件上分布的温度传感器获取。温度传感器可以设置于电芯内部及外部位置,以获取电芯不同位置的温度变化。
可选的,在采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正之前,还可以包括:获取模型参数;模型参数包括设计参数、电芯几何参数和热参数;电芯几何参数包括壳体的几何参数、极组的几何参数和结构件的几何参数;热参数包括导热系数、比热容和密度。
可选的,极组可以包括多个极片单元;每个极片单元可以包括各层材料;各层材料
包括依次设置的正极集流体、正极、隔膜、负极和负极集流体;比热容根据=/获取;其中为各层材料的密度;为各层材料的比热容;为各层
材料的厚度;所述导热系数包括法向导热系数和展向导热系数;
其中参数包括设计参数、电芯几何参数(可以包括壳体的几何参数,极组的几何参
数和结构件的几何参数),热参数(可以包括导热系数、比热容、密度)。极组由N个极片单元
叠加而成,一个极片单元由正极集流体、正极、隔膜、负极和负极集流体各层材料构成,正极
集流体可以由铝箔构成,负极集流体可以由铜箔构成。则极组属于包括上述5种材料的复合
材料,采用公式=/计算比热容。其中、、分别为各层材料的密度、
比热容、厚度,也即,i代表不同的材料,若上述各层材料包括5层材料,i的取值范围可以为1
~5。导热系数采用等效热阻串并联的计算方法:,。式中,分
别为法向导热系数和展向导热系数。
在上述实施例的基础上,电化学热模型可以包括相互耦合的锂电池场和第一传热场,电热耦合模型可以包括相互耦合的电场和第二传热场,本发明实施例还提供了一种电芯结构件接触电阻的获取方法,图4是本发明实施例提供的另一种电芯结构件接触电阻的获取方法的流程示意图,如图4所示,本实施例的电芯结构件接触电阻的获取方法包括如下步骤:
S210、获取模型参数。
S220、将设计参数转换为模型参数,建立一维的锂电池场和三维的第一传热场。
示例性的,可以采用COMSOL Multiphisics 仿真软件内置的锂电池接口,本实施例中,电化学热模型可以包括锂电池场和第一传热场,将设计参数转化为模型需要的参数,锂电池场建立传统的P2D(伪二维)模型,也即,一维模型,第一传热场采用三维。
P2D模型又称伪二维模型,是Newman 和Doyle共同设计用于锂电池仿真的模型。P2D模型的建立可以包含锂离子电池的基本组成。如图5所示,图5是本发明实施例提供的一种P2D模型示意图,包括电极(正负极),隔膜,电解液和集流体,实际是一个一维模型模型,因为考虑了两个维度:极片厚度方向维度和球形颗粒的维度,因此被称为伪二维模型。
由于P2D模型早已被广泛应用于锂电池仿真,关于原理的介绍基本一致,本实施例对 P2D原理不再进行赘述,电化学热模型主要目的是获取电化学产热功率。
S230、设置锂电池场的第一边界条件;第一边界条件包括初始容量、初始电压、初始电流密度、充放电倍率和截止电压;设置第一传热场的第二边界条件;第二边界条件包含对流换热系数,热源和导热系数参数。
电化学热模型分为两部分:锂电池物理场采用一维,模型考虑单个极片单元电极
的厚度方向,因此用不同线段来表示不同的组分。锂电池场需要设置的第一边界条件包括
初始电流密度A/m^2,初始电压单位V,初始容量单位C,充放电倍率和截止电压。
第一传热场为传热物理场,采用三维,需要设置第二边界条件:极组的导热系数
(各相异性),对流换热系数h,,为换热量,,T为电池温度,
产热源Qh为电化学产热源,来源于一维锂电池物理场。他们的耦合关系如附图6所示,图6是
本发明实施例提供的一种耦合关系示意图,电化学产热作用到电芯使电芯具有温度分布,
同时电池温度变化又会影响电池的性能,锂电池场和第一传热场为双向耦合的方式。
电芯在倍率充电条件下的温升与电芯的产热及换热相关,为确保后续模型搭建的准确性,需提前确定电芯在测试条件下与空气的对流换热系数。电池在完成充电测试之后,可进行一定时间的静置,并在静置过程中监测不同位置的温度变化。此时电芯已经没有产热只有换热,并且满足热平衡公式:
对公式进行变形
两边同时积分
最终公式变为
S240、根据实测充放电电压对电化学热模型进行标定,使得充放电电压实测曲线与充放电电压仿真曲线匹配;根据实测温度对电化学热模型进行标定,使得温度实测曲线与温度仿真匹配。
上述步骤S220~S240为采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正的具体过程。
根据实测数据进行电化学热模型标定,其中包含电压曲线的标定及温度变化的标定,部分实测与仿真数据对比如图7及图8,图7是本发明实施例提供的不同倍率仿真电压曲线与实测电压对比图,图8是本发明实施例提供的一种不同倍率壳体大面中心仿真温度曲线与实测温度变化对比图。在图7和图8中,通过曲线表示仿真数据,圆圈表示实测数据,并分别在0.33C,0.5C,1C,2C的工况下进行工况的仿真和修正。当仿真电压曲线无限接近于实测电压,仿真温度曲线无限接近于实测温度,说明电化学热模型精度达到预期,待电化学热模型精度达到预期,通过后处理功能导出特定倍率下电芯电化学热源作为电热耦合模型的热源的输入。
S250、通过修正后的电化学热模型仿真设定工况下的电化学产热。
S260、根据设计参数建立电场和第二传热场。
S270、添加焊接位置的焊印信息。
焊印信息包括焊印形状、有效面积、焊印位置、焊印个数和焊印熔深。
电热耦合模型可以包括电场和第二传热场,电热耦合模型采用COMSOLMultiphisics中电场及传热模块,电热耦合模型采用电芯真实结构全耦合方式,采用软件多物理场耦合接口实现。
添加激光焊(连接片和盖板焊接)及超声焊(极耳与连接片焊接)焊印,其中焊印信息包含但不限于焊印形状及有效面积、焊印位置、焊印个数、焊印熔深等。
S280、设置热源;热源包括电化学产热和结构件热源;电化学产热通过插值函数导
入;结构件热源,E为电流密度;其中,在电流流经结构件的不同位
置时电流密度不同,以使结构件热源为仿真实际工况的分布式热源。
热源设置:1)极组(jellroll)产热来源于修正好的电化学热模型,电化学产热通
过插值函数导入电热耦合模型;2)结构件产热通过电热耦合模型计算得到,结构件热源,E为电流密度,电场通过施加电流后,流经各个部分,电热耦合模
型是根据电流和热的耦合得到。需要注意的是,结构件热源为无限接近于实际工况的分布
式热源,电流流经结构件的不同位置时电流密度不同。
S290、设置电场的第三边界条件,对每个焊接位置添加接触阻抗;第三边界条件包括初始电流和电接地;设置第二传热场的第四边界条件;第四边界条件包括对流换热系数,热源和导热系数参数。
首先对电场进行第三边界条件的设置:初始电流的设置,以及电接地设置,电场作用区域为结构件电流流经的区域,这里的电流设置特定倍率下的电流;之后,在电场中采用COMSOL Multiphisics软件预置的接口对每个焊接区域添加接触阻抗。此时接触阻抗为人工设置的初始值。
对第二传热场进行第四边界条件的设置,第二传热场需要设置的第四边界条件同电化学热模型一致,这里的热源来自电化学热模型计算的产热功率。传热模块作用区域为所有区域,电化学产热热源采用插值函数的方式手动导入,并可以采用COMSOLMultiphisics软件的规则进行调用。可选的,第二传热场可以包括:极组与结构件的热传导;盖板、壳体与空气的对流换热;极组与壳体的热传导;设定工况的电化学产热。
上述步骤S260~S290为建立电热耦合模型并导入电化学产热;对电热耦合模型加载设定工况的具体过程。
S300、调节不同焊接位置的接触电阻,以使每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配;当测试区域的仿真温度数据与实测温度数据相匹配时,获取结构件此时的接触电阻值。
调节不同焊接处的接触电阻值,使仿真与实测不同位置匹配良好,此时认为接触电阻值为真实的接触电阻值。
图9是本发明实施例提供的一种电芯结构件接触电阻的获取装置结构示意图。本实施例提供的电芯结构件接触电阻的获取装置适用于接触电阻的获取情形,尤其适用于电芯结构件的接触电阻的获取的情形。
如图9所示,电芯结构件接触电阻的获取装置包括:
模块标定单元310,用于采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正;
电化学仿真单元320,用于通过修正后的电化学热模型仿真设定工况下的电化学产热;
电热耦合仿真单元330,用于建立电热耦合模型并导入电化学产热;对电热耦合模型加载设定工况;
接触电阻调制单元340,用于调节不同焊接位置的接触电阻,以使每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配;当测试区域的仿真温度数据与实测温度数据相匹配时,获取结构件此时的接触电阻值。
本公开实施例所提供的接触电阻的获取装置,可执行本公开任意实施例所提供的电芯结构件接触电阻的获取方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
值得注意的是,上述装置所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本公开实施例的保护范围。
图10是本发明实施例提供的一种电芯结构件接触电阻的获取设备结构示意图,图10示出了终端设备或服务器的内部部件结构图,而本实施例中终端设备为适用于实现本公开实施例的电芯结构件接触电阻的获取设备600。本公开实施例中的终端设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图10示出的设备仅仅是一个示例,不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图10所示,电芯结构件接触电阻的获取设备600可以包括处理装置601(例如中央处理器、图形处理器等),其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory,ROM)602中的程序或者从存储装置608加载到随机访问存储器(Random Access Memory,RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM603中,还存储有电芯结构件接触电阻的获取设备600操作所需的各种程序和数据。处理装置601、ROM602以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
通常,以下装置可以连接至I/O接口605:包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置606;包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置607;包括例如磁带、硬盘等的存储装置608;以及通信装置609。通信装置609可以允许电芯结构件接触电阻的获取设备600与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图10示出了具有各种装置的电芯结构件接触电阻的获取设备600,但是应理解的是,并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地,根据本公开的实施例,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本公开的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信装置609从网络上被下载和安装,或者从存储装置608被安装,或者从ROM602被安装。在该计算机程序被处理装置601执行时,执行本公开实施例的视频数据的生成方法中限定的上述功能。
本公开实施例提供的设备与上述实施例提供的电芯结构件接触电阻的获取方法属于同一公开构思,未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例,并且本实施例与上述实施例具有相同的有益效果。
本公开实施例提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述实施例所提供的电芯结构件接触电阻的获取方法。
需要说明的是,本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM)或闪存(FLASH)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中,计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:电线、光缆、RF(射频)等等,或者上述的任意合适的组合。
在一些实施方式中,客户端、服务器可以利用诸如HTTP(Hyper Text TransferProtocol,超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信,并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如,通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”),广域网(“WAN”),网际网(例如,互联网)以及端对端网络(例如,ad hoc端对端网络),以及任何当前已知或未来研发的网络。
上述计算机可读介质可以是上述设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被该设备执行时,使得该设备:
采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正;
通过修正后的所述电化学热模型仿真设定工况下的电化学产热;
建立电热耦合模型并导入所述电化学产热;对所述电热耦合模型加载所述设定工况;
调节不同焊接位置的接触电阻,以使每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配;当所述测试区域的仿真温度数据与实测温度数据相匹配时,获取结构件此时的接触电阻值。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码,上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。其中,单元、模块的名称在某种情况下并不构成对该单元、模块本身的限定,例如,数据生成模块还可以被描述为“视频数据生成模块”。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如,非限制性地,可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括:现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array,FPGA)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,ASIC)、专用标准产品(Application Specific Standard Parts ,ASSP)、片上系统(System on Chip,SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
在本公开的上下文中,机器可读介质可以是有形的介质,其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备,或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (6)
1.一种电芯结构件接触电阻的获取方法,其特征在于,包括:
采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正;
通过修正后的所述电化学热模型仿真设定工况下的电化学产热;
建立电热耦合模型并导入所述电化学产热;对所述电热耦合模型加载所述设定工况;
调节不同焊接位置的接触电阻,以使每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配;当所述测试区域的仿真温度数据与实测温度数据相匹配时,获取结构件此时的接触电阻值;
其中,在采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正之前,还包括:
获取模型参数;所述模型参数包括设计参数、电芯几何参数和热参数;
所述电芯几何参数包括壳体的几何参数、极组的几何参数和结构件的几何参数;所述热参数包括导热系数、比热容和密度;
极组包括多个极片单元;每个极片单元包括各层材料;所述各层材料包括依次设置的正极集流体、正极、隔膜、负极和负极集流体;
所述电化学热模型包括相互耦合的锂电池场和第一传热场;
采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正,包括:
根据所述设计参数建立一维的锂电池场和三维的第一传热场;
设置所述锂电池场的第一边界条件;所述第一边界条件包括初始容量、初始电压、初始电流密度、充放电倍率和截止电压;设置所述第一传热场的第二边界条件;所述第二边界条件包含对流换热系数,热源和导热系数参数;
根据实测充放电电压对所述电化学热模型进行标定,使得充放电电压实测曲线与充放电电压仿真曲线匹配;根据实测温度对所述电化学热模型进行标定,使得温度实测曲线与温度仿真匹配;
所述电热耦合模型包括相互耦合的电场和第二传热场;
建立电热耦合模型并导入所述电化学产热;对所述电热耦合模型加载所述设定工况,包括:
根据所述设计参数建立所述电场和所述第二传热场;
添加所述焊接位置的焊印信息;所述焊印信息包括焊印形状、有效面积、焊印位置、焊印个数和焊印熔深;
设置热源;所述热源包括所述电化学产热和结构件热源;所述电化学产热通过插值函
数导入;所述结构件热源,E为电流密度;其中,在电流流经所述结构件的
不同位置时所述电流密度不同,以使所述结构件热源为仿真实际工况的分布式热源;
设置所述电场的第三边界条件,对每个焊接位置添加接触阻抗;所述第三边界条件包括初始电流和电接地;设置所述第二传热场的第四边界条件;所述第四边界条件包括对流换热系数,热源和导热系数参数;
所述焊接位置包括激光焊接位置及超声焊接位置;
所述激光焊接位置为连接片和盖板之间的焊接;所述超声焊接位置为极耳与连接片之间的焊接。
2.根据权利要求1所述的电芯结构件接触电阻的获取方法,其特征在于, 所述测试区域包括:正极极柱、负极极柱、壳体大面中心和双极组中心。
3.根据权利要求1所述的电芯结构件接触电阻的获取方法,其特征在于,第二传热场包括:所述极组与所述结构件的热传导;盖板、壳体与空气的对流换热;所述极组与所述壳体的热传导;所述设定工况的电化学产热。
4.一种电芯结构件接触电阻的获取装置,其特征在于,适用于上述权利要求1-3任一项所述的电芯结构件接触电阻的获取方法,包括:
模块标定单元,用于采用电化学热模型对不同倍率的充放电压仿真曲线和温度仿真曲线进行修正;
电化学仿真单元,用于通过修正后的所述电化学热模型仿真设定工况下的电化学产热;
电热耦合仿真单元,用于建立电热耦合模型并导入所述电化学产热;对所述电热耦合模型加载所述设定工况;
接触电阻调制单元,用于调节不同焊接位置的接触电阻,以使每个测试区域的仿真温度数据与实测温度数据匹配;当所述测试区域的仿真温度数据与实测温度数据相匹配时,获取结构件此时的接触电阻值。
5.一种电芯结构件接触电阻的获取设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序,
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-3中任一所述的电芯结构件接触电阻的获取方法。
6.一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-3中任一所述的电芯结构件接触电阻的获取方法。
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