CN113486285A - 电池模组膨胀力的预估方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种电池模组膨胀力的预估方法及装置，该方法包括：以预设采样频率获取预设时间段内电池模组循环充放电过程中电池模组的端板表面各采集点的膨胀力，并根据各采集点的膨胀力得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线；根据变化曲线以及预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数；根据单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数，以根据预估函数对电池模组的膨胀力进行预估。本发明实施例能够快速准确地预估电池模组的膨胀力。
Description
技术领域
本发明涉及电芯技术领域，尤其涉及一种电池模组膨胀力的预估方法及装置。
背景技术
随着电池储能技术的发展，电池模组在新能源以及智能电网等领域的应用越来越广泛。电池模组由多个单电芯组成，在单电芯的循环充放电过程中，单电芯会呈现体积膨胀趋势而使电池模组的端板受到一定的膨胀力，对电池模组的安全造成隐患。
为进一步优化对电池模组的生产设计，避免安全隐患，需要对电池模组在其生命周期内的膨胀力进行测试或预估。现有技术中，通常通过对电池模组进行测试以获得电池模组在其生命周期内的膨胀力的变化。
然而，现有的对电池模组在其生命周期内的膨胀力的测试过程较长，会花费较多时间。
发明内容
本发明实施例提供一种电池模组膨胀力的预估方法及装置，以解决现有方法中对电池模组在其生命周期内的膨胀力的测试过程较长，会花费较多时间的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种电池模组膨胀力的预估方法，所述方法包括：
以预设采样频率获取预设时间段内电池模组循环充放电过程中电池模组的端板表面各采集点的膨胀力，并根据所述各采集点的膨胀力得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线；
根据所述变化曲线以及预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数；
根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数，以根据预估函数对电池模组的膨胀力进行预估。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述各采集点的膨胀力得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线，包括：
对不同时间点各采集点的膨胀力进行计算得到各时间点下电池模组的膨胀力；
对各时间点电池模组的膨胀力进行去噪处理，得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述变化曲线以及预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，包括：
根据所述变化曲线计算得到电池模组各次充放电过程中电池模组的膨胀力的峰值与谷值之间的第一差值；
根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线，计算得到单电芯各次充放电过程中单电芯的膨胀力的峰值与谷值之间的第二差值；
根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，包括：
选取各第一预设充放电次数对应的第一差值，对多个第一差值进行平均值计算，得到第一平均值；
选取各第一预设充放电次数对应的第二差值，对多个第二差值进行平均值计算，得到第二平均值；
对所述第一平均值与第二平均值进行比值计算，确定膨胀力累加系数。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，包括：
根据单电芯标准工况膨胀力测试曲线，建立对应的第一函数；
根据单电芯老化工况膨胀力测试曲线，建立对应的第二函数；
对第二函数与第一函数进行比值计算，得到温度归一化函数。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，包括：
根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线，选取各第二预设充放电次数对应的单电芯的膨胀力的峰值，并对多个单电芯的膨胀力的峰值进行平均值计算，得到第三平均值；
根据所述单电芯膨胀力测试曲线，选取各第二预设充放电次数对应的单电芯的膨胀力的峰值，并对多个单电芯的膨胀力的峰值进行平均值计算，得到第四平均值；
对所述第四平均值与第三平均值进行比值计算，确定装置差异系数。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数，以根据预估函数对电池模组的膨胀力进行预估，包括：
确定电池模组的预估条件；
根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数；
根据所述电池模组的预估条件，对预估函数进行求解，以预估所述电池模组在所述电池模组的预估条件下的膨胀力。
第二方面，本发明实施例提供一种电池模组膨胀力的预估装置，包括：底板、第一支架、第二支架、多个螺杆、多个背母、多个压力传感器以及控制器；
其中，所述第一支架与第二支架设置于所述底板的上表面，用于支撑电池模组；所述第一支架与第二支架通过电池模组的两个端板与电池模组相连接，且所述第一支架与第二支架通过多个螺杆以及多个背母与所述电池模组的两个端板相连接；
所述多个压力传感器设置于电池模组的任一端板与所述电池模组之间，用于采集电池模组的端板表面各采集点的膨胀力；
所述控制器与所述多个压力传感器通信连接，用于接收所述各压力传感器采集到的所述各采集点的膨胀力；
所述控制器还用于根据第一方面任一项所述的电池模组膨胀力的预估方法对所述各采集点的膨胀力进行处理，并输出电池模组的膨胀力。
在一种可能的实施方式中，所述压力传感器为分散式分布。
在一种可能的实施方式中，所述底板、第一支架与第二支架为一体式结构。
本发明实施例提供的电池模组膨胀力的预估方法及装置，通过获取预设时间段内电池模组循环充放电过程中电池模组的端板表面各采集点的膨胀力，并根据各采集点的膨胀力得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线，根据变化曲线以及预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，进而根据上述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数，以根据预估函数对电池模组的膨胀力进行预估，能够快速准确地预估电池模组的膨胀力。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种应用场景示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电池模组膨胀力的预估方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种电池模组膨胀力的预估方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电池模组膨胀力的预估装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种压力传感器的分布位置的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例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作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。
电池模组在新能源以及智能电网等领域应用广泛。电池模组由多个单电芯并联或串联组成，在单电芯的生命周期内，随着单电芯循环充放电次数的增加，单电芯的极片厚度会随着锂离子嵌入次数的增加而变厚，导致单电芯的体积膨胀，进而导致电池模组的端板受到一定的膨胀力，对电池模组的安全造成一定的隐患。
为避免安全隐患，进一步优化对电池模组的生产设计，例如选择合适的预紧力、各单电芯之间的间距，需要对电池模组在其生命周期内的膨胀力进行测试或预估。
在现有方法中，通常通过对电池模组进行测试以获得电池模组在其生命周期内的膨胀力变化。然而，现有的对电池模组在其生命周期内的膨胀力的测试过程较长，会花费较多时间。
为了解决上述问题，本发明实施例根据电池模组生命周期中的前阶段的膨胀力对后阶段的膨胀力进行预估，通过以预设采样频率获取预设时间段内电池模组循环充放电过程中电池模组的端板表面各采集点的膨胀力，进而得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线，根据变化曲线以及预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，并根据上述测试曲线、函数以及系数构建预估函数，根据预估函数对电池模组的膨胀力进行预估，能够快速准确地预估电池模组的膨胀力。
图1为本发明实施例提供的一种应用场景示意图。如图1所示，电池模组膨胀力的预估装置采集电池模组的端板表面各采集点的膨胀力，并对上述各采集点的膨胀力进行计算处理，最终输出预估的电池模组的膨胀力。
图2为本发明实施例提供的一种电池模组膨胀力的预估方法的流程示意图。本发明实施例中方法的执行主体可以为电池模组膨胀力的预估装置。如图2所示，本实施例中的方法，可以包括：
步骤201、以预设采样频率获取预设时间段内电池模组循环充放电过程中电池模组的端板表面各采集点的膨胀力，并根据所述各采集点的膨胀力得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线。
本实施例中，上述对电池模组的端板表面各采集点的膨胀力的采集在标准工况下进行，标准工况为环境温度为标准环境温度，电流倍率为标准电流倍率的工况，其中，标准环境温度为25℃，标准电流倍率为0.8C。预设采样频率对应的采样时间小于电池模组完成一次充放电所需的时长，预设时间段的时长大于电池模组完成一次充放电所需要的时长。
具体的，可对同一时间下各采集点的膨胀力做平均值计算，并根据上述平均值与电池模组的端板表面积计算得到电池模组的膨胀力，进而得到预设时间段内电池模组的膨胀力的离散数据，并对上述离散数据进行拟合，最终得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线。
步骤202、根据所述变化曲线以及预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数。
本实施例中，预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线与单电芯老化工况膨胀力测试曲线可以从电芯生产厂家获取，也可以通过预先进行单电芯标准工况膨胀力测试与单电芯老化工况膨胀力测试获取。单电芯膨胀力测试曲线可以通过预先进行单电芯膨胀力测试获取。
具体来说，单电芯标准工况膨胀力测试为单电芯在标准工况下进行的测试，标准工况为环境温度为标准环境温度，电流倍率为标准电流倍率的工况。单电芯老化工况膨胀力测试为单电芯在加速老化工况下进行的测试，上述加速老化工况可以为高温工况等，高温工况为电流倍率为标准电流倍率，环境温度为变值的工况，其中，环境温度的变化范围可以为标准环境温度到预设高温温度。单电芯膨胀力测试为单电芯在标准工况下进行的测试。
需要进行说明的是，在非高电流倍率工况下，影响电池模组在其生命周期内的膨胀力的主要因素为环境温度，因此本实施例中以高温工况为加速老化工况。
此外，本实施例中进行测试的电池模组由多个单电芯构成，该单电芯的型号与单电芯标准工况膨胀力测试、单电芯老化工况膨胀力测试中进行测试的单电芯的型号相同或相近，与单电芯膨胀力测试中进行测试的单电芯的型号相同。
相应的，单电芯标准工况膨胀力测试以及单电芯老化工况膨胀力测试所使用的测试装置相同，并与本实施例中的电池模组膨胀力的预估装置不同，上述测试装置更适合进行对单电芯的测试，可以更准确地控制测试条件，以得到更准确的测试曲线。单电芯膨胀力测试所使用的测试装置为本实施例中的电池模组膨胀力的预估装置。
进一步的，若从电芯生产厂家获取到的为单电芯标准工况膨胀力测试离散数据与单电芯老化工况膨胀力测试离散数据，则分别对上述离散数据进行去噪处理，并对去噪处理后的离散数据进行曲线拟合，以得到单电芯标准工况膨胀力测试曲线与单电芯老化工况膨胀力测试曲线。
步骤203、根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数，以根据预估函数对电池模组的膨胀力进行预估。
本实施例中，在单电芯标准工况膨胀力测试曲线的基础上，根据膨胀力累加系数可得到单电芯与电池模组之间的膨胀力的累加关系，根据温度归一化函数可以得到不同环境温度对电池模组的膨胀力的影响，根据装置差异系数可以得到测试装置与本实施例中电池模组膨胀力的预估装置之间的差异，也就是说，根据单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数，进而可以根据预估函数，对标准电流倍率下电池模组的膨胀力进行预估。
本实施例提供的电池模组膨胀力的预估方法，通过获取预设时间段内电池模组循环充放电过程中电池模组的端板表面各采集点的膨胀力，进而得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线，根据变化曲线以及预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，并根据上述测试曲线、函数以及系数构建预估函数，根据预估函数对电池模组的膨胀力进行预估，能够快速准确地预估电池模组的膨胀力。
为更准确预估电池模组的膨胀力，本发明实施例还将对预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线进行进一步处理。
图3为本发明实施例提供的另一种电池模组膨胀力的预估方法的流程示意图。如图3所示，本实施例是在上述实施例提供的技术方案的基础上，对预估函数的构建进行的详细描述。本实施例中的方法，可以包括：
步骤301、以预设采样频率获取预设时间段内电池模组循环充放电过程中电池模组的端板表面各采集点的膨胀力。
步骤302、对不同时间点各采集点的膨胀力进行计算得到各时间点下电池模组的膨胀力。
步骤303、对各时间点电池模组的膨胀力进行去噪处理，得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线。
步骤301～303限定了获得电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线的过程。
本实施例中步骤301的具体实现过程和原理可以参见前述实施例，此处不再赘述。
具体的，各采集点可以分散式分布在电池模组的端板上，以保证可以更准确地得到电池模组的膨胀力。
电池模组的膨胀力的计算公式为：
Pi＝Fi/si (1)
式中，Pi表示采集点i的平均压强，Fi表示采集点i的膨胀力，si表示采集点i与电池模组的端板的有效接触面积，F表示电池模组的膨胀力，Si表示采集点i所在区域的面积，n表示采集点的数量。
根据公式(1)-(2)可以得到各时间点下电池模组的膨胀力，即得到电池模组的膨胀力的离散数据，对上述电池模组的膨胀力离散数据进行去噪处理，以提高该离散数据的精确度，并对去噪处理后的离散数据进行曲线拟合，得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线。
步骤304、根据所述变化曲线计算得到电池模组各次充放电过程中电池模组的膨胀力的峰值与谷值之间的第一差值。
步骤305、根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线，计算得到单电芯各次充放电过程中单电芯的膨胀力的峰值与谷值之间的第二差值。
具体的，在电池模组的每次充放电过程中，电池模组的膨胀力在充电过程中增大，在放电过程中减小，因此，在电池模组的每次充放电过程中，电池模组的膨胀力呈现先增后减的趋势，即电池模组的膨胀力存在一个峰值与一个谷值，计算各次充放电过程中峰值与谷值的差值，即得到多个第一差值。
类似的，在单电芯的每次充放电过程中，单电芯的膨胀力在充电过程中增大，在放电过程中减小，因此，在单电芯的每次充放电过程中，单电芯的膨胀力呈现先增后减的趋势，即单电芯的膨胀力存在一个峰值与一个谷值，计算各次充放电过程中峰值与谷值的差值，即得到多个第二差值。
步骤306、根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数。
其中可选的，执行根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数的步骤，具体可包括：选取各第一预设充放电次数对应的第一差值，对多个第一差值进行平均值计算，得到第一平均值；选取各第一预设充放电次数对应的第二差值，对多个第二差值进行平均值计算，得到第二平均值；对所述第一平均值与第二平均值进行比值计算，确定膨胀力累加系数。
具体的，第一预设充放电次数包括多次充放电次数，即包括多次特定充放电次数，例如可以包括第200次、400次、600次、800次以及1000次，选取第一预设充放电次数下的第一差值并对上述多个第一差值进行平均值计算，可以得到第一平均值，以保证第一平均值的准确性。类似的，选取第一预设充放电次数下的第二差值并对上述多个第二差值进行平均值计算，可以得到第二平均值，以保证第二平均值的准确性，进而对第一平均值与第二平均值进行比值计算，得到膨胀力累加系数。
此外，还可以根据变化曲线，选取第一预设充放电次数对应的电池模组的膨胀力的峰值，并对上述多个峰值进行平均值计算，得到第五平均值，根据单电芯标准工况膨胀力测试曲线，选取第一预设充放电次数对应的单电芯的膨胀力的峰值，并对上述多个峰值进行平均值计算，得到第六平均值，对第五平均值与第六平均值进行比值计算，得到膨胀力累加系数。
可选的，执行根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数的步骤，具体还可包括：根据单电芯标准工况膨胀力测试曲线，建立对应的第一函数；根据单电芯老化工况膨胀力测试曲线，建立对应的第二函数；对第二函数与第一函数进行比值计算，得到温度归一化函数。
具体的，第一函数为单电芯标准工况膨胀力随时间变化的函数，根据单电芯标准工况膨胀力测试曲线构建得到。第二函数为单电芯老化工况膨胀力随时间变化的函数，根据单电芯老化工况膨胀力测试曲线构建得到。温度归一化函数为第二函数与第一函数进行比值计算得到的函数。
可选的，执行根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数的步骤，具体还可包括：
根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线，选取各第二预设充放电次数对应的单电芯的膨胀力的峰值，并对多个单电芯的膨胀力的峰值进行平均值计算，得到第三平均值；根据所述单电芯膨胀力测试曲线，选取各第二预设充放电次数对应的单电芯的膨胀力的峰值，并对多个单电芯的膨胀力的峰值进行平均值计算，得到第四平均值；对所述第四平均值与第三平均值进行比值计算，确定装置差异系数。
具体的，第二预设充放电次数包括多次充放电次数，即包括多次特定充放电次数，例如可以包括第300次、500次、700次、900次以及1000次，第二预设充放电次数可以与第一预设充放电次数相同，也可以不同。根据单电芯标准工况膨胀力测试曲线，选取第二预设充放电次数下的单电芯的膨胀力的峰值，并对上述多个峰值进行平均值计算，可以得到第三平均值，以保证第三平均值的准确性。类似的，根据单电芯膨胀力测试曲线，选取第二预设充放电次数下的单电芯的膨胀力的峰值，并对上述多个峰值进行平均值计算，可以得到第四平均值，以保证第四平均值的准确性，进而对第四平均值与第三平均值进行比值计算，得到装置差异系数。
此外，还可以根据单电芯标准工况膨胀力测试曲线，计算得到单电芯各次充放电过程中单电芯的膨胀力的峰值与谷值之间的第三差值，根据单电芯膨胀力测试曲线，计算得到单电芯各次充放电过程中单电芯的膨胀力的峰值与谷值之间的第四差值，并选取各第二预设充放电次数对应的第三差值，对多个第三差值进行平均值计算，得到第七平均值，选取各第二预设充放电次数对应的第四差值，对多个第四差值进行平均值计算，得到第八平均值，对第八平均值与第七平均值进行比值计算，得到装置差异系数。
步骤307、确定电池模组的预估条件。
步骤308、根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数。
步骤309、根据所述电池模组的预估条件，对预估函数进行求解，以预估所述电池模组在所述电池模组的预估条件下的膨胀力。
步骤307～309限定了预估电池模组在电池模组的预估条件下的膨胀力的过程。
本实施例中，电池模组的预估条件可以为，预估电池模组在标准电流倍率以及预设环境温度下进行预设次数的充放电后电池模组的膨胀力，其中，可以通过获取用户在显示屏输入预设环境温度与预设次数的操作确定电池模组的预估条件。进一步的，电池模组的充放电次数与时间呈正比，即可以根据时间得到电池模组的充放电次数，也可以根据电池模组的充放电次数得到时间，也就是说，根据预设次数可以确定对应的预设时间。根据与单电芯标准工况膨胀力测试曲线对应的第一函数、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数。
预估函数为：
Fn(t)＝F(t)·nF·K(T)·kE (3)
式中，Fn(t)为预估的电池模组的膨胀力，t为时间，F(t)为第一函数，nF为膨胀力累加系数，K(T)为温度归一化函数，T为环境温度，kE为装置差异系数。
根据电池模组的预估条件以及预估函数，即可对电池模组的膨胀力进行预估，也就是说，将预设环境温度与预设次数对应的预设时间带入预估函数中，可以得到电池模组在电池模组的预估条件下的膨胀力。
本实施例提供的电池模组膨胀力的预估方法，通过对获取到的电池模组的端板表面各采集点的膨胀力进行计算处理，得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线，对上述变化曲线以及预选的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线进行多种比值计算，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，进而根据上述系数、函数以及单电芯标准工况膨胀力测试曲线构建预估函数，根据电池模组的预估条件，对预估函数进行求解，以预估电池模组在电池模组的预估条件下的膨胀力，能够通过多种计算准确确定各系数以及函数，构建准确的预估函数，进而可以根据预估函数快速准确地预估电池模组的膨胀力。
图4为本发明实施例提供的一种电池模组膨胀力的预估装置的结构示意图。如图4所示，电池模组膨胀力的预估装置包括：底板10、第一支架11、第二支架12、多个螺杆、多个背母、多个压力传感器以及控制器；
其中，所述第一支架11与第二支架12设置于所述底板10的上表面，用于支撑电池模组20；所述第一支架11与第二支架12通过电池模组20的两个端板21与电池模组20相连接，且所述第一支架11与第二支架12通过多个螺杆(图未示)以及多个背母(图未示)与所述电池模组20的两个端板21相连接；
所述多个压力传感器(图未示)设置于电池模组20的任一端板21与所述电池模组20之间，用于采集电池模组20的端板21表面各采集点的膨胀力；
所述控制器(图未示)与所述多个压力传感器通信连接，用于接收所述各压力传感器采集到的所述各采集点的膨胀力；
所述控制器还用于根据电池模组膨胀力的预估方法对所述各采集点的膨胀力进行处理，并输出电池模组20的膨胀力。
其中，电池模组膨胀力的预估方法可以为本发明任意实施例提供的电池模组膨胀力的预估方法。
具体的，第一支架11与第二支架12分别设置于底板10的上表面的两端，且上述第一支架11、第二支架12与底板10为一体式结构。
可选的，压力传感器为分散式分布，多个压力传感器呈分散式分布于电池模组20的任一端板21与电池模组20之间，而电池模组20由多个单电芯组成，也就是说，多个压力传感器呈分散式分布于电池模组20的任一端板21和与该端板21相邻的单电芯之间。
进一步的，各压力传感器分别与电池模组20的端板21表面各采集点相对应。
示例性的，图5为本发明实施例提供的一种压力传感器的分布位置的示意图。如图5所示的，以电池模组的任一端板的几何中心为原点，将端板沿横向和纵向划分为一个矩形区域S1和四个回型区域，将第一压力传感器设置在原点位置，即将第一采集点设置在原点位置，将第二压力传感器设置在第二回型区域S2的右上角位置，将第三压力传感器设置在第三回型区域S3的左上角位置，将第四压力传感器设置在第四回型区域S4的左下角位置，将第五压力传感器设置在第五回型区域S5的右下角位置，也就是说，第二采集点、第三采集点、第四采集点、第五采集点分别设置在与第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器对应的位置。
在本实施例中，通过将各压力传感器分散式分布于电池模组的任一端板与电池模组之间，利用压力传感器可以准确采集到各采集点的膨胀力，进而更准确得到电池模组的膨胀力，同时可以准确得到电池模组膨胀的过程中电池模组的膨胀力的分布情况，避免了现有技术中使用刚性较强的外置测试装置无法准确采集到电池模组的膨胀力的问题。
可选的，电池模组膨胀力的预估装置还可以包括与控制器通信连接的显示屏，以供用户通过该显示屏输入电池模组的预设条件，以使控制器根据上述电池模组的预估条件预估电池模组在电池模组的预估条件下的膨胀力。此外，上述显示屏还用于显示预估的电池模组的膨胀力。
本实施例提供的电池模组膨胀力的预估装置，可以执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (10)
1.一种电池模组膨胀力的预估方法，其特征在于，包括：
以预设采样频率获取预设时间段内电池模组循环充放电过程中电池模组的端板表面各采集点的膨胀力，并根据所述各采集点的膨胀力得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线；
根据所述变化曲线以及预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数；
根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数，以根据预估函数对电池模组的膨胀力进行预估。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各采集点的膨胀力得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线，包括：
对不同时间点各采集点的膨胀力进行计算得到各时间点下电池模组的膨胀力；
对各时间点电池模组的膨胀力进行去噪处理，得到电池模组的膨胀力随时间变化的变化曲线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述变化曲线以及预先测试得到的单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，包括：
根据所述变化曲线计算得到电池模组各次充放电过程中电池模组的膨胀力的峰值与谷值之间的第一差值；
根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线，计算得到单电芯各次充放电过程中单电芯的膨胀力的峰值与谷值之间的第二差值；
根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，包括：
选取各第一预设充放电次数对应的第一差值，对多个第一差值进行平均值计算，得到第一平均值；
选取各第一预设充放电次数对应的第二差值，对多个第二差值进行平均值计算，得到第二平均值；
对所述第一平均值与第二平均值进行比值计算，确定膨胀力累加系数。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，包括：
根据单电芯标准工况膨胀力测试曲线，建立对应的第一函数；
根据单电芯老化工况膨胀力测试曲线，建立对应的第二函数；
对第二函数与第一函数进行比值计算，得到温度归一化函数。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述各第一差值与第二差值，以及所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、单电芯老化工况膨胀力测试曲线以及单电芯膨胀力测试曲线，确定膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数，包括：
根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线，选取各第二预设充放电次数对应的单电芯的膨胀力的峰值，并对多个单电芯的膨胀力的峰值进行平均值计算，得到第三平均值；
根据所述单电芯膨胀力测试曲线，选取各第二预设充放电次数对应的单电芯的膨胀力的峰值，并对多个单电芯的膨胀力的峰值进行平均值计算，得到第四平均值；
对所述第四平均值与第三平均值进行比值计算，确定装置差异系数。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数，以根据预估函数对电池模组的膨胀力进行预估，包括：
确定电池模组的预估条件；
根据所述单电芯标准工况膨胀力测试曲线、膨胀力累加系数、温度归一化函数以及装置差异系数构建预估函数；
根据所述电池模组的预估条件，对预估函数进行求解，以预估所述电池模组在所述电池模组的预估条件下的膨胀力。
8.一种电池模组膨胀力的预估装置，其特征在于，包括：底板、第一支架、第二支架、多个螺杆、多个背母、多个压力传感器以及控制器；
其中，所述第一支架与第二支架设置于所述底板的上表面，用于支撑电池模组；所述第一支架与第二支架通过电池模组的两个端板与电池模组相连接，且所述第一支架与第二支架通过多个螺杆以及多个背母与所述电池模组的两个端板相连接；
所述多个压力传感器设置于电池模组的任一端板与所述电池模组之间，用于采集电池模组的端板表面各采集点的膨胀力；
所述控制器与所述多个压力传感器通信连接，用于接收所述各压力传感器采集到的所述各采集点的膨胀力；
所述控制器还用于根据权利要求1-7任一项所述的电池模组膨胀力的预估方法对所述各采集点的膨胀力进行处理，并输出电池模组的膨胀力。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述压力传感器为分散式分布。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述底板、第一支架与第二支架为一体式结构。
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