CN114200309A - 车辆电池的仿真测试方法、装置、车辆以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种车辆电池的仿真测试方法、装置、车辆以及存储介质，通过确定车辆电池的当前荷电状态，获取当前荷电状态对应的实际测试数据，以及实际测试数据的实际阻抗与阻抗响应时间，然后获取当前荷电状态对应的测试阻抗，根据实际阻抗与阻抗响应时间修正测试阻抗，将修正后的测试阻抗作为当前荷电状态对应的目标阻抗，并根据目标阻抗进行热量仿真测试，生成对应的热量参数，从而在当前荷电状态下，采用阻抗响应时间对测试阻抗进行数据处理，并通过实际阻抗对处理后的测试阻抗进行校准与修正，提高了目标阻抗的准确性，在进行车辆电池的热量仿真分析时，可以采用精准的目标阻抗进行热量仿真计算，从而提高热量仿真的精准度。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种车辆电池的仿真测试方法、一种车辆电池的仿真测试装置、一种车辆以及一种计算机可读存储介质。
背景技术
随着全球新能源汽车的发展，全球锂离子动力电池的市场逐渐扩大，出货量迅速增长。同时，除了关注到动力电池的应用领域日益扩大之外，我们还注意到由于动力电池热失控而引起新能源汽车起火的事故。其中，诱发动力电池失控的重要因素之一是车辆的电池温度过高，电池温度对于车辆而言，不仅影响了车辆的使用寿命，还大大减低了车辆的性能。因此，技术人员在进行电池设计时，往往会考虑对电池进行热仿真，通过热仿真的结果设计对应的热管理系统。
然而，目前的电池热仿真技术在输入电流过大或者工作时间过长的情况下，容易导致电池的输入热量产生误差，在电池的热仿真过程中，误差可以直接影响到电池发热量的计算，使得电池热仿真的准确性不高。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例提供一种车辆电池的仿真测试方法、装置、车辆以及计算机可读存储介质，以解决或部分解决相关技术中技术人员在对车辆电池进行仿真测试时，由于仿真数据存在误差，导致热量仿真结果不准确的问题。
为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种车辆电池的仿真测试方法，包括：
确定车辆电池的当前荷电状态，并获取所述当前荷电状态对应的实际测试数据，以及所述实际测试数据的实际阻抗与阻抗响应时间；
获取所述当前荷电状态对应的测试阻抗；
根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗；
根据所述目标阻抗进行热量仿真测试，生成所述当前荷电状态对应的热量参数。
可选地，获取所述当前荷电状态对应的实际测试数据，以及所述实际测试数据的实际阻抗与阻抗响应时间，包括：
获取所述实际阻抗对应的实际工作时间以及实际阻抗曲线；
采用所述实际工作时间以及所述实际阻抗曲线，确定所述当前荷电状态的测试响应时间；
获取所述测试响应时间的取值，并确定与所述实际阻抗对应的阻抗响应时间。
可选地，所述获取所述当前荷电状态对应的测试阻抗，包括：
获取所述实际测试数据的电流数据、温度数据以及测试条件，以及所述阻抗响应时间；
采用所述电流数据、所述温度数据、所述测试条件以及所述阻抗响应时间，计算与所述实际测试数据对应的测试阻抗。
可选地，所述根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗，包括：
按照所述阻抗响应时间的先后顺序将所述测试阻抗拆分为测试欧姆阻抗、测试电化学阻抗以及测试扩散阻抗；
获取所述实验测试数据的电极电位以及平衡电极电位，以及所述电极电位与所述平衡电极电位之间的极化电位大小；
采用所述极化电位大小拆分所述实际阻抗为实际欧姆阻抗、实际电化学阻抗以及实际扩散阻抗；
将所述测试扩散阻抗替换为所述实际扩散阻抗，生成对应的目标扩散阻抗；
采用所述测试欧姆阻抗、所述测试电化学阻抗以及所述目标扩散阻抗计算与所述测试阻抗对应的目标阻抗。
可选地，所述根据所述目标阻抗进行热量仿真测试，生成所述当前荷电状态对应的热量参数，包括：
建立与所述目标阻抗对应的热量仿真模型；
将所述目标阻抗输入至所述热量仿真模型中，输出与所述目标阻抗对应的目标测试数据，所述目标测试数据至少包括目标电流数据、目标温度数据以及目标测试条件；
采用所述目标电流数据、所述目标温度数据以及所述目标测试条件，计算与所述目标阻抗对应的热量参数。
可选地，还包括：
采用所述实际测试数据的实际工作时间以及所述热量参数，确定与所述目标阻抗对应的目标功率；
将所述目标功率输入至所述热量仿真模型中进行仿真，获取与所述目标功率对应的仿真温度数据；
判断所述仿真温度数据与所述当前荷电状态的温度数据是否一致；
若所述仿真温度数据与所述温度数据不一致，则将所述目标温度数据调整为所述仿真温度数据，并将所述目标温度数据输入值所述热量仿真模型中进行仿真；
若所述仿真温度数据与所述温度数据一致，则生成与所述仿真温度数据对应的目标热量仿真模型。
可选地，所述根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗，包括：
根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，生成对应的修正阻抗；
获取实际测试数据的温度数据以及当前荷电状态，并分别获取与所述温度数据对应的第一参照阻抗，与所述当前荷电状态对应的第二参照阻抗；
利用所述第一参照阻抗以及所述第二参照阻抗校正所述测试阻抗，并获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗数据。
本发明实施例还公开了一种车辆电池的仿真测试装置，包括：
实际测试数据获取模块，用于确定车辆电池的当前荷电状态，并获取所述当前荷电状态对应的实际测试数据，以及所述实际测试数据的实际阻抗与阻抗响应时间；
测试阻抗获取模块，用于获取所述当前荷电状态对应的测试阻抗；
目标阻抗确定模块，用于根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗；
热量参数生成模块，用于根据所述目标阻抗进行热量仿真测试，生成所述当前荷电状态对应的热量参数。
可选地，所述实际测试数据获取模块具体用于：
获取所述实际阻抗对应的实际工作时间以及实际阻抗曲线；
采用所述实际工作时间以及所述实际阻抗曲线，确定所述当前荷电状态的测试响应时间；
获取所述测试响应时间的取值，并确定与所述实际阻抗对应的阻抗响应时间。
可选地，所述测试阻抗获取模块具体用于：
获取所述实际测试数据的电流数据、温度数据、测试条件，以及所述阻抗响应时间；
采用所述电流数据、所述温度数据、所述测试条件以及所述阻抗响应时间，计算与所述实际测试数据对应的测试阻抗。
可选地，所述目标阻抗确定模块具体用于：
按照所述阻抗响应时间的先后顺序将所述测试阻抗拆分为测试欧姆阻抗、测试电化学阻抗以及测试扩散阻抗；
获取所述实验测试数据的电极电位以及平衡电极电位，以及所述电极电位与所述平衡电极电位之间的极化电位大小；
采用所述极化电位大小拆分所述实际阻抗为实际欧姆阻抗、实际电化学阻抗以及实际扩散阻抗；
将所述测试扩散阻抗替换为所述实际扩散阻抗，生成对应的目标扩散阻抗；
采用所述测试欧姆阻抗、所述测试电化学阻抗以及所述目标扩散阻抗计算与所述测试阻抗对应的目标阻抗。
可选地，热量参数生成模块具体用于：
建立与所述目标阻抗对应的热量仿真模型；
将所述目标阻抗输入至所述热量仿真模型中，输出与所述目标阻抗对应的目标测试数据，所述目标测试数据至少包括目标电流数据、目标温度数据以及目标测试条件；
采用所述目标电流数据、所述目标温度数据以及所述目标测试条件，计算与所述目标阻抗对应的热量参数。
可选地，所述装置还包括：
目标功率确定模块，用于采用所述实际测试数据的实际工作时间以及所述热量参数，确定与所述目标阻抗对应的目标功率；
仿真温度数据获取模块，用于将所述目标功率输入至所述热量仿真模型中进行仿真，获取与所述目标功率对应的仿真温度数据；
温度数据判断模块，用于判断所述仿真温度数据与所述当前荷电状态的温度数据是否一致；
若所述仿真温度数据与所述温度数据不一致，则将所述目标温度数据调整为所述仿真温度数据，并将所述目标温度数据输入值所述热量仿真模型中进行仿真；
若所述仿真温度数据与所述温度数据一致，则生成与所述仿真温度数据对应的目标热量仿真模型。
可选地，所述目标阻抗确定模块具体用于：
根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，生成对应的修正阻抗；
获取实际测试数据的温度数据以及当前荷电状态，并分别获取与所述温度数据对应的第一参照阻抗，与所述当前荷电状态对应的第二参照阻抗；
利用所述第一参照阻抗以及所述第二参照阻抗校正所述测试阻抗，并获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗数据。
本发明实施例还公开了一种车辆，包括：
一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行所述指令时，使得所述车辆执行如本发明实施例所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行所述指令时，使得所述处理器执行如本发明实施例所述的方法。
本发明实施例包括以下优点：
通过确定车辆电池的当前荷电状态，并获取当前荷电状态对应的实际测试数据，以及实际测试数据的实际阻抗与阻抗响应时间，然后获取当前荷电状态对应的测试阻抗，根据实际阻抗与阻抗响应时间对测试阻抗进行修正，将修正后的测试阻抗作为当前荷电状态对应的目标阻抗，并根据目标阻抗进行热量仿真测试，生成当前荷电状态对应的热量参数，从而在当前荷电状态下，采用车辆电池的阻抗响应时间对测试阻抗进行数据处理，并通过实际阻抗对处理后的测试阻抗进行校准以及修正，保证了目标阻抗的准确性，进而在进行车辆电池的热量仿真分析时，可以采用精准的目标阻抗进行热量仿真计算，减少目标阻抗的误差，从而提高热量仿真计算的精准度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种车辆电池的仿真测试方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例提供的实际阻抗曲线示意图；
图3是本发明实施例提供的一种车辆电池的仿真测试装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
目前，新能源汽车的技术愈发成熟，人们基于对生态环境以及车辆使用性能的考虑，选择购买新能源汽车。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料，但采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括有：混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等，而电池在新能源汽车的组成中占据了较为重要的位置。
对于新能源汽车而言，在进行工作时，电池往往会涉及到温度的变化，当汽车的电池温度过高时，不仅影响了汽车电池的使用寿命，而且还大大削弱了汽车的性能。在电池温度过高的情况下，汽车的性能受到影响，容易失去控制，进而威胁到驾驶员的安全。因此，技术人员在研发新能源汽车的过程中，尤为注重电池的设计。电池设计的关键在于热仿真，热仿真的准确性直接关系到电池设计中的水冷系统设计以及电池项目开发的风险规避。然而，车辆电池在进行快充或者超充的情况下，由于电池的输入电流较大，影响了对电池发热量的计算，使得技术人员在采用焦耳定律计算或仿真电池发热量时，采用了偏差较大的电流数据或阻抗，导致最终仿真出来的电池发热量不准确，从而影响了技术人员在后续的电池设计工作，增加车辆电池项目的研发风险。
对此，本发明实施例的核心发明点之一在于通过确定车辆电池的当前荷电状态，同时获取与当前荷电状态对应的实际测试数据，实际测试数据至少包括实际阻抗与阻抗响应时间，并且获取当前荷电状态对应的测试阻抗，根据实际阻抗与阻抗响应时间对测试阻抗进行修正，修正后的测试阻抗为当前荷电状态对应的目标阻抗，然后采用目标阻抗进行热量仿真测试，生成当前荷电状态对应的热量参数，从而通过阻抗响应时间对测试阻抗按照时序进行处理，并采用实际阻抗对测试阻抗相应的部分进行修正，实现对测试阻抗进行局部修正，一方面可以节省修正的时间，提高修正的效率，另一方面可以精准地进行修正，增加热量计算的精准度，通过这种修正得到的目标阻抗可以用于车辆电池的仿真测试，并保证了仿真测试的准确度以及车辆的整体性能。
参照图1，示出了本发明实施例提供的一种车辆电池的热量测试方法的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：
步骤101，确定车辆电池的当前荷电状态，并获取所述当前荷电状态对应的实际测试数据，所述实际测试数据至少包括实际阻抗与阻抗响应时间；
在本发明实施例中，荷电状态(State Of Charge，简称SOC)可以为电化学储能过程中储能介质中实际存在的电荷数(单位为安·时)占额定储能容量对应的储能介质中含有的电荷数(单位为安·时)的百分率，而当前荷电状态表征的是在快充或者超充的某一时刻，车辆充放电时的电量，例如，在A时刻，车辆电池充电至80％的电量，车辆电池在A时刻的荷电状态可以为80％。
可选地，在实际的充放电过程中，车辆电池在不同的荷电状态下对应有不同的实际测试数据，实际测试数据可以为车辆电池在充放电时所生成的各种数据，例如，实际阻抗、阻抗响应时间等等。具体的，实际阻抗可以为车辆电池在充放电过程中，在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用，在车辆电池进行充放电时，实际阻抗可以包括欧姆阻抗、电化学阻抗以及扩散阻抗等不同类型的阻抗。与实际阻抗对应的阻抗响应时间可以为在车辆电池中完整周期的实际工作时间内，各种阻抗所作用的时间。例如，在1us至2min的时间内，1us至10us内可以为欧姆阻抗对应的响应时间，1ms至30s可以为电化学阻抗对应的响应时间，30s至2min可以为扩散阻抗对应的响应时间。
具体的，当确定了车辆电池的当前荷电状态后，可以通过获取实际阻抗对应的实际工作时间，同时获取与实际阻抗对应的实际阻抗曲线，然后将实际工作时间与实际阻抗曲线进行匹配，获得在当前荷电状态中针对实际阻抗的测试响应时间，接着获取测试响应时间对应的各个取值，根据不同的取值从而确定与实际阻抗对应的阻抗响应时间。
在一种示例中，参照图2，示出了本发明实施例中实际阻抗曲线的示意图，从图2可以看出实际阻抗曲线包括了与欧姆阻抗(Rs)、电化学阻抗(Rct)以及扩散阻抗(Rf)分别对应的变化曲线，当确定此时车辆电池的电量为20％时，获取车辆电池的实际工作时间为2min，然后将2min的时间段与实际阻抗曲线进行叠加混合等操作，获取到2min内的实际阻抗曲线，并根据实际阻抗曲线的不同取值范围，确定与实际阻抗对应的响应时间。
步骤102，获取所述当前荷电状态对应的测试阻抗；
在本发明的实施例中，测试阻抗可以为技术人员用于进行仿真测试的阻抗，包括测试欧姆阻抗、测试电化学阻抗以及测试扩散阻抗。
其中，欧姆阻抗可以由电解材料、电解液、隔膜电阻以及各部分零件的接触电阻组成，受车辆电池的不同荷电状态影响较小，电化学阻抗也可以称为交流阻抗，在一定电位或者电流下对车辆电池施加的一小振幅正弦交变扰动信号，收集对应的电流(或电位)响应信号，并进行处理后的电化学信息，扩散阻抗可以为车辆电池在充放电时，所产生的电化学活性物质由于扩散引起的阻抗，受车辆电池的不同荷电状态的影响较大。
在具体实现中，可以通过获取在不同荷电状态下，实际测试数据的所述实际响应时间、电流数据、温度数据以及测试条件，然后利用电流数据、温度数据、测试条件以及阻抗响应时间计算与实际测试数据对应的测试阻抗。其中，测试条件可以为车辆电池当前的工作状态，例如，车辆处于放电状态，或处于充电状态，充电状态还可以包括快充和超充等情况。
步骤103，根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗；
在本发明实施例中，获取到车辆电池在充放电时的阻抗响应时间，并采用实际测试数据的电流数据、温度数据、测试条件以及阻抗响应时间计算出测试阻抗之后，可以将阻抗响应时间与测试阻抗进行匹配，然后采用实际阻抗对测试阻抗进行修正，将修正后的测试阻抗作为当前荷电状态的目标阻抗。
在一种示例中，可以按照阻抗响应时间的先后顺序将测试阻抗拆分为测试欧姆阻抗、测试电化学阻抗以及测试扩散阻抗，然后获取实验测试参数的电极电位以及平衡电极电位，以及电极电位与平衡电极电位之间的极化电位大小，并采用极化电位大小拆分实际阻抗为实际欧姆阻抗、实际电化学阻抗以及实际扩散阻抗，将测试扩散阻抗替换为实际扩散阻抗，生成对应的目标扩散阻抗，采用测试欧姆阻抗、测试电化学阻抗以及目标扩散阻抗计算与测试阻抗对应的目标阻抗。
其中，电极电位为根据物理化学理论，凡是固相颗粒同液相接触，在其界面上必定产生偶电层，它是一封闭的均匀的偶电层，因而不形成外电场。其间的电位差称。平衡电极电位，也称可逆电极的电位。在一个可逆电极中，金属成为阳离子进入溶液以及溶液中的金属离子沉积到金属表面的速度相等时，反应达到动态平衡，亦即正逆过程的物质迁移和电荷运送速度都相同，此时该电极上的电位值称为平衡电极电位。当电极电位偏离平衡电极电位时会产生极化现象，电极电位所偏离的大小可以为极化电位的大小(△U)，采用Bernardi方程(Q＝△U*I)以及Bernardi电池产热模型(Q-IV＝Q1+Q2+Q3+Q4)，计算与实际阻抗对应的欧姆生热(Q1)、反应生热(Q2)、极化生热(Q3)以及副反应生热(Q4)，从而实现将实际阻抗分别拆分为对应的实际欧姆阻抗、实际电化学阻抗以及实际扩散阻抗。
在另一种示例中，可以采用电化学阻抗谱对测试阻抗进行处理，电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy，简称EIS)可以给电化学系统施加一个频率不同的小振幅的交流电势波，测量交流电势与电流信号的比值(此比值即为系统的阻抗)随正弦波频率ω的变化，或者是阻抗的相位角Φ随ω的变化。通过EIS可以将测试阻抗拆分为测试欧姆阻抗、测试电化学阻抗以及测试扩散阻抗，然后利用实际扩散阻抗对测试扩散阻抗进行修正，并生成对应的目标扩散阻抗，进而采用目标扩散阻抗、测试欧姆阻抗以及测试电化学阻抗生成与测试阻抗对应的目标阻抗。
可选地，实际阻抗的阻抗响应时间中包括了欧姆阻抗对应的微秒级别响应时间、电化学阻抗对应的毫秒-秒级别响应时间以及扩散阻抗对应的秒-分钟级别响应时间。由于欧姆阻抗、电化学阻抗以及扩散阻抗之间存在作用时间的差异，因此，可以采用“响应时间--阻抗类型”的方式按照时序先后将测试阻抗分别拆分为测试欧姆阻抗、测试电化学阻抗以及测试扩散阻抗，然后计算出极化电位的大小，并根据极化电位将实际扩散阻抗从实际阻抗中拆分出来，由于车辆电池在快充或者超充的过程中，实际工作时间较短，实际欧姆阻抗以及实际扩散阻抗对车辆电池的影响较小，所以可以利用极化电位所拆分出来的实际扩散阻抗对测试扩散阻抗进行替换，以实现利用实际阻抗修正测试阻抗的校正过程，通过这种修正测试阻抗中受影响较大的扩散阻抗的局部修正方式，可以有针对性地校正容易出现误差且误差较大的阻抗，从而确保了目标阻抗的准确性以及阻抗修正的效率。
具体的，对测试扩散阻抗进行修正之后，还可以根据实际阻抗与阻抗响应时间对测试阻抗进行二次修正，从而生成对应的修正阻抗，然后获取实际测试数据的温度数据以及当前荷电状态，并分别获取与温度数据对应的第一参照阻抗，与当前荷电状态对应的第二参照阻抗，利用第一参照阻抗以及第二参照阻抗校正测试阻抗，并获得当前荷电状态对应的目标阻抗。
可选地，修正阻抗可以为采用实际扩散阻抗修正测试扩散阻抗之后的阻抗，然后采用温度数据对应的第一参照阻抗以及当前荷电状态对应的第二参照阻抗对修正阻抗进行修正，通过二次修正获取更精准的目标阻抗。其中，第一参照阻抗为车辆电池在荷电状态、电流数据、测试条件以及阻抗响应时间等不变的情况下，根据温度变化所计算出来的阻抗。第二参照阻抗为车辆电池在温度数据、电流数据、测试条件以及阻抗响应时间等不变的情况下，根据不同荷电状态所计算出来的阻抗。
在一种示例中，采用实际阻抗的阻抗响应时间或者EIS将测试阻抗拆分为测试欧姆阻抗、测试电化学阻抗以及测试扩散阻抗，然后利用极化电压从实际阻抗中拆分出实际扩散阻抗，并采用实际扩散阻抗对测试扩散阻抗进行修正，得到与测试扩散阻抗对应的修正阻抗，然后采用在测试前技术人员通过测试或者计算所得到的与温度数据对应的第一参照阻抗，以及与当前荷电状态对应的第二参照阻抗，对修正阻抗进行修正，得到目标阻抗，从而通过二次修正的过程，增加目标阻抗的准确度。
步骤104，根据所述目标阻抗进行热量仿真测试，生成所述当前荷电状态对应的热量参数。
在本发明实施例中，通过对测试阻抗进行修正，生成目标阻抗，然后采用目标阻抗进行热量仿真测试，从而生成与车辆电池的当前荷电状态对应的热量参数。
在具体实现中，可以建立与目标阻抗对应的热量仿真模型，然后将目标阻抗输入至热量仿真模型中，并输出与目标阻抗对应的目标测试数据，目标测试数据至少包括目标电流数据、目标温度数据以及目标测试条件，然后采用仿真得到的目标电流数据、目标温度数据以及目标测试条件，通过焦耳定律计算与目标阻抗对应的热量参数。
可选地，焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律，其具体内容为电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比，焦耳定律数学表达式为Q＝I2Rt，通过采用仿真得到的目标电流数据、目标温度数据、目标测试条件以及阻抗响应时间，计算出对应的较为准确的目标阻抗，然后采用该目标阻抗(R)、目标电流数据(I)以及测试响应时间(t)，生成热量参数。
具体的，可以采用实际测试数据的实际工作时间以及热量参数，确定与目标阻抗对应的目标功率，然后将目标功率输入至热量仿真模型中进行仿真，获取与目标功率对应的仿真温度数据，判断仿真温度数据与当前荷电状态的温度数据是否一致，若仿真温度数据与温度数据不一致，则将目标温度数据调整为仿真温度数据，并将目标温度数据输入值热量仿真模型中进行仿真，若仿真温度数据与温度数据一致，则生成与仿真温度数据对应的目标热量仿真模型。
可选地，仿真计算出热量参数后，可以根据热量参数与时间的比值，获取到与热量参数对应的目标功率，并将目标功率输入值热量仿真模型中，从而获得与目标功率对应的仿真温度数据，将仿真温度数据与当前荷电状态的温度数据进行比较，若仿真温度数据与当前荷电状态数据不一致，说明在生成目标阻抗时仍存在误差，导致生成的热量参数不准确，则可以采用仿真温度数据去校准测试阻抗，生成与仿真温度对应的目标阻抗，继续进行比较以及校准，若仿真温度数据与当前荷电状态数据一致，说明所修正的目标阻抗时准确的，其对应的热量参数也是比较准确的，则停止对测试阻抗的校正过程，完成针对车辆电池当前荷电状态的热量仿真，得到较为准确的热量参数，例如，仿真温度数据对应的热量参数与目标阻抗对应的热量参数可以控制偏差在±2％以内，以便技术人员根据准确的热量参数对车辆电池进行水冷系统等电池设计，以及精准地进行电池包热管理方案和热管理系统设计，从而规避设计风险。
需要说明的是，本发明实施例包括但不限于上述示例，可以理解的是，在本发明实施例的思想指导下，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置，本发明对此不作限制。
在本发明实施例中，通过确定车辆电池的当前荷电状态，并获取当前荷电状态对应的实际测试数据，以及实际测试数据的实际阻抗与阻抗响应时间，然后获取当前荷电状态对应的测试阻抗，根据实际阻抗与阻抗响应时间对测试阻抗进行修正，将修正后的测试阻抗作为当前荷电状态对应的目标阻抗，并根据目标阻抗进行热量仿真测试，生成当前荷电状态对应的热量参数，从而在当前荷电状态下，采用车辆电池的阻抗响应时间对测试阻抗进行数据处理，并通过实际阻抗对处理后的测试阻抗进行校准以及修正，保证了目标阻抗的准确性，进而在进行车辆电池的热量仿真分析时，可以采用精准的目标阻抗进行热量仿真计算，减少目标阻抗的误差，从而提高热量仿真计算的精准度。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明实施例的技术方案，下面通过一个例子对本发明实施例进行说明。
1、获取车辆电池在发热工况下的实际测试数据，实际测试数据至少包括当前荷电状态(SOC)、测试条件(倍率)、充放电状态以及阻抗响应时间，然后采用不同SOC、倍率、充放电状态测试或者仿真计算实际阻抗。
2、在某一时刻下的SOC，获取实际测试时间，并结合实际阻抗曲线得到阻抗响应时间。采用实际测试数据的电流数据、温度数据、测试条件以及阻抗响应时间计算出对应的测试阻抗，然后采用阻抗响应时间或者EIS将测试阻抗拆分成欧姆阻抗Rs、电化学阻抗Rct、扩散阻抗。
3、根据测试阻抗中Rs、Rct、Rf在同一周期的测试时间内对应的阻值以及作用的时间存在差异，尤其是与浓差极化对应的扩散阻抗Rf明显与欧姆阻抗Rs以及电化学阻抗Rct不同，且Rf受长响应时间的影响较大，因此，通过以下方法对Rf进行修正：
利用充放电过程中，车辆电池电压偏离平衡极化电位的大小(Bernardi方程Q＝△U*I)，可以将实际阻抗拆分为与不同极化对应的Rf、Rct、Rf，然后采用实际阻抗中的Rf实时修正测试阻抗中的Rf。
4、采用与温度数据对应的第一参照阻抗以及与当前荷电状态对应的第二参照阻抗对测试阻抗进行二次修正，得到修正阻抗。
5、首先，建立针对车辆电池的热量仿真模型，然后将所达到的目标阻抗输入至仿真模型中，仿真输出对应的SOC、Rs、Rct、Rf、温度数据、阻抗响应时间等，然后采用仿真输出的数据计算出准确的目标阻抗。
6、利用焦耳定律计算不同SOC下与目标阻抗对应的热量参数，然后通过热量参数与实际测试时间之间的比值，得到目标功率。
7、根据目标功率，仿真得到对应的仿真温度数据，将仿真温度数据与实际温度数据进行比较，若不一致，则回到第五步采用仿真温度数据进一步修正测试阻抗，直到仿真温度数据与实际的温度数据相同。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
参照图3，示出了本发明实施例提供的一种车辆电池的热量测试装置的结构框图，具体可以包括如下模块：
实际测试数据获取模块301，用于确定车辆电池的当前荷电状态，并获取所述当前荷电状态对应的实际测试数据，以及所述实际测试数据的实际阻抗与阻抗响应时间；
测试阻抗获取模块302，用于获取所述当前荷电状态对应的测试阻抗；
目标阻抗确定模块303，用于根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗；
热量参数生成模块304，用于根据所述目标阻抗进行热量仿真测试，生成所述当前荷电状态对应的热量参数。
在本发明的一种可选实施例中，所述实际测试数据获取模块301具体用于：
获取所述实际阻抗对应的实际工作时间以及实际阻抗曲线；
采用所述实际工作时间以及所述实际阻抗曲线，确定所述当前荷电状态的测试响应时间；
获取所述测试响应时间的取值，并确定与所述实际阻抗对应的阻抗响应时间。
在本发明的一种可选实施例中，所述测试阻抗获取模块302具体用于：
获取所述实际测试数据的电流数据、温度数据、测试条件，以及所述阻抗响应时间；
采用所述电流数据、所述温度数据、所述测试条件以及所述阻抗响应时间，计算与所述实际测试数据对应的测试阻抗。
在本发明的一种可选实施例中，所述目标阻抗确定模块303具体用于：
按照所述阻抗响应时间的先后顺序将所述测试阻抗拆分为测试欧姆阻抗、测试电化学阻抗以及测试扩散阻抗；
获取所述实验测试数据的电极电位以及平衡电极电位，以及所述电极电位与所述平衡电极电位之间的极化电位大小；
采用所述极化电位大小拆分所述实际阻抗为实际欧姆阻抗、实际电化学阻抗以及实际扩散阻抗；
将所述测试扩散阻抗替换为所述实际扩散阻抗，生成对应的目标扩散阻抗；
采用所述测试欧姆阻抗、所述测试电化学阻抗以及所述目标扩散阻抗计算与所述测试阻抗对应的目标阻抗。
在本发明的一种可选实施例中，热量参数生成模块304具体用于：
建立与所述目标阻抗对应的热量仿真模型；
将所述目标阻抗输入至所述热量仿真模型中，输出与所述目标阻抗对应的目标测试数据，所述目标测试数据至少包括目标电流数据、目标温度数据以及目标测试条件；
采用所述目标电流数据、所述目标温度数据以及所述目标测试条件，计算与所述目标阻抗对应的热量参数。
在本发明的一种可选实施例中，所述装置还包括：
目标功率确定模块，用于采用所述实际测试数据的实际工作时间以及所述热量参数，确定与所述目标阻抗对应的目标功率；
仿真温度数据获取模块，用于将所述目标功率输入至所述热量仿真模型中进行仿真，获取与所述目标功率对应的仿真温度数据；
温度数据判断模块，用于判断所述仿真温度数据与所述当前荷电状态的温度数据是否一致；
若所述仿真温度数据与所述温度数据不一致，则将所述目标温度数据调整为所述仿真温度数据，并将所述目标温度数据输入值所述热量仿真模型中进行仿真；
若所述仿真温度数据与所述温度数据一致，则生成与所述仿真温度数据对应的目标热量仿真模型。
在本发明的一种可选实施例中，所述目标阻抗确定模块303具体用于：
根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，生成对应的修正阻抗；
获取实际测试数据的温度数据以及当前荷电状态，并分别获取与所述温度数据对应的第一参照阻抗，与所述当前荷电状态对应的第二参照阻抗；
利用所述第一参照阻抗以及所述第二参照阻抗校正所述测试阻抗，并获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗数据。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，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。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括：
一个或多个处理器；和
其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行所述指令时，使得所述车辆执行本发明实施例所述的方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行所述指令时，使得所述处理器执行本发明实施例所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器、EEPROM、Flash以及eMMC等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种车辆电池的热量方法、一种车辆电池的热量装置、一种车辆以及一种计算机可读存储介质，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种车辆电池的仿真测试方法，其特征在于，包括：
确定车辆电池的当前荷电状态，并获取所述当前荷电状态对应的实际测试数据，以及所述实际测试数据的实际阻抗与阻抗响应时间；
获取所述当前荷电状态对应的测试阻抗；
根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗；
根据所述目标阻抗进行热量仿真测试，生成所述当前荷电状态对应的热量参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述当前荷电状态对应的实际测试数据，以及所述实际测试数据的实际阻抗与阻抗响应时间，包括：
获取所述实际阻抗对应的实际工作时间以及实际阻抗曲线；
采用所述实际工作时间以及所述实际阻抗曲线，确定所述当前荷电状态的测试响应时间；
获取所述测试响应时间的取值，并确定与所述实际阻抗对应的阻抗响应时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述当前荷电状态对应的测试阻抗，包括：
获取所述实际测试数据的电流数据、温度数据、测试条件，以及所述阻抗响应时间；
采用所述电流数据、所述温度数据、所述测试条件以及所述阻抗响应时间，计算与所述实际测试数据对应的测试阻抗。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗，包括：
按照所述阻抗响应时间的先后顺序将所述测试阻抗拆分为测试欧姆阻抗、测试电化学阻抗以及测试扩散阻抗；
获取所述实验测试数据的电极电位以及平衡电极电位，以及所述电极电位与所述平衡电极电位之间的极化电位大小；
采用所述极化电位大小拆分所述实际阻抗为实际欧姆阻抗、实际电化学阻抗以及实际扩散阻抗；
将所述测试扩散阻抗替换为所述实际扩散阻抗，生成对应的目标扩散阻抗；
采用所述测试欧姆阻抗、所述测试电化学阻抗以及所述目标扩散阻抗计算与所述测试阻抗对应的目标阻抗。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标阻抗进行热量仿真测试，生成所述当前荷电状态对应的热量参数，包括：
建立与所述目标阻抗对应的热量仿真模型；
将所述目标阻抗输入至所述热量仿真模型中，输出与所述目标阻抗对应的目标测试数据，所述目标测试数据至少包括目标电流数据、目标温度数据以及目标测试条件；
采用所述目标电流数据、所述目标温度数据以及所述目标测试条件，计算与所述目标阻抗对应的热量参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
采用所述实际测试数据的实际工作时间以及所述热量参数，确定与所述目标阻抗对应的目标功率；
将所述目标功率输入至所述热量仿真模型中进行仿真，获取与所述目标功率对应的仿真温度数据；
判断所述仿真温度数据与所述当前荷电状态的温度数据是否一致；
若所述仿真温度数据与所述温度数据不一致，则将所述目标温度数据调整为所述仿真温度数据，并将所述目标温度数据输入值所述热量仿真模型中进行仿真；
若所述仿真温度数据与所述温度数据一致，则生成与所述仿真温度数据对应的目标热量仿真模型。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗，包括：
根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，生成对应的修正阻抗；
获取实际测试数据的温度数据以及当前荷电状态，并分别获取与所述温度数据对应的第一参照阻抗，与所述当前荷电状态对应的第二参照阻抗；
利用所述第一参照阻抗以及所述第二参照阻抗校正所述测试阻抗，并获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗数据。
8.一种车辆电池的仿真测试装置，其特征在于，包括：
实际测试数据获取模块，用于确定车辆电池的当前荷电状态，并获取所述当前荷电状态对应的实际测试数据，以及所述实际测试数据的实际阻抗与阻抗响应时间；
测试阻抗获取模块，用于获取所述当前荷电状态对应的测试阻抗；
目标阻抗确定模块，用于根据所述实际阻抗与所述阻抗响应时间对所述测试阻抗进行修正，获得所述当前荷电状态对应的目标阻抗；
热量参数生成模块，用于根据所述目标阻抗进行热量仿真测试，生成所述当前荷电状态对应的热量参数。
9.一种车辆，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行所述指令时，使得所述车辆执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行所述指令时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115129093A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-09-30 | 中国第一汽车股份有限公司 | 动力总成的温度控制方法、温度控制装置、存储介质 |
| CN115129093B (zh) * | 2022-06-20 | 2024-03-15 | 中国第一汽车股份有限公司 | 动力总成的温度控制方法、温度控制装置、存储介质 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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