CN115840144A - 电池仿真计算方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电池仿真计算方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。本方法通过获取电池仿真场景；根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。整个方案根据与电池仿真需求数据对应的固液相扩散模型和电子传输模型进行电池仿真计算，可以扩展电池仿真模型的应用场景，针对不同的电池应用场景均可实现电池状态的计算，提高了电池状态信息计算的灵活性。
Description
技术领域
本申请涉及电池仿真领域，具体涉及一种电池仿真计算方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
以锂离子电池为代表的电池作为储能载体得到了广泛应用，比如手机、笔记本电脑、医疗器械、电动汽车、储能电站、信号基站等。为了保证电池安全高效的工作，一般都会配有电池管理系统(Battery Management System，BMS)对电池进行状态估计、故障诊断和电量均衡等管理。
目前BMS很多都采用基于模型的控制技术，这就需要对被控电池建立仿真模型，然而大多数的电池仿真模型都只能适用于特定的场景，基于固定的场景的电池仿真模型进行仿真计算，得到的电池状态信息仅能适用于当前应用场景，无法针对不同的电池应用场景来灵活进行电池仿真计算，得到电池状态信息。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供一种电池仿真计算方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，能够解决电池仿真计算无法适应不同的电池应用场景，造成电池状态信息计算不灵活的问题，提高电池状态信息计算的灵活性。
第一方面，本申请提供了一种电池仿真计算方法，包括：
获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；
将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
上述电池仿真计算方法，通过固液相扩散模型和电子传输模型对电池进行仿真计算，并基于电池仿真场景来确定固液相扩散模型和电子传输模型，根据与电池仿真场景对应的固液相扩散模型和电子传输模型进行电池仿真计算，可以扩展电池仿真模型的应用场景，针对不同的电池应用场景均可实现电池状态的计算，提高了电池状态信息计算的灵活性。
在其中一个实施例中，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型包括：
根据电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
上述实施例中，基于电池仿真场景从预设的多个固液相扩散模型来确定目标固液相扩散模型，并从多个电子传输模型中确定目标电子传输模型，根据与电池仿真场景对应的目标固液相扩散模型和目标电子传输模型进行电池仿真计算，可以根据电池仿真场景准确选择对应的目标固液相扩散模型以及目标电子传输模型，扩展电池仿真模型的应用场景，针对不同的电池应用场景均可实现电池状态的计算，提高了电池状态信息计算的灵活性。
在其中一个实施例中，根据电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：
根据电池仿真场景，确定仿真要求；
根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
上述实施例中，通过确定电池仿真场景的仿真要求，基于仿真要求从预设的多个固液相扩散模型来确定目标固液相扩散模型，并从多个电子传输模型中确定目标电子传输模型，根据与仿真要求对应的目标固液相扩散模型和目标电子传输模型进行电池仿真计算，能够得到满足电池仿真场景的电池状态信息，提高了电池状态信息计算的灵活性。
在其中一个实施例中，根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：
在仿真要求为高精度仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的扩散方程模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的电荷转移模型为目标电子传输模型。
上述实施例中，根据高精度仿真要求选择扩散方程模型以及电荷转移模型，可以精确计算电池状态信息。
在其中一个实施例中，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入扩散方程模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；其中，扩散方程模型基于菲克定律进行扩散浓度计算；
将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电荷转移模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，电荷转移模型基于欧姆定律和基尔霍夫定律进行电学状态信息计算。
上述实施例中，根据高精度仿真要求，通过基于菲克定律进行扩散浓度计算可提高浓度计算的准确性，并通过基于欧姆定律和基尔霍夫定律进行电学状态信息计算，可提高电学状态信息计算的准确性，提高了电池仿真精度。
在其中一个实施例中，根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：
在仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
上述实施中，根据高效率仿真要求选择多项式拟合模型以及传输线模型进行电池仿真，可以提升电池状态信息的计算速度。
在其中一个实施例中，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，基于多项式拟合，将历史电池信息输入多项式拟合模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；
将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入传输线模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，传输线模型基于传输线的等效电路原理进行电学状态信息计算。
上述实施例中，根据高效率仿真要求，通过多项式拟合模型计算扩散浓度可以提高浓度计算的速率，并通过基于传输线的等效电路原理进行电学状态信息计算，可以提高电学状态信息计算的速率，提高了电池仿真效率。
在其中一个实施例中，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史扩散浓度值，将历史扩散浓度值输入固液相扩散模型进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值。
上述实施例中，基于固液相扩散模型，并根据历史扩散浓度值以及历史表面电流密度来计算当前时间步的当前扩散浓度值，可以准确仿真电池变化过程，快速准确的计算当前扩散浓度值。
在其中一个实施例中，将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
上述实施例中，基于电子传输模型，并根据历史电学状态信息以及当前扩散浓度值来计算当前时间步的电学状态信息，可以准确仿真电池变化过程，快速准确的计算当前时间步的电学状态信息。
第二方面，本申请提供了一种电池仿真计算装置，包括：
选取模块，用于获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；
浓度计算模块，用于获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；
电学信息计算模块，用于将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
第三方面，本申请提供了一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；
将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；
将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品。计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；
将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
上述电池仿真计算方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。整个方案通过固液相扩散模型和电子传输模型对电池进行仿真计算，并基于电池仿真场景来确定固液相扩散模型和电子传输模型，根据与电池仿真场景对应的固液相扩散模型和电子传输模型进行电池仿真计算，可以扩展电池仿真模型的应用场景，针对不同的电池应用场景均可实现电池状态的计算，提高了电池状态信息计算的灵活性。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请一个实施例的电池仿真计算方法的应用环境图；
图2为本申请一个实施例的电池仿真计算方法的流程示意图；
图3为本申请一个实施例中电池仿真计算模型确定过程的流程示意图；
图4为本申请另一个实施例中电池仿真计算方法的流程示意图；
图5为本申请又一个实施例中电池仿真计算方法的流程示意图；
图6为本申请又一个实施例的电池仿真计算方法的流程示意图；
图7为本申请一个实施例中电池仿真计算装置的结构框图；
图8为本申请一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
自从锂离子电池被发明以来，人们就致力于开发锂离子电池的仿真模型。伪二维(Pseudo-2-Dimensional，P2D)模型基于多孔电极理论和浓溶液理论建立，使用一个电池极片厚度方向的维度和一个被假设为球形的固相颗粒的半径方向的额外维度(伪维度)来描述电池的行为。经典的P2D模型主要包括5个部分：
利用菲克扩散定律描述球形颗粒中的固相锂离子浓度；
利用扩散和电迁移描述电解液和隔离膜中的锂离子浓度；
利用欧姆定律描述电极中的固相电位；
利用欧姆定律和基尔霍夫定律描述电解液和隔离膜中的液相电位；
利用巴特勒-福尔默方程描述固液界面处的电化学反应。
自1993年被提出后，P2D模型经过了数十年的测试和验证，目前已成为了锂离子电池仿真的重要模型之一。但P2D模型的控制方程的形式复杂，无法得出完全的解析解，只能使用数值方法进行求解，例如使用有限差分法和有限体积法等，计算消耗大，单次计算时间长，使其在很多场景中的应用受到限制，如寿命预测和公差预测等需大规模计算的场景，以及车载BMS(Battery Management System，电池管理系统)等算力有限的场景。
目前已有很多对P2D模型进行简化的尝试，以获得一种能更简洁、更快速、更精准地描述锂离子电池行为的模型，但目前没有能满足所有需求的模型。其中较为著名的有单颗粒模型(Single Particle Model，SPM)，即将电极视为单个的颗粒，并将电解液的浓度和电势的变化完全忽略，这种处理较大程度上简化了计算，但因电解液的性质被完全忽略，故该方法及其衍生模型难以对大倍率的充放电进行准确的计算，并且无法对电池的内部机理进行较完整的描述；另外在BMS系统中常用的RC(Resi stor-Capacitor，电阻-电容)等效电路模型也具有计算速度极快，计算消耗小的优点。但因其参数完全由拟合得到，几乎完全忽略了物理意义，所以无法用于对电池具体物理过程和机理的研究。
除此之外也有对P2D模型的部分过程进行简化的尝试。例如使用多项式拟合求固液相浓度，替换原有的菲克定律描述的扩散过程，可极大幅提升计算速度，但精度较低，使用范围窄，无法适应变电流等复杂工况，且没有包括完整的物理意义，影响对内部机理的研究；此外还有模型使用传输线等效电路模型描述电子传输过程，替换原有的固液相电位计算方法，该等效电路较大程度上的保证了物理意义，并且对原有的固液相电位计算方法的简化也在一定程度上提升了计算速度，但该简化也会对计算精度和稳定性产生影响，比如在电流极小时可能会出现极大的电阻值从而影响后续计算等情况。
基于上述考虑，为了解决目前的电池仿真计算无法适应不同的应用场景，造成电池状态信息计算不灵活的问题，申请人经过深入研究，提供了一种电池仿真计算方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
上述电池仿真计算方法，通过固液相扩散模型和电子传输模型对电池进行仿真计算，并基于电池仿真场景来确定固液相扩散模型和电子传输模型，根据与电池仿真场景对应的固液相扩散模型和电子传输模型进行电池仿真计算，可以扩展电池仿真模型的应用场景，针对不同的电池应用场景均可实现电池状态的计算，提高了电池状态信息计算的灵活性。
本申请提供的电池仿真计算方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，用户102在终端104上进行操作。用户102在终端104的显示界面输入电池仿真场景，终端104获取电池仿真场景；根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。其中，终端104可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种电池仿真计算方法，以该方法应用于图1中的终端104为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202，获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型。
其中，电池仿真场景指的是电池的应用场景，应用场景包括不同工况的电池以及电池的不同用途，不同工况的电池包括不同尺寸的电池、不同充电倍率的电池、不同物理性质参数的电池以及不同电化学参数的电池等，不同尺寸的电池包括方格电池和圆柱电池等，电池的不同用途包括电池寿命预测场景、变电流充电场景、恒电流充电场景以及析锂过程场景等。不同应用场景中电池的仿真要求不同，因此需要选取与电池仿真场景对应的仿真模型来进行电池状态信息计算。电池仿真要求包括物理仿真精度要求以及仿真效率要求，物理仿真精度要求越高，仿真计算得到的电池状态数据越精确，而仿真效率要求数据越高，仿真计算的过程越快，得到电池状态数据的效率越高。
本实施例将电池仿真计算过程分成固液相扩散过程的计算和电子传输过程的计算。固液相扩散模型用于计算电池仿真过程中锂离子的固相浓度变化和液相浓度变化，电子传输模型用于计算电池仿真过程中锂离子的固相以及液相的电流、电压以及电阻等电学状态信息。固液相扩散模型包括扩散方程模型、多项式拟合模型以及其他可实现锂离子的固相浓度变化和液相浓度变化过程计算的模型，如全均质化模型等，其他实现锂离子的固相浓度变化和液相浓度变化的计算模型本实施例在此不作限定，可根据电池仿真场景的仿真要求加入新的计算模型，提升电池仿真场景的多样性以及电池状态信息计算的灵活性，本实施例以通过扩散方程模型、多项式拟合模型来进行锂离子的固相浓度变化和液相浓度变化过程计算为例进行解释说明，锂离子的固相浓度变化和液相浓度变化可由扩散方程模型或者多项式拟合模型计算得到。电子传输模型包括电荷转移模型、传输线模型以及其他可实现锂离子的固相以及液相的电流、电压以及电阻等电学状态信息计算的模型，其他实现锂离子的固相以及液相的电流、电压以及电阻等电学状态信息计算的模型本实施例在此不作限定，可根据电池仿真场景的仿真要求加入新的计算模型，提升电池仿真场景的多样性以及电池状态信息计算的灵活性，本实施例以通过电荷转移模型或者传输线模型来进行锂离子的固相以及液相的电流、电压以及电阻等电学状态信息计算为例进行解释说明，锂离子的固相以及液相的电流、电压以及电阻等电学状态信息可由电荷转移模型或者传输线模型计算得到。
具体地，用户向终端发送电池仿真请求，电池仿真请求中携带电池仿真场景、与电池仿真场景对应的仿真要求以及仿真数据，终端侦听并响应电池仿真指令，对电池仿真请求进行解析，得到电池仿真场景以及电池仿真场景对应的仿真要求。
仿真数据指的是电池的实际工况参数，包括工况、外部环境温度、电池的电流值、电池的荷电状态、电池的健康状态以及充电倍率在不同时间的曲线参数等，仿真数据用于后续对电池进行仿真计算。
用户还可以直接向终端发送携带电池仿真场景的电池仿真请求，终端侦听并响应电池仿真请求，对电池仿真请求进行解析，得到电池仿真场景。进一步地，每个电池仿真场景存在唯一的场景标识，不同的电池仿真场景对应不同的场景标识，电池仿真场景与仿真要求的对应关系存储于终端的数据存储系统中，数据存储系统可以集成在服务器上，也可以放在云上或其他网络服务器上。终端根据电池应用场景确定场景标识，根据场景标识在电池仿真场景与仿真要求的对应关系中查询与场景标识对应的仿真数据数据，得到本次电池仿真的仿真要求。然后，终端根据电池仿真场景的仿真要求，选取与电池仿真场景的仿真要求对应的固液相扩散模型以及电子传输模型。
步骤204，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值。
其中，当前时间步指的是当前电池仿真计算所处时序信息，即本轮电池仿真所处的轮次信息，与当前时间步对应的相邻时间步指的是上一时间步，即上一轮电池仿真所处的轮次信息。历史电池信息包括历史扩散浓度值以及历史电学状态信息。扩散浓度值包括固相扩散浓度和液相扩散浓度。
具体地，终端获取与当前时间步对应的上一时间步的历史电池信息。从历史电池信息以及仿真数据中获取固液相浓度计算所需的电池信息，将固液相浓度计算所需的电池信息输入固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步电池的当前扩散浓度值。
步骤206，将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
具体地，终端从历史电池信息以及仿真数据中电学状态计算所需的电池信息，将计算得到的当前扩散浓度值以及电学状态计算所需的电池信息输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步电池的电学状态信息，可根据用户应用需求输出当时时间步的电学状态信息以及当前扩散浓度值。
上述电池仿真计算方法中，获取电池仿真场景；根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。整个方案通过固液相扩散模型和电子传输模型对电池进行仿真计算，并基于电池仿真场景来确定固液相扩散模型和电子传输模型，根据与电池仿真场景对应的固液相扩散模型和电子传输模型进行电池仿真计算，可以扩展电池仿真模型的应用场景，针对不同的电池应用场景均可实现电池状态的计算，提高了电池状态信息计算的灵活性。
在一个可选的实施例中，根据所述电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型包括：
根据所述电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
其中，固液相扩散模型用于计算电池仿真过程中锂离子的固相浓度变化和液相浓度变化，预设的多个固液相扩散模型包括扩散方程模型、多项式拟合模型以及其他可实现锂离子的固相浓度变化和液相浓度变化过程计算的模型，如全均质化模型等。
电子传输模型用于计算电池仿真过程中锂离子的固相以及液相的电流、电压以及电阻等电学状态信息。电子传输模型包括电荷转移模型、传输线模型以及其他可实现锂离子的固相以及液相的电流、电压以及电阻等电学状态信息计算的模型。
具体地，终端根据电池仿真场景的仿真要求，从预设的扩散方程模型以及多项式拟合模型中选取与电池仿真场景的仿真要求对应的固液相扩散模型，得到目标固液相扩散模型，并从预设的电荷转移模型以及传输线模型中选取与电池仿真场景的仿真要求对应的电子传输模型，得到目标电子传输模型。
本实施例中，基于电池仿真场景从预设的多个固液相扩散模型来确定目标固液相扩散模型，并从多个电子传输模型中确定目标电子传输模型，根据与电池仿真场景对应的目标固液相扩散模型和目标电子传输模型进行电池仿真计算，可以根据电池仿真场景准确选择对应的目标固液相扩散模型以及目标电子传输模型，扩展电池仿真模型的应用场景，针对不同的电池应用场景均可实现电池状态的计算，提高了电池状态信息计算的灵活性。
在一个可选的实施例中，如图3所示，根据电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：
步骤302，根据电池仿真场景，确定仿真要求。
其中，仿真要求包括物理仿真精度要求以及仿真效率要求。物理仿真精度要求越高，电池仿真得到的电池状态信息准确度越高。仿真效率要求越高，电池仿真得到电池状态信息的速度越快。
具体地，终端根据电池仿真场景，根据本地存储的电池仿真场景与仿真要求的对应关系中确定仿真要求。
步骤304，根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
具体地，终端根据电池仿真场景的仿真要求，从预设的扩散方程模型以及多项式拟合模型中选取与电池仿真场景的仿真要求对应的固液相扩散模型，得到目标固液相扩散模型，并从预设的电荷转移模型以及传输线模型中选取与电池仿真场景的仿真要求对应的电子传输模型，得到目标电子传输模型。
本实施例中，通过确定电池仿真场景的仿真要求，基于仿真要求从预设的多个固液相扩散模型来确定目标固液相扩散模型，并从多个电子传输模型中确定目标电子传输模型，根据与仿真要求对应的目标固液相扩散模型和目标电子传输模型进行电池仿真计算，能够得到满足电池仿真场景的电池状态信息，提高了电池状态信息计算的灵活性。
在一个可选的实施例中，根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：
在仿真要求为高精度仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的扩散方程模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的电荷转移模型为目标电子传输模型。
其中，扩散方程模型为P2D模型中计算锂离子固液相浓度过程的模型。电荷转移模型为P2D模型中计算电学状态信息过程的模型。
具体地，终端将物理仿真精度要求与预设精度阈值进行对比，将仿真效率要求与预设效率阈值进行对比，若物理仿真精度要求大于或者等于预设精度阈值，则该电池仿真场景的仿真要求为高精度仿真要求，然后，从多个固液相扩散模型中确定扩散方程模型为目标固液相扩散模型，并预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的电荷转移模型为目标电子传输模型。
若电池仿真场景为高精度物理仿真要求以及高效率仿真要求，则确定目标固液相扩散模型为扩散方程模型，并确定目标电子传输模型为传输线模型，或者确定目标固液相扩散模型为多项式拟合模型，并确定目标电子传输模型为电荷转移模型。
本实施中，根据高精度仿真要求选择扩散方程模型以及电荷转移模型进行电池仿真，可以精确计算电池状态信息。
在一个可选的实施例中，如图4所示，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：
步骤402，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入扩散方程模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值。
其中，扩散方程模型基于菲克定律进行扩散浓度计算。
具体地，若终端选择扩散方程模型为目标固液相扩散模型，则将历史电池信息中计算固液相浓度信息所需的上一时间步的历史扩散浓度值以及历史表面电流密度输入扩散方程模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值。
进一步地，由菲克定律来描述扩散过程，即认为由扩散引起的摩尔通量与浓度梯度成正比，空间上的某一点的浓度的变化率与浓度的空间二阶导数成正比。固相浓度表达式如下：
其中cs为固相浓度，t为时间步，Ds为扩散系数，r为固相颗粒半径方向上的位置，j为表面电流密度，F为法拉第常数，R为固相颗粒半径。
液相扩散过程由如下液相浓度表达式计算得到，考虑了锂离子在厚度方向上的扩散过程和电迁移过程：
其中εl为对应区域的孔隙率，cl为液相浓度，x为厚度方向上的位置，Deff,l为有效液相扩散系数，t+为锂离子在电解液中的离子迁移数，a为固相颗粒比表面积，j(x,t)为该点的浓度通量，L为极片总厚度。
然后，进行电学状态信息计算，将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：
步骤404，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电荷转移模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
其中，电荷转移模型基于欧姆定律和基尔霍夫定律进行电学状态信息计算。
具体地，终端获取与当前时间步对应的上一时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电荷转移模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
进一步地，电荷转移模型和传输线模型中电极表面电流密度均由巴特勒-福尔默方程得到：
其中i0为交换电流密度，ka和kc分别为阳极和阴极反应速率常数，αa和αc分别为阳极和阴极的传递系数，η为电极反应过电位，R为气体常数，T为温度。
电荷转移模型仿真液相电导与电迁移过程，由欧姆定律和基尔霍夫定律计算电池体系中的各个位置的电势和电流，电荷转移计算主要包括以下控制方程：
其中σs,eff和σl,eff分别为固相和液相的有效电导率，Φs和Φl分别为固相和液相的电位。
本实施例中，根据高精度仿真要求，通过基于菲克定律进行扩散浓度计算可提高浓度计算的准确性，并通过基于欧姆定律和基尔霍夫定律进行电学状态信息计算，可提高电学状态信息计算的准确性，提高了电池仿真精度。
在一个可选的实施例中，根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：
在仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
其中，多项式拟合模型为简化模型中计算锂离子固液相浓度过程的模型。传输线模型为简化模型中计算电学状态信息过程的模型。
具体地，终端将物理仿真精度要求与预设精度阈值进行对比，将仿真效率要求与预设效率阈值进行对比，若仿真效率要求大于或者等于预设效率阈值，则该电池仿真场景的仿真要求为高效率仿真要求，然后，从多个固液相扩散模型中确定多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
本实施中，根据高效率仿真要求选择多项式拟合模型以及传输线模型进行电池仿真，可以提升电池状态信息的计算速度。
在一个可选的实施例中，如图5所示，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：
步骤502，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，基于多项式拟合，将历史电池信息输入多项式拟合模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值。
具体地，若终端选择多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，则将历史电池信息中计算固液相浓度信息所需的上一时间步的历史扩散浓度值以及历史表面电流密度输入多项式拟合模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值。
进一步地，多项式拟合模型将P2D模型中的描述固相浓度的偏微分方程简化为简单的微分代数方程，多项式拟合控制方程如下：
其中a(t)和b(t)为与时间相关的常数，可由模型的输入经过算法处理得到。
多项式拟合模型中的液相扩散过程与扩散方程模型中的计算过程一致，均由液相浓度表达式(2)计算得到。
然后，将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：
步骤504，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入传输线模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
其中，传输线模型基于传输线的等效电路原理进行电学状态信息计算。
具体地，获取与当前时间步对应的上一时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入传输线模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
进一步地，引入传输线模型等效电路描述系统的电学状态，对该等效电路模型使用基尔霍夫定律，得到矩阵化后的模型，可用如下矩阵方程描述：
其中Isystem、Rsystem和Usystem分别为体系的电流、电阻、电压组成的矩阵，在每个时间步中，Rsystem和Usystem已知，即可求得Isystem，表示该时间步时的体系电流状态。
本实施例中，根据高效率仿真要求，通过多项式拟合模型计算扩散浓度可以提高浓度计算的速率，并通过基于传输线的等效电路原理进行电学状态信息计算，可以提高电学状态信息计算的速率，提高了电池仿真效率。
在一个可选的实施例中，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史扩散浓度值，将历史扩散浓度值输入固液相扩散模型进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值。
具体地，固液相扩散模型用于计算当前时间步内的固相和液相浓度变化，终端根据当前时间步信息获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史扩散浓度值以及历史表面电流密度，将历史扩散浓度值以及历史表面电流密度输入扩散方程模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值。当当前时间步为第一步时，无历史电池信息，则使用默认初始电池信息作为电池信息，默认初始电池信息可根据不同电池的初始电学状态信息以及浓度信息综合分析得到。
上述实施例中，基于固液相扩散模型，并根据历史扩散浓度值以及历史表面电流密度来计算当前时间步的当前扩散浓度值，可以准确仿真电池变化过程，快速准确的计算当前扩散浓度值。
在一个可选的实施例中，将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
具体地，电子传输模型用于计算对应时间步内的电势、电流等相关的电学量。终端获取与当前时间步对应的上一时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。当当前时间步为第一步时，无历史电池信息，则使用默认初始电池信息作为电池信息，默认初始电池信息可根据不同电池的初始电学状态信息以及浓度信息综合分析得到。
上述实施例中，基于电子传输模型，并根据历史电学状态信息以及当前扩散浓度值来计算当前时间步的电学状态信息，可以准确仿真电池变化过程，快速准确的计算当前时间步的电学状态信息。
在一个可选的实施例中，当根据所述当前时间步扩散浓度值以及所述当前时间步的电学状态信息，判定电池仿真过程达到预设仿真结束条件，则电池仿真计算终止。预设仿真结束条件包括电池达到最大电池电压或者达到最小电池按压、达到预设最长仿真时间阈值以及仿真计算出错等。仿真计算出错包括浓度出现负数或者为虚数等。
当电池仿真计算终止，可以将用户应用所需数据输出并存入本地存储器，还可以输出并存储本次仿真过程中其他相关信息(如计算耗时、错误报告等)。
本实施例中，以本申请提供的电池仿真计算方法应用于寿命预测场景为例进行说明，寿命预测场景的仿真要求为计算速度快，以节省大量计算所需的总时间；需要较完整的物理意义，以获得寿命模型中所需的数据；适用于复杂工况，如变电流充电、恒电压充电等。因此寿命预测场景中固液相扩散模型为扩散方程模型，电子传输模型为传输线模型，采用扩散方程模型+传输线模型来进行电池状态信息的快速且精确计算。
本实施例中，以本申请提供的电池仿真计算方法应用于析锂过程分析场景为例进行说明，析锂过程分析场景的仿真要求为精度高，能得到准确的电势值；物理意义完整，能提供足够的数据支持对析锂过程的研究。因此寿命预测场景中固液相扩散模型为扩散方程模型，电子传输模型为电荷转移模型，采用扩散方程模型+电荷转移模型来进行电池状态信息的精确计算。
为了易于理解本申请实施例提供的技术方案，如图6所示，以完整的电池仿真计算过程对本申请实施例提供的电池仿真计算方法进行简要说明：
步骤602，获取电池仿真场景。
步骤604，根据电池仿真场景，确定仿真要求。
步骤606，在仿真要求为高精度仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的扩散方程模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的电荷转移模型为目标电子传输模型。
步骤608，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史扩散浓度值以及历史表面电流密度，将历史扩散浓度值以及历史表面电流密度输入扩散方程模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值。
步骤610，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电荷转移模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
步骤612，在仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
步骤614，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史扩散浓度值以及历史表面电流密度，将历史扩散浓度值以及历史表面电流密度输入多项式拟合模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值。
步骤616，获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入传输线模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电池仿真计算方法的电池仿真计算装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个电池仿真计算装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电池仿真计算方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种电池仿真计算装置，包括：选取模块702、浓度计算模块704和电学信息计算模块706，其中：
选取模块702，用于获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型。
浓度计算模块704，用于获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值。
电学信息计算模块706，用于将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
在其中一个实施例中，选取模块702还用于根据电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
在其中一个实施例中，选取模块702还用于根据电池仿真场景，确定仿真要求；根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
在其中一个实施例中，选取模块702还用于在仿真要求为高精度仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的扩散方程模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的电荷转移模型为目标电子传输模型。
在其中一个实施例中，浓度计算模块704还用于获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入扩散方程模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；其中，扩散方程模型基于菲克定律进行扩散浓度计算；电学信息计算模块706还用于获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电荷转移模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，电荷转移模型基于欧姆定律和基尔霍夫定律进行电学状态信息计算。
在其中一个实施例中，选取模块702还用于在仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
在其中一个实施例中，浓度计算模块704还用于获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，基于多项式拟合，将历史电池信息输入多项式拟合模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；电学信息计算模块706还用于获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入传输线模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，传输线模型基于传输线的等效电路原理进行电学状态信息计算。
在其中一个实施例中，浓度计算模块704还用于获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史扩散浓度值，将历史扩散浓度值输入固液相扩散模型进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值。
在其中一个实施例中，电学信息计算模块706还用于获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
上述电池仿真计算装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电池仿真计算方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；
将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型包括：根据电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：根据电池仿真场景，确定仿真要求；根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：在仿真要求为高精度仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的扩散方程模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的电荷转移模型为目标电子传输模型。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入扩散方程模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；其中，扩散方程模型基于菲克定律进行扩散浓度计算；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电荷转移模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，电荷转移模型基于欧姆定律和基尔霍夫定律进行电学状态信息计算。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：在仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：在仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，基于多项式拟合，将历史电池信息输入多项式拟合模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入传输线模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，传输线模型基于传输线的等效电路原理进行电学状态信息计算。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史扩散浓度值，将历史扩散浓度值输入固液相扩散模型进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；
将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型包括：根据电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：根据电池仿真场景，确定仿真要求；根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：在仿真要求为高精度仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的扩散方程模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的电荷转移模型为目标电子传输模型。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入扩散方程模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；其中，扩散方程模型基于菲克定律进行扩散浓度计算；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电荷转移模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，电荷转移模型基于欧姆定律和基尔霍夫定律进行电学状态信息计算。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：在仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：在仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，基于多项式拟合，将历史电池信息输入多项式拟合模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入传输线模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，传输线模型基于传输线的等效电路原理进行电学状态信息计算。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史扩散浓度值，将历史扩散浓度值输入固液相扩散模型进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取电池仿真场景，根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值；
将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型包括：根据电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：根据电池仿真场景，确定仿真要求；根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：在仿真要求为高精度仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的扩散方程模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的电荷转移模型为目标电子传输模型。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入扩散方程模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；其中，扩散方程模型基于菲克定律进行扩散浓度计算；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电荷转移模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，电荷转移模型基于欧姆定律和基尔霍夫定律进行电学状态信息计算。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：在仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：在仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，基于多项式拟合，将历史电池信息输入多项式拟合模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入传输线模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，传输线模型基于传输线的等效电路原理进行电学状态信息计算。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将历史电池信息输入至固液相扩散模型中进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史扩散浓度值，将历史扩散浓度值输入固液相扩散模型进行计算，得到当前时间步的当前扩散浓度值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将历史电学状态信息以及当前扩散浓度值输入电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
本领域普通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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (13)
1.一种电池仿真计算方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电池仿真场景，根据所述电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将所述历史电池信息输入至所述固液相扩散模型中进行计算，得到所述当前时间步的当前扩散浓度值；
将所述当前扩散浓度值输入所述电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型包括：
根据所述电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池仿真场景，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：
根据所述电池仿真场景，确定仿真要求；
根据所述仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：
在所述仿真要求为高精度仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的扩散方程模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的电荷转移模型为目标电子传输模型。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将所述历史电池信息输入至所述固液相扩散模型中进行计算，得到所述当前时间步的当前扩散浓度值包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将所述历史电池信息输入所述扩散方程模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；其中，所述扩散方程模型基于菲克定律进行扩散浓度计算；
所述将所述当前扩散浓度值输入所述电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将所述历史电学状态信息以及所述当前扩散浓度值输入所述电荷转移模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，所述电荷转移模型基于欧姆定律和基尔霍夫定律进行电学状态信息计算。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述仿真要求，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的目标电子传输模型包括：
在所述仿真要求为高效率仿真要求的情况下，在预设的多个固液相扩散模型中选取电池仿真计算的多项式拟合模型为目标固液相扩散模型，并在预设的多个电子传输模型中选取电池仿真计算的传输线模型为目标电子传输模型。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将所述历史电池信息输入至所述固液相扩散模型中进行计算，得到所述当前时间步的当前扩散浓度值包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，基于多项式拟合，将所述历史电池信息输入所述多项式拟合模型中进行计算，得到当前时间步扩散浓度值；
所述将所述当前扩散浓度值输入所述电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将所述历史电学状态信息以及所述当前扩散浓度值输入所述传输线模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息；其中，所述传输线模型基于传输线的等效电路原理进行电学状态信息计算。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将所述历史电池信息输入至所述固液相扩散模型中进行计算，得到所述当前时间步的当前扩散浓度值包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史扩散浓度值，将所述历史扩散浓度值输入所述固液相扩散模型进行计算，得到所述当前时间步的当前扩散浓度值。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述当前扩散浓度值输入所述电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息包括：
获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电学状态信息，将所述历史电学状态信息以及所述当前扩散浓度值输入所述电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
10.一种电池仿真计算装置，其特征在于，所述装置包括：
选取模块，用于获取电池仿真场景，根据所述电池仿真场景，选取电池仿真计算的固液相扩散模型以及电子传输模型；
浓度计算模块，用于获取与当前时间步对应的相邻时间步的历史电池信息，将所述历史电池信息输入至所述固液相扩散模型中进行计算，得到所述当前时间步的当前扩散浓度值；
电学信息计算模块，用于将所述当前扩散浓度值输入所述电子传输模型中进行计算，得到当前时间步的电学状态信息。
11.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
13.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202211455999.XA CN115840144A (zh) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | 电池仿真计算方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211455999.XA CN115840144A (zh) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | 电池仿真计算方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115840144A true CN115840144A (zh) | 2023-03-24 |
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ID=85575781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211455999.XA Pending CN115840144A (zh) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | 电池仿真计算方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115840144A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116341297A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-06-27 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池仿真方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 |
| CN116759004A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-15 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 模型修正方法、装置、计算机设备和存储介质 |
-
2022
- 2022-11-21 CN CN202211455999.XA patent/CN115840144A/zh active Pending
Cited By (4)
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| CN116759004B (zh) * | 2023-08-14 | 2024-01-12 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 模型修正方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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