基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法制造方法及图纸

本案为基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，包括以下步骤：步骤1）根据电池管理系统的构架特点建立复杂电池管理系统的分析模型；步骤2）根据电池管理系统各个子单元之间的相互影响关系，建立复杂电池管理系统脆性系统的分析模型；步骤3）分析中建立的复杂脆性电池管理系统的熵变规律和脆性的稳定性；步骤4）根据得到的复杂脆性电池管理系统的熵变规律和脆性崩溃影响因素，重新构建各个子单元之间的相互影响因素，降低动力电池系统崩溃的概率，使得脆性影响因素发生时，动力电池系统自动恢复到一个稳定的状态。本案将复杂系统的脆性理论引入到动力电池系统的设计中，将子单元崩溃对整个动力电池系统带来的影响控制到最低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动汽车用动力电池安全性控制
，具体涉及一种基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法。
技术介绍
现阶段由于动力电池材料所限，动力电池的环境适应性能和使用安全性能还无法满足整车恶劣条件下的使用要求，因此需要设计高效的动力电池管理系统(BMS)从而实现对动力电池的有效管理。随着电动汽车的飞速发展，对于BMS的功能和要求日益增多，BMS的系统设计也越来越呈现功能复杂和控制逻辑多样化的特点。随着BMS子单元数量的不断增多且其相互之间关联和作用关系的日益复杂，加之外部环境的要求和不确定性也在不断增加，BMS某个子单元或者某种功能模块或特性的丧失，突变等都有可能造成整个BMS功能的丧失或者突然崩溃，这种崩溃对于系统自身及关联环境都是致命的危害。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法；采用该设计方法可以提高动力电池系统的安全性、稳定性和降低崩溃的概率。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，电池管理系统包括多个子单元，相邻的子单元之间增加隔热装置，所述隔热装置包括石棉纸，从而将所述子单元之间的热失控影响因素概率大幅度降低，避免其中一个电池单体或者电池模组的起火或者燃烧，引发周边电池单体或者模组不可逆转的失控；包括以下步骤：步骤1)根据电池管理系统的构架特点建立复杂电池管理系统的分析模型；步骤2)根据所述电池管理系统各个子单元之间的相互影响关系，建立复杂电池管理系统脆性系统的分析模型；步骤3)分析所述步骤2)中建立的所述复杂脆性电池管理系统的熵变规律和脆性的稳定性；步骤4)根据所述步骤3)得到的复杂脆性电池管理系统的熵变规律和脆性崩溃影响因素，重新构建各个所述子单元之间的相互影响因素，降低所述动力电池系统崩溃的概率，使得脆性影响因素发生时，所述动力电池系统自动恢复到一个稳定的状态。优选的是，所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其中，所述子单元包括相互串联的至少两个电池单体、至少两个电池模组中的至少一种，在所述步骤4)中，将串联关系的至少两个所述电池单体或电池模组之间的失效影响因素切断，仅保留并联关系的电池单体或电池模组之间的相互失效影响因素。优选的是，所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其中，在串联关系的每两个相邻的所述子单元之间增加绝缘隔离装置，所述绝缘隔离装置包括绝缘纸。优选的是，所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其中，在串联关系的每两个相邻的所述子单元之间增加热熔胶。优选的是，所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其中，在串联关系的每两个相邻的所述子单元之间增加电流切断装置。优选的是，所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其中，在所述电池模组的焊接板上增加ABS阻燃板。优选的是，所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其中，在所述电池单体的正负极焊接板上增加打胶工艺。优选的是，所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其中，在所述电池单体的外壳增加灌胶工艺。一种动力电池系统的复杂系统脆性理论设计方法，包括：(1)分析电池管理系统不同子单元和子单元相互之间的影响因素和影响因子，根据脆性复杂系统的理论分析公式，构建动力电池系统的复杂分析模型，来分析构建动力电池系统的脆性：假设脆性源为a0，从遭受外界作用到崩溃的状态值为系统状态由0和1之间的两位小数表示，1表示系统崩溃；gi(t＝1,2,…m)表示在t时刻具有m种崩溃情况的概率，即：每个基点状态下的物理熵为：所述(公式2)中，K＝3.2983×10-24为波尔兹常数，t＝1,2,…,n；如果为初始状态，则初始状态下的衡量系统无序程度的量为：若相邻个数为2，则每一组的ai-1,ai,ai+1就组成了一个单脆性源，双接受者的脆性单元；所述(公式4)，和分别为ai-1和ai+1在t时刻提供的负熵流；将电池单体失效扩散系统作为整个电池管理系统的子单元，设S为电池管理系统的样本空间，a0作为子单元失效扩散的基点，子单元相邻的两个临近系统可以作为元胞a-1和a1，p1＝l1/L1，L1为子单元失效的最大样本数，l1为实际发生失效的子单元样本，p1为系统崩溃的概率，每个时刻的基点状态为接下来以系统不进行有效干预的情况下，对于a0的崩溃概率进行计算；然后在系统干预的情况下，再次对于a0的崩溃概率进行计算，对比分析设计电池复杂系统的稳定性；以统计得到的电池系统单体电池失效概率数据作为参考输入，初始状态值代入所述(公式4)计算得到计算结果；当计算到t＝13时，a0崩溃，说明在系统不干预，即不引入负熵流的情况下，子单元崩溃速度很快，伴随着a0的崩溃，和a0相互耦合的脆性接受者a1和a2的熵值也在增加；当a0崩溃后，熵值突然增加，向ai吸收负熵流，熵增速度过快，负熵流无法弥补熵增，最终a0在t＝13时崩溃，ai由于负熵加快了自己的熵增，也接近崩溃，最终导致整个系统崩溃；(2)针对上述分析的结果，修改所述电池系统的子单元之间的脆性关联构架，降低关联子单元相互之间的脆性联系：修改电池系统结构后的复杂系统，根据关系系统概率时，其他脆性事件的概率为0的不可能事件，根据 q j = p j P j Σ j = 1 n P j p j ]]>可知，当qi＝1(当且仅当i＝j时)，当i≠j时，有qi＝0，此时的复杂系统的脆性风险熵为0，由所述(公式5)可知，系统的脆性事件空间为确定的事件空间时，系统的脆性风险熵为0，此时系统的风险具有了确定性；当迭代计算步长达到19次后，熵值已经达到最大，这表明系统崩溃的概率最高。本专利技术的有益效果：本案将复杂系统的脆性理论引入到动力电池系统的设计中，重点分析动力电池系统崩溃的连锁效应，即某一子单元的崩溃引发的连锁崩溃效应，研究优化动力电池系统构架设计，将子单元崩溃对整个动力电池系统带来的影响控制到最低；将整个电池管理系统作为一个将脆性源、脆性接收者和脆性联系等组成的开发复杂系统，以控制熵变作为衡量系统稳定性和崩溃概率的基本物理量，来分析电池管理系统各个子单元的有序程度和综合影响，优化电池系统的设计构架和各个子单元之间的相互影响因素，提高动力电池系统的安全性、稳定性和降低崩溃的概率。附图说明图1为系统不干预情况下a0状态曲线结果示意图；图2为系统不干预情况下ai的熵变结本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其特征在于：电池管理系统包括多个子单元，相邻的子单元之间增加隔热装置，所述隔热装置包括石棉纸，从而将所述子单元之间的热失控影响因素概率大幅度降低，避免其中一个电池单体或者电池模组的起火或者燃烧，引发周边电池单体或者模组不可逆转的失控，该设计方法包括以下步骤：步骤1)根据电池管理系统的构架特点建立复杂电池管理系统的分析模型；步骤2)根据所述电池管理系统各个子单元之间的相互影响关系，建立复杂电池管理系统脆性系统的分析模型；步骤3)分析所述步骤2)中建立的所述复杂脆性电池管理系统的熵变规律和脆性的稳定性；步骤4)根据所述步骤3)得到的复杂脆性电池管理系统的熵变规律和脆性崩溃影响因素，重新构建各个所述子单元之间的相互影响因素，降低所述动力电池系统崩溃的概率，使得脆性影响因素发生时，所述动力电池系统自动恢复到一个稳定的状态。

【技术特征摘要】
1.基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其特征在于：电池管理系统包括多个子单元，相邻的子单元之间增加隔热装置，所述隔热装置包括石棉纸，从而将所述子单元之间的热失控影响因素概率大幅度降低，避免其中一个电池单体或者电池模组的起火或者燃烧，引发周边电池单体或者模组不可逆转的失控，该设计方法包括以下步骤：步骤1)根据电池管理系统的构架特点建立复杂电池管理系统的分析模型；步骤2)根据所述电池管理系统各个子单元之间的相互影响关系，建立复杂电池管理系统脆性系统的分析模型；步骤3)分析所述步骤2)中建立的所述复杂脆性电池管理系统的熵变规律和脆性的稳定性；步骤4)根据所述步骤3)得到的复杂脆性电池管理系统的熵变规律和脆性崩溃影响因素，重新构建各个所述子单元之间的相互影响因素，降低所述动力电池系统崩溃的概率，使得脆性影响因素发生时，所述动力电池系统自动恢复到一个稳定的状态。2.如权利要求1所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其特征在于：所述子单元包括相互串联的至少两个电池单体、至少两个电池模组中的至少一种，在所述步骤4)中，将串联关系的至少两个所述电池单体或电池模组之间的失效影响因素切断，仅保留并联关系的所述电池单体或电池模组之间的相互失效影响因素。3.如权利要求2所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其特征在于，在串联关系的每两个相邻的所述子单元之间增加绝缘隔离装置，所述绝缘隔离装置包括绝缘纸。4.如权利要求2所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其特征在于，在串联关系的每两个相邻的所述子单元之间增加热熔胶。5.如权利要求2所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其特征在于，在串联关系的每两个相邻的所述子单元之间增加电流切断装置。6.如权利要求2所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其特征在于，在所述电池模组的焊接板上增加ABS阻燃板。7.如权利要求2所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其特征在于，在所述电池单体的正负极焊接板上增加打胶工艺。8.如权利要求2所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其特征在于，在所述电池单体的外壳增加灌胶工艺。9.如权利要求1所述的基于复杂系统脆性理论的带有隔热装置动力电池系统设计方法，其特征在于：所述的步骤(2)为：分析电池管理系统不同子单元和子单元相互之间的影响因素和影响因子，根据脆性复杂系统的理论分析公式，构建动力电池系统的复杂分析模型，来分析构建动力电池系统的脆性：假设脆性源为a0，从遭受外界作用到崩溃的状态值为系统状态由0和1之间的两位小数表示，1表示系统崩溃；gi(t＝1,2,…m)表示在t时...

【专利技术属性】
技术研发人员：周斯加，符兴锋，施陈威，李峰平，周勇，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33