电池电芯性能参数获取方法及获取装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电池技术领域，提供一种电池电芯性能参数获取方法和获取装置。所述电池电芯性能参数获取方法包括：获取有关电池的修正后的参数；以及根据预先建立的所述电池的电化学‑热耦合模型和所述有关电池的修正参数，获取所述电池的电化学‑热耦合模型输出的有关所述电池的电芯性能参数。本发明专利技术所述的电池电芯性能参数获取方法获得的电池电芯性能参数的精确度高，可以进行电芯设计前期的性能预测和后期的数据验证，能够实现减少测试资源，加快电池研发进度的目的。

Acquisition Method and Acquisition Device for Performance Parameters of Battery Core

【技术实现步骤摘要】
电池电芯性能参数获取方法及获取装置
本专利技术涉及电池
，特别涉及一种电池电芯性能参数获取方法和电池电芯性能参数获取装置。
技术介绍
近年来燃油汽车销量持续下滑，新能源汽车的销量却大幅增长，也会带动动力电池的市场。目前，许多汽车厂商纷纷通过合资或自建动力电池公司的方式，加大动力电池的投入，来保障自家的新能源汽车能快速投放市场。为了保障电池的产品竞争力，就要求电池制造商进一步压缩开发周期、降低生产成本和提前预研电芯性能。传统的产品开发需要耗费大量的人力和物力，开发周期长，明显不利于企业在新能源行业发展中占据制高点。例如，电池从材料选型开始到量产工艺确定会经历较长时间的开发周期以及大量人力和物力的损耗。每变更一次试验条件，就需要增加多组实验，实验重复性多，开发周期就会延长，导致研发成本加大；电化学机理模型所需参数多达几十个，直接建立一个电池模型去修正参数难以保证其在机理上的合理性，即使仿真结果合理，也难以保证真实的电化学动力学上的合理性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种电池电芯性能参数获取方法和电池电芯性能参数获取装置，以解决现有技术电池模型建立过程复杂和获取的电池电芯性能参数的精度低和误差大的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种电池电芯性能参数获取方法，所述方法包括：获取有关电池的修正后的参数；以及根据预先建立的所述电池的电化学-热耦合模型和所述有关电池的修正参数，获取所述电池的电化学-热耦合模型输出的有关所述电池的电芯性能参数。进一步的，所述方法还包括通过以下方式获取所述有关电池的修正后的参数：根据所述电池的正极半电池的电化学模型的仿真数据和所述电池的负极半电池的电化学模型的仿真数据与有关所述电池的实测数据比对结果，对所述正极半电池的电化学模型和所述负极半电池的电化学模型进行修正；在所述正极半电池的电化学模型的仿真数据和所述负极半电池的电化学模型的仿真数据与有关所述电池的实测数据比对结果的偏差值在第一预设范围内时，获取当前的正极半电池的电化学模型和负极半电池的电化学模型的参数；根据所述获取当前的正极半电池的电化学模型和负极半电池的电化学模型的参数构建与所述电池对应的单片电池的电化学-热耦合模型，并根据单片电池的电化学-热耦合模型的仿真数据与有关所述电池的实测数据比对结果，对所述单片电池的电化学-热耦合模型进行修正；在所述单片电池的电化学热耦合模型的仿真数据与有关所述电池的实测数据的比对结果的偏差值在第二预设范围内时，获取当前的单片电池的电化学热耦合模型的参数，并将所述当前的单片电池的电化学-热耦合模型的参数作为所述有关电池的修正后的参数。进一步的，所述方法还包括：通过最小二乘法确定所述正极半电池的电化学模型、负极半电池的电化学模型和三电极电池的电化学-热耦合模型的仿真数据与实测数据的偏差值。进一步的，所述实测数据为与所述电池对应的扣式电池的实测数据和/或与所述电池对应的三电极电池的实测数据。进一步的，所述扣式电池的实测数据为所述扣式电池在不同容量条件下的放电性能曲线；所述正极半电池的电化学模型的仿真数据为所述正极半电池的电化学模型在不同容量条件下的放电性能曲线；所述负极半电池的电化学模型的仿真数据为所述负极半电池的电化学模型在不同容量条件下的放电性能曲线；所述三电极电池的实测数据为所述三电极电池在不同容量条件下的充电性能曲线和放电性能曲线；所述单片电池的电化学热耦合模型的仿真数据为所述单片电池的电化学-热耦合模型在不同容量条件下的充电性能曲线和放电性能曲线。进一步的，所述有关电池的修正后的参数包括以下中的一者或多者：正极材料的粒径、负极材料的粒径、固相扩散系数、固相电导率、反应速率常数、电解液扩散系数、液相电导率、电极片的导热系数、比热容和对流换热系数。进一步的，所述方法还包括：根据获取的电池的电芯性能的种类确定物理场；以及根据所述物理场、与所述物理场对应的求解域、物性参数和边界条件建立所述电池的电化学-热耦合模型，其中，所述电池的电芯性能的种类包括：容量、充电速率、放电速率、高低温性能、直流内阻和OCV-SOC特性。相对于现有技术，本专利技术所述的电池电芯性能参数获取方法具有以下优势：(1)本专利技术所述的电池电芯性能参数获取方法，获得的电池电芯性能参数的精确度高，可以进行电芯设计前期的性能预测和验证后期的为BMS部门和PACK部门提供的电池功率mapping数据和内阻mapping数据，能够实现减少测试资源，加快电池研发进度的目的。(2)本专利技术所述的电池电芯性能参数获取方法，根据正极半电池的电化学模型、负极半电池的电化学模型和单片电池的电化学热耦合模型与实测数据的比对结果对参数进行修正，与现有的直接建立的全电池的电化学-热耦合模型相比，对参数的修正更具有方向性和实际性。(3)本专利技术所述的电池电芯性能参数获取方法中的实测数据来源于扣式电池和三电极电池，相对于制作多层数叠片的大容量电芯来说，其具有成本低，制作周期短和制造过程简单的优点。本专利技术的另一目的在于提出一种机器可读存储介质，用于解决现有技术电池模型建立过程复杂和获取的电池电芯性能参数的精度低和误差大的问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，所述指令用于使得机器能够执行上述的电池电芯性能参数获取方法。所述机器可读存储介质与上述电池电芯性能参数获取方法相对于现有技术所具有的的优势相同，在此不再赘述。本专利技术的另一目的在于提出一种电池电芯性能参数获取装置，以解决现有技术电池模型建立过程复杂和获取的电池电芯性能参数的精度低和误差大的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种电池电芯性能参数获取装置，所述获取装置包括获取模块，用于获取有关电池的修正后的参数；以及处理模块，用于根据预先建立的所述电池的电化学-热耦合模型和所述有关电池的修正参数，得到所述电池的电化学-热耦合模型输出的有关所述电池的电芯性能参数。进一步的，所述有关电池的修正后的参数包括以下中的一者或多者：正极材料的粒径、负极材料的粒径、固相扩散系数、固相电导率、反应速率常数、电解液扩散系数、液相电导率、电极片的导热系数、比热容和对流换热系数。所述电池电芯性能参数获取装置与上述电池电芯性能参数获取装置i相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施方式所述的电池电芯性能参数获取方法的流程示意图；图2为本专利技术实施方式提供的获取电池的电芯性能参数的方法的流程示意图；图3为本专利技术实施方式提供的正/负极半电池的几何模型结构示意图；图4为本专利技术实施方式提供的正极半电池电化学模型与实测数据的SOC-OCV曲线对比图；图5为本专利技术实施方式提供的负极半电池电化学模型与实测数据的SOC-OCV曲线对比图；图6为本专利技术实施方式提供的单片电池的几何模型结构示意图；图7为本专利技术实施方式提供的电池在常温下以0.33C、0.5C、1C、1.2C、1.4C、1.6C、2C倍率下放电的仿真曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池电芯性能参数获取方法，其特征在于，所述方法包括：获取有关电池的修正后的参数；以及根据预先建立的所述电池的电化学‑热耦合模型和所述有关电池的修正参数，得到所述电池的电化学‑热耦合模型输出的有关所述电池的电芯性能参数。

【技术特征摘要】
1.一种电池电芯性能参数获取方法，其特征在于，所述方法包括：获取有关电池的修正后的参数；以及根据预先建立的所述电池的电化学-热耦合模型和所述有关电池的修正参数，得到所述电池的电化学-热耦合模型输出的有关所述电池的电芯性能参数。2.根据权利要求1所述的电池电芯性能参数获取方法，其特征在于，所述方法还包括通过以下方式获取所述有关电池的修正后的参数：根据所述电池的正极半电池的电化学模型的仿真数据和所述电池的负极半电池的电化学模型的仿真数据与有关所述电池的实测数据比对结果，对所述正极半电池的电化学模型和所述负极半电池的电化学模型进行修正；在所述正极半电池的电化学模型的仿真数据和所述负极半电池的电化学模型的仿真数据与有关所述电池的实测数据比对结果的偏差值在第一预设范围内时，获取当前的正极半电池的电化学模型和负极半电池的电化学模型的参数；根据所述获取当前的正极半电池的电化学模型和负极半电池的电化学模型的参数构建与所述电池对应的单片电池的电化学-热耦合模型，并根据单片电池的电化学-热耦合模型的仿真数据与有关所述电池的实测数据比对结果，对所述单片电池的电化学-热耦合模型进行修正；在所述单片电池的电化学热耦合模型的仿真数据与有关所述电池的实测数据的比对结果的偏差值在第二预设范围内时，获取当前的单片电池的电化学热耦合模型的参数，并将所述当前的单片电池的电化学-热耦合模型的参数作为所述有关电池的修正后的参数。3.根据权利要求2所述的电池电芯性能参数获取方法，其特征在于，所述方法还包括：通过最小二乘法确定所述正极半电池的电化学模型、负极半电池的电化学模型和单片电池的电化学-热耦合模型的仿真数据与实测数据的偏差值。4.根据权利要求2所述的电池电芯性能参数获取方法，其特征在于，所述实测数据为与所述电池对应的扣式电池的实测数据和/或与所述电池对应的三电极电池的实测数据。5.根据权利要求4所述的电池电芯性能参数获取方法，其特征在于，所述扣式电池的实测数据为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈森，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32