[发明专利]一种锂离子电池性能仿真方法和系统在审
申请号: | 201811082381.7 | 申请日: | 2018-09-17 |
公开(公告)号: | CN109388859A | 公开(公告)日: | 2019-02-26 |
发明(设计)人: | 方彦彦;崔义;王琳舒;云凤玲;黄倩 | 申请(专利权)人: | 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 |
主分类号: | G06F17/50 | 分类号: | G06F17/50 |
代理公司: | 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 | 代理人: | 王莹;吴欢燕 |
地址: | 101407 北京市怀*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 锂离子电池 性能仿真 电性能 热失控 热特性 电池 电化学 预设规则 热耦合 阈值时 正常工作状态 仿真模拟 预设 | ||
1.一种锂离子电池性能仿真方法,其特征在于,包括:
获取锂离子电池的温度;
获取所述电池的电化学-热耦合模型和热失控模型;
根据所述温度,按照预设规则,计算所述电池的电性能和热特性;其中,所述预设规则包括:当所述温度小于或等于预设的温度阈值时,采用所述电化学-热耦合模型,计算所述电池的电性能和热特性;当所述温度大于所述温度阈值时,采用所述热失控模型,计算所述电池的电性能和热特性。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括所述电化学-热耦合模型和所述热失控模型的建立过程,所述建立过程包括:
建立所述电池的有限元模型;
获取所述电化学-热耦合模型中的第一参数和第一边界条件,以及所述热失控模型中的第二参数和第二边界条件;
根据所述第一参数、所述第一边界条件和所述有限元模型,建立所述电化学-热耦合模型,根据所述第二参数、所述第二边界条件和所述有限元模型,建立所述热失控模型。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述建立所述电池的有限元模型,包括:
获取所述电池的外形尺寸,根据所述外形尺寸,建立所述电池的三维几何模型;
对所述三维几何模型进行网格化处理,得到第一网格模型;
在所述第一网格模型中,确定活性区域、正极极耳区域和负极极耳区域,得到第二网格模型;
获取所述活性区域、所述正极极耳区域和所述负极极耳区域在预设环境温度下的材料特性;
根据所述材料特性和所述第二网格模型,建立所述电池的有限元模型。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述材料特性包括:密度、电导率、比热容和热传导系数。
5.一种锂离子电池性能仿真系统,其特征在于,包括:
温度获取模块,用于获取锂离子电池的温度;
模型获取模块,用于获取所述电池的电化学-热耦合模型和热失控模型;
计算模块,用于根据所述温度,按照预设规则,计算所述电池的电性能和热特性;其中,所述预设规则包括:当所述温度小于或等于预设的温度阈值时,采用所述电化学-热耦合模型,计算所述电池的电性能和热特性;当所述温度大于所述温度阈值时,采用所述热失控模型,计算所述电池的电性能和热特性。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,还包括:
有限元建立模块,用于建立所述电池的有限元模型;
参数获取模块,用于获取所述电化学-热耦合模型中的第一参数和第一边界条件,以及所述热失控模型中的第二参数和第二边界条件;
模型建立模块,用于根据所述第一参数、所述第一边界条件和所述有限元模型,建立所述电化学-热耦合模型,根据所述第二参数、所述第二边界条件和所述有限元模型,建立所述热失控模型。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述有限元建立模块包括:
尺寸获取子模块,用于获取所述电池的外形尺寸,根据所述外形尺寸,建立所述电池的三维几何模型;
第一网格子模块,用于对所述三维几何模型进行网格化处理,得到第一网格模型;
第二网格子模块,用于在所述第一网格模型中,确定活性区域、正极极耳区域和负极极耳区域,得到第二网格模型;
材料获取子模块,用于获取所述活性区域、所述正极极耳区域和所述负极极耳区域在预设环境温度下的材料特性;
有限元建立子模块,用于根据所述材料特性和所述第二网格模型,建立所述电池的有限元模型。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述材料获取子模块具体用于获取密度、电导率、比热容和热传导系数。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信;所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至4任一所述的方法。
10.一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,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一所述的方法。
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