[发明专利]锂电池焊接形状的设计仿真方法

权利要求书

1.一种锂电池焊接形状的设计仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，取初始原型电池样品，进行恒流放电测试，获取电池的端电压、正负极耳的温度和电池表面中心的温度；

步骤2，取初始原型电池样品，进行脉冲放电测试，获取不同设定荷电状态下电池开始放电时的电池端电压的瞬间下降值、放电结束后电池端电压的瞬间跃升值、放电电流以及电池端电压的零输入响应；

步骤3，建立锂电池放电过程和脉冲放电后静置状态的二阶等效电路模型表达式：

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；

其中，U_OCV为对应设定荷电状态值下的开路电压，R₁和R₂为基于静置状态的极化电阻，C₁和C₂为基于静置状态的极化电容；

步骤4，计算每个荷电状态值下的欧姆内阻R₀：

；

其中，R_0，N为第N个荷电状态值下的欧姆内阻；U_down为放电时的电池端电压的瞬间下降值；U_up为放电结束后电池端电压的瞬间跃升值；I为放电电流；

步骤5，计算放电过程的电压：

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计算放电过程的发热功率：

；

步骤6，确定原型电池样品的优化几何参数，建立焊接部件的三维实体模型，并保存模型文件；

步骤7，将模型文件导入仿真平台，进行模型处理和网格划分，在接触面建立焊接结构轮廓线，通过线分割，形成焊接轮廓面；

步骤8，将接触面的导电系数及步骤3、步骤4和步骤5中获得的电池模型参数载入仿真平台。

2.根据权利要求1所述的锂电池焊接形状的设计仿真方法，其特征在于，还包括：

步骤9，建立仿真边界条件，保证电流的大小与步骤1中的电流相同，对流换热系数为零。

3.根据权利要求2所述的锂电池焊接形状的设计仿真方法，其特征在于，还包括：

步骤10，相同放电时间内，将步骤9中获得的端电压数据与步骤1中端电压数据对比，保证两者相对偏差小于等于2%。

4.根据权利要求3所述的锂电池焊接形状的设计仿真方法，其特征在于，还包括：

步骤11，将步骤9中的换热系数增加设定值，计算获得正极温度、负极温度和电池中心温度，并与步骤1中得到的对应温度一一对比，保证绝对偏差小于等于1.5K，保存数据参数模型文件。

5.根据权利要求1所述的锂电池焊接形状的设计仿真方法，其特征在于，所述步骤1和所述步骤2中的测试温度为25±2℃。

6.根据权利要求1所述的锂电池焊接形状的设计仿真方法，其特征在于，所述荷电状态值的范围为95%~5%，且相邻设定所述荷电状态值的间隔小于等于5%。

7.根据权利要求1所述的锂电池焊接形状的设计仿真方法，其特征在于，所述步骤6中的模型文件为STP格式文件。

8.根据权利要求1所述的锂电池焊接形状的设计仿真方法，其特征在于，所述步骤7中的两个待焊接部件的接触面采用激光焊接方式焊接。

9.根据权利要求1所述的锂电池焊接形状的设计仿真方法，其特征在于，所述步骤2中的脉冲放电测试为基于功率辅助型电池测试手册中的混合动力脉冲能力特性测试方法对电池进行脉冲放电测试。