[发明专利]电池脉冲充放电最大电流的获取方法、装置、设备及介质

权利要求书

1.一种电池脉冲充放电最大电流的获取方法，其特征在于，包括：

建立电芯的电化学与固体传热耦合模型，并根据电芯不同倍率实测充放电数据标定所述电化学与固体传热耦合模型；

基于所述电化学与固体传热耦合模型建立脉冲模型，并根据实测脉冲充放电数据标定所述脉冲模型；

基于所述脉冲模型预测脉冲充放电最大电流；

所述电化学与固体传热耦合模型包括相互耦合的电化学场和固体传热场；

基于所述电化学与固体传热耦合模型建立脉冲模型，包括：

在所述电化学场中，设定负极多孔电极和正极多孔电极电化学反应过程中产生的交换电流密度i₀与电池荷电状态SOC和电芯温度T之间的函数： i₀(SOC,T)=i₀(SOC)*exp(-E_a1/R*(1/T-1/T_ref))；其中，SOC为脉冲充放电过程中电池荷电状态；E_a1为电化学反应活化能；R为摩尔气体常数； T_ref为参考温度；

在所述电化学场中，设定负极材料的固相扩散系数Ds1与负极材料荷电状态SOC_neg和电芯温度T之间的函数：

Ds1(SOC_neg,T)= Ds1(SOC_neg)*exp(-E_a2/R*(1/T-1/T_ref))；其中，E_a2为锂离子固相扩散的活化能；

在所述电化学场中，设定正极材料的固相扩散系数Ds2与正极材料荷电状态SOC_pos和电芯温度T之间的函数：

Ds2(SOC_pos,T)= Ds2(SOC_pos)*exp(-E_a2/R*(1/T-1/T_ref))。

2.根据权利要求1所述的电池脉冲充放电最大电流的获取方法，其特征在于，建立电芯的电化学与固体传热耦合模型，包括：

建立一维电化学场的材料域；所述材料域包括依次设置的负极集流体、负极多孔电极、隔膜、正极多孔电极、正极集流体；

定义所述电化学场的各个材料域的材料基础参数；电接地位置设置为负极集流体左端点处，电极电流密度获取位置设置为正极集流体右端点处，定义初始电池电荷分布；并自定义所述电化学场中的变量；所述电化学场中的变量至少包括电池电压、负极材料荷电状态、正极材料荷电状态和温度；

建立固体传热场；所述固体传热场为尺寸与电芯一致的三维几何模型；

定义固体传热场的热参数；所述热参数包括电芯的等效比热容、展向导热系数和径向导热系数；定义所述固体传热场的热源为所述电化学场中电化学体平均产热功率变量；设定所述固体传热场的六个边界表面的对流热通量和初始外界温度；将所述固体传热场中电芯的温度赋予至所述电化学场的各个材料域中。

3.根据权利要求2所述的电池脉冲充放电最大电流的获取方法，其特征在于，所述初始电池电荷分布包括：

初始电压、电池容量，电池可循环物质损耗分数和负极伺服容量过剩分数。

4.根据权利要求2所述的电池脉冲充放电最大电流的获取方法，其特征在于，根据电芯不同倍率实测充放电数据标定所述电化学与固体传热耦合模型，包括：

添加研究选项；所述研究选项包括电池接口中的初始电池电荷分布；

设置电化学与固体传热耦合模型的第一停止条件；所述第一停止条件包括充电电压超过充电电压上限，以及放电电压小于放电电压下限；

根据实测电压值和实测温度值调整所述电化学与固体传热耦合模型的参数，使得在设定温度下不同倍率的充放电电压-时间仿真曲线和温升-时间仿真曲线与实测数据匹配，并使得在设定倍率下不同温度的充放电电压-时间仿真曲线和温升-时间仿真曲线与实测数据匹配。

5.根据权利要求1所述的电池脉冲充放电最大电流的获取方法，其特征在于，根据实测脉冲充放电数据标定所述脉冲模型，包括：

根据脉冲充放电过程中的实测电压值和实测温度值调整所述交换电流密度和所述固相扩散系数，直至在不同倍率下充放电电压-时间仿真曲线与电压-时间实测曲线匹配，且温升-时间仿真曲线与温升-时间实测曲线匹配。