电池极化分析模型的建立方法、电池极化分析方法及装置与流程

本技术的实施例涉及电池，特别涉及一种电池极化分析模型的建立方法、电池极化分析方法及装置。

背景技术：

1、电池的极化是指在工作过程中，电池的正、负极之间的化学反应形成一层电极极化物，导致电池性能下降的现象。

2、为了提升电池的体积能量密度，现有的电池逐渐增加长度尺寸。然而，电池长度的增加会增加电池极化出现的概率，进而导致电池的充放电能量效率降低，产热功率增加。

3、目前，由于电池的长度增加与极化概率增加之间的规律通常使用接近真实结构的电化学模型来评估。但电化学模型的准确性依赖于仿真模型的精度，因此其标定参数众多，置信度较低；同时，仿真计算过程繁琐、效率低，不利于快速进行不同长度电池的极化分析。

技术实现思路

1、本技术的实施例提供一种电池极化分析模型的建立方法，以解决现有技术中电化学模型的准确性低、过程繁琐的技术问题；本技术的实施例还提供一种电池极化分析方法；本技术的实施例还提供一种电池极化分析装置。

2、为了解决上述技术问题，本技术的实施例公开了如下技术方案：

3、第一方面，提供了一种电池极化分析模型的建立方法，包括：

4、获取目标第一阻值的第一电流和第二电流，以及目标第二阻值的第三电流和第四电流；所述第一阻值为目标电池的单位长度负极集流体的阻值，所述目标第一阻值为多个所述第一阻值中的任意一个；所述第二阻值为目标电池的单位长度正极集流体的阻值，所述目标第二阻值为多个所述第二阻值中的任意一个；

5、根据边界条件获得模型常数；所述边界条件根据电池长度确定，所述模型常数包括第一常数、第二常数和第三常数；

6、根据所述目标第一阻值、所述第一电流、所述第二电流、所述目标第二阻值、所述第三电流、所述第四电流和所述模型常数建立电池极化分析模型。

7、结合第一方面，根据以下公式确定所述边界条件：

8、ic(0)＝i，ia(0)＝0，ic(δ)＝i，

9、其中，ic(0)为电池长度为零时的所述第一电流，ia(0)为电池长度为零时的所述第三电流，ic(δ)为电池长度为目标长度时的所述第一电流，δ为所述目标长度。

10、结合第一方面，所述电池极化分析模型根据以下公式确定：

11、

12、其中，z为电池的总等效阻值，rcu为所述目标第一阻值，ral为所述目标第二阻值，δ为所述目标长度，u(0)为第一参数，γ为第二参数，x为所述目标第一阻值在多个所述第一阻值中的序号，dx为沿x方向的微分，i为边界条件，为沿x方向的电势增量，其中的icdx为积分变量，sinh(δγ)为自变量为δγ的双曲正弦函数，coth(δγ)为自变量为δγ的双曲余弦函数。

13、结合第一方面，所述第一参数根据以下公式确定：

14、u(0)＝c2-c3，

15、其中，c2为所述第二常数，c3为所述第三常数。

16、结合第一方面，所述第二参数根据以下公式确定：

17、

18、其中，γ为所述第二参数，rcu为所述目标第一阻值，ral为所述目标第二阻值，r0为一个微单元非集流体欧姆和电化学阻值。

19、结合第一方面，所述模型常数根据以下公式确定：

20、

21、其中，c1为所述第一常数，c2为所述第二常数，c3为所述第三常数，rcu为所述目标第一阻值，ral为所述目标第二阻值，r0为一个微单元非集流体欧姆和电化学阻值，γ为第二参数，δ为目标长度，i为所述边界条件。

22、结合第一方面，所述电池极化分析模型包括：

23、多个并联的微单元；每个所述微单元包括：

24、所述单位长度负极集流体的阻值、所述单位长度正极集流体的阻值和一个微单元非集流体欧姆和电化学阻值。

25、第二方面，提供了一种电池极化分析方法，采用如第一方面中任意一项所述的建立方法所建立的电池极化分析模型，所述分析方法包括：

26、获取第一电池的第一阻值和第一电池的第二阻值；

27、在目标荷电状态下，采集所述第一电池在预设条件下的第一脉冲测试结果，并根据所述第一脉冲测试结果、所述第一电池的第一阻值、所述第一电池的第二阻值和所述电池极化分析模型，确定所述第一电池的第一总等效阻值；

28、获取第二电池的第一阻值和第二电池的第二阻值；

29、根据所述第一总等效阻值和所述第一电池的第一目标长度确定一个微单元非集流体欧姆和电化学阻值r0；

30、根据所述第二电池的第一阻值、所述第二电池的第二阻值、所述r0和所述第二电池的第二目标长度，确定所述第二电池的第二总等效阻值；

31、根据所述第一总等效阻值和所述第二总等效阻值获取极化内阻变量，所述极化内阻变量用于指示所述第二电池相较于所述第一电池的极化概率。

32、结合第二方面，所述第一电池的第一阻值和所述第一电池的第二阻值根据电池设计信息和电阻公式确定。

33、第三方面，提供了一种电池极化分析装置，用于执行如第二方面中任意一项所述的电池极化分析方法，所述分析装置包括：

34、数据获取模块，所述数据获取模块用于获取所述第一电池的第一阻值、所述第一电池的第二阻值、所述第二电池的第一阻值和所述第二电池的第二阻值；

35、数据处理模块，所述数据处理模块用于在目标荷电状态下，采集所述第一电池在预设条件下的第一脉冲测试结果，并根据所述第一脉冲测试结果、所述第一电池的第一阻值、所述第一电池的第二阻值和所述电池极化分析模型，确定所述第一电池的第一总等效阻值；以及，根据所述第一总等效阻值和所述第一电池的第一目标长度确定一个微单元非集流体欧姆和电化学阻值r0；以及，根据所述第二电池的第一阻值、所述第二电池的第二阻值、所述r0和所述第二电池的第二目标长度，确定所述第二电池的第二总等效阻值；以及，根据所述第一总等效阻值和所述第二总等效阻值获取极化内阻变量，所述极化内阻变量用于指示所述第二电池相较于所述第一电池的极化概率。

36、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

37、与现有技术相比，本技术提供的电池极化分析模型的建立方法，包括：获取目标第一阻值的第一电流和第二电流，以及目标第二阻值的第三电流和第四电流；第一阻值为目标电池的单位长度负极集流体的阻值，目标第一阻值为多个第一阻值中的任意一个；第二阻值为目标电池的单位长度正极集流体的阻值，目标第二阻值为多个第二阻值中的任意一个；根据边界条件获得模型常数；边界条件根据电池长度确定，模型常数包括第一常数、第二常数和第三常数；根据目标第一阻值、第一电流、第二电流、目标第二阻值、第三电流、第四电流和模型常数建立电池极化分析模型。如此，本技术根据目标电池建立电池极化分析模型，当设计新的电池时，只需要将新电池的长度信息带入电池极化分析模型则可以对新电池进行极化分析，以提升不同长度电池的极化分析的效率。

38、本技术提供的电池极化分析方法具有上述电池极化分析模型的建立方法的所有技术特征和有益效果，在此不再赘述。

39、本技术提供的电池极化分析装置具有上述电池极化分析方法的所有技术特征和有益效果，在此不再赘述。