电池仿真方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质与流程

本技术涉及电池，具体而言，涉及一种电池仿真方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、自从锂离子电池被发明以来，人们就致力于开发锂离子电池的仿真模型。p2d（伪二维）模型基于多孔电极理论和浓溶液理论建立，使用一个电池极片厚度方向的维度和一个被假设为球形的固相颗粒的半径方向的额外维度（伪维度）来描述电池的行为。

2、但p2d模型的控制方程的形式复杂，无法得出完全的解析解，只能使用数值方法进行求解，例如使用有限差分法和有限体积法等，计算消耗大，单次计算时间长，使其在很多场景中的应用受到限制，如寿命预测和公差预测等需大规模计算的场景，以及车载bms（battery management system，电池管理系统）等算力有限的场景。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种电池仿真方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，用以在较全面地描述电池的基础上，提高仿真效率。

2、本技术实施例提供了一种电池仿真方法，包括：获取电池各厚度区域的参数信息以及所述电池对应的传输线等效电路模型；基于所述参数信息和所述传输线等效电路模型进行仿真；其中，所述传输线等效电路模型用于描述所述电池中的电子传输情况，且在所述传输线等效电路模型中，相同厚度区域处的不同颗粒对应的等效电路相互并联。

3、在上述实现过程中，通过传输线等效电路模型来描述电子传输情况，且在传输线等效电路模型中，考虑了颗粒的维度，即在相同厚度区域处的不同颗粒，分别构建有各颗粒对应的等效电路，并将这些等效电路并联，这样在传输线等效电路模型中，就可以模拟出各种颗粒的电子传输情况，进而可以针对各种颗粒的电子传输状态进行仿真，从而较全面地描述电池情况。而在上述实现过程中，利用传输线等效电路模型进行仿真进行参数计算时，能够支持网孔分析法等电路分析方法进行计算，相比于传统的p2d模型中的数值方法而言，可以在一定程度上提升计算速度，从而提高仿真效率。

4、进一步地，所述传输线等效电路模型包括多个网格电路，每一所述网格电路为所述电池的一所述厚度区域对应的等效电路；其中，每一所述网格电路中包括并联的多个子网格电路，一个所述子网格电路为所属网格电路对应的厚度区域中一种颗粒对应的等效电路。

5、在传输线等效电路模型中，电池的一个厚度区域可等效为一个网格电路，从而通过一个一个的网格电路就可以有效描述电池情况。此外，每一个网格电路又包括并联的各颗粒对应的子网格电路，这样就使得每一个网格电路可以充分描述出对应的厚度区域中各种颗粒的电子传输状态，从而提高仿真效果。

6、进一步地，基于所述参数信息和所述传输线等效电路模型进行仿真，包括：构建所述传输线等效电路模型的负极部分的第一等效电路；所述第一等效电路中包括多个第一网格电路，每一所述第一网格电路为所述电池的负极的一所述厚度区域对应的等效电路；每一所述第一网格电路中包括并联的多个第一子网格电路，一个所述第一子网格电路为所属第一网格电路对应的厚度区域中一种颗粒对应的等效电路；基于所述负极对应的厚度区域的参数信息和所述第一等效电路进行仿真。

7、在上述实现过程中，通过先构建传输线等效电路模型的负极部分的第一等效电路，进而基于负极对应的厚度区域的参数信息和第一等效电路进行仿真，可以得到负极对应的厚度区域的电流分布情况等参数，实现电路仿真求解。

8、进一步地，基于所述负极对应的厚度区域的参数信息和所述第一等效电路进行仿真，包括：基于网孔分析法构建各所述第一子网格电路的网孔方程；针对每一所述第一子网格电路的网孔方程，代入该第一子网格电路所对应的厚度区域的参数信息进行求解，得到该第一子网格电路中的网孔电流；其中，各所述第一子网格电路中的网孔电流表征所述负极中各颗粒对应的电流分布。

9、在上述实现过程中，通过网孔分析法即可构建出各第一子网格电路的网孔方程，进而代入该第一子网格电路所对应的厚度区域的参数信息后可准确地求解出网孔电流。而由于各第一子网格电路是与一个厚度区域中的一种颗粒相对应的，因此各第一子网格电路中的网孔电流就可以表征出负极中各颗粒对应的电流分布，从而实现仿真。

10、进一步地，所述电池的负极中所具有的不同颗粒包括：属于不同粒径区间的同种颗粒。

11、可以理解，在电池的负极中，即使是同种颗粒，其粒径也可能存在差异。而粒径不同会导致颗粒的电池传输特性存在一定的差异。为此，在上述实现方式中，将不同属于不同粒径区间的同种颗粒也认定为不同颗粒，从而可以提高仿真的准确性，从而使得仿真结果更为可信。

12、进一步地，基于所述参数信息和所述传输线等效电路模型进行仿真，包括：构建所述传输线等效电路模型的正极部分的第二等效电路；所述第二等效电路中包括多个第二网格电路，每一所述第二网格电路为所述电池的正极的一所述厚度区域对应的等效电路；每一所述第二网格电路中包括并联的多个第二子网格电路，一个所述第二子网格电路为所属第二网格电路对应的厚度区域中一种颗粒对应的等效电路；基于所述正极对应的厚度区域的参数信息和所述第二等效电路进行仿真。

13、在上述实现过程中，通过先构建传输线等效电路模型的正极部分的第二等效电路，进而基于正极对应的厚度区域的参数信息和第二等效电路进行仿真，可以得到正极对应的厚度区域的电流分布情况等参数，实现电路仿真求解。

14、进一步地，基于所述正极对应的厚度区域的参数信息和所述第二等效电路进行仿真，包括：基于网孔分析法构建各所述第二子网格电路的网孔方程；针对每一所述第二子网格电路的网孔方程，代入该第二子网格电路所对应的厚度区域的参数信息进行求解，得到该第二子网格电路中的网孔电流；其中，各所述第二子网格电路中的网孔电流表征所述正极中各颗粒对应的电流分布。

15、在上述实现方式中，通过网孔分析法即可构建出各第二子网格电路的网孔方程，进而代入该第二子网格电路所对应的厚度区域的参数信息后可准确地求解出网孔电流。而由于各第二子网格电路是与正极的一个厚度区域中的一种颗粒相对应的，因此各第二子网格电路中的网孔电流就可以表征出正极中各颗粒对应的电流分布，从而实现仿真。

16、进一步地，所述电池的正极包括至少两种不同的粉料；一种粉料对应至少一种颗粒。

17、本技术实施例还提供了一种电池仿真装置，包括：获取模块，用于获取电池各厚度区域的参数信息以及所述电池对应的传输线等效电路模型；仿真模块，用于基于所述参数信息和所述传输线等效电路模型进行仿真；其中，所述传输线等效电路模型描述所述电池中电子传输情况，且在所述传输线等效电路模型中，相同厚度区域处的不同颗粒对应的等效电路相互并联。

18、本技术实施例还提供了一种电子设备，处理器和存储器；所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个程序，以实现上述任一种的电池仿真方法。

19、本技术实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述任一种的电池仿真方法。