【技术实现步骤摘要】
本申请涉及多层涂布的降阶模型电化学仿真方法、及装置，属于电池仿真。
技术介绍
1、电池的多层涂布工艺是一种将一层或多层浆料涂覆在集流体上的工艺。其中，涂覆的电极材料，包括活性物质、导电剂、粘结剂等电池的基本材料。
2、在对电池的电芯进行电化学仿真时，需要仿真电芯的涂层。传统的仿真方法包括通过降阶模型仿真电芯的涂层，比如：通过单粒子模型（single particle model，spm）、准二维模型（pseudotwo-dimensional model，p2d）仿真电芯的涂层。
3、但是，spm和p2d都只能对单层涂布的电芯进行电化学仿真，而无法对多层涂布的电芯进行电化学仿真。
技术实现思路
1、本申请提供了一种多层涂布的降阶模型电化学仿真方法、及装置，可以实现基于降阶模型对多层涂布的电芯进行电化学仿真。本申请提供如下技术方案：
2、第一方面，提供了一种多层涂布的降阶模型电化学仿真方法，所述方法包括：
3、分别将多层涂布的电芯的模拟模型的正负电极之内划分为多个模拟区域，各个模拟区域与所述电芯的多层涂层一一对应；
4、基于各个模拟区域对应的区域模拟参数建立降阶模型，以对所述电芯进行电化学仿真。
5、可选地，所述方法还包括：
6、在每个模拟区域中设置多种模拟活性物质；
7、和/或，
8、为每个模拟区域设置所述模拟区域对应的涂层的多种涂层参数。
9、可选地，所述多种
10、所述多种涂层参数包括：多种涂层孔隙率、多种活性物质体积分数、导电剂和粘结剂体积分数、和/或迂曲度。
11、可选地，所述基于各个模拟区域对应的区域模拟参数建立降阶模型，以对所述电芯进行电化学仿真，包括：
12、确定各个模拟区域内的反应电流密度，反应电流密度之和等于所述电芯的外电路电流；
13、在各个模拟区域内的活性物质颗粒内求解扩散方程，得到所述活性物质颗粒内的锂离子浓度；
14、将固相电势方程、液相电势方程和电解液锂离子浓度方程中的源项，由一个模拟区域内的活性物质反应电流密度修改为多个模拟区域内活性物质的反应电流密度。
15、可选地，所述外电路电流通过下式表示：
16、；
17、；
18、；
19、其中，i表示第i层涂层，dx为电芯厚度方向的长度微元，表示在第i层涂层区域内积分，为第i层涂层中各个活性物质的反应电流密度，f为法拉第常数，为第i层涂层中各个活性物质的反应速率常数，为电解液锂离子浓度，为参考电解液锂离子浓度，为传递系数，为第i层涂层内活性物质的最大锂离子浓度，为第i层涂层内活性物质颗粒表面的锂离子浓度，r为理想气体常数，t为温度，为过电压，其中为固相电势，为液相电势，为各层内活性物质的平衡电势；为第i层涂层中活性物质颗粒的半径，为第i层涂层中活性物质颗粒的体积分数，为第i层涂层中活性物质颗粒的比表面积。
20、可选地，所述固相电势方程和所述液相电势方程中的源项为：第i层涂层对应的模拟区域内活性物质颗粒的反应电流密度；
21、所述液相锂离子浓度扩散方程的源项为：第i层涂层对应的模拟区域内活性物质颗粒的反应电流密度对应的锂离子通量；
22、设置边界通量为第i层涂层对应的模拟区域内活性物质颗粒的反应电流密度，基于所述边界通量在所述第i层涂层对应的模拟区域内的活性物质颗粒子区域内求解固相锂离子扩散方程。
23、第二方面，提供了一种多层涂布的降阶模型电化学仿真装置，所述装置包括：
24、区域划分模块，用于分别将多层涂布的电芯的模拟模型的正负电极之内划分为多个模拟区域，各个模拟区域与所述电芯的多层涂层一一对应；
25、电化学仿真模块，用于基于各个模拟区域对应的区域模拟参数建立降阶模型，以对所述电芯进行电化学仿真。
26、可选地，所述装置还包括：
27、第一设置模块，用于在每个模拟区域中设置多种模拟活性物质；
28、和/或，
29、第二设置模块，用于为每个模拟区域设置所述模拟区域对应的涂层的多种涂层参数。
30、可选地，所述多种模拟活性物质包括：多种活性物质颗粒、和/或多种活性物质颗粒粒径；
31、所述多种涂层参数包括：多种涂层孔隙率、多种活性物质体积分数、导电剂和粘结剂体积分数、和/或迂曲度。
32、可选地，所述电化学仿真模块，用于：
33、确定各个模拟区域内的反应电流密度，反应电流密度之和等于所述电芯的外电路电流；
34、在各个模拟区域内的活性物质颗粒内求解扩散方程，得到所述活性物质颗粒内的锂离子浓度；
35、将固相电势方程、液相电势方程和电解液锂离子浓度方程中的源项，由一个模拟区域内的活性物质反应电流密度修改为多个模拟区域内活性物质的反应电流密度。
36、第三方面，提供一种多层涂布的降阶模型电化学仿真装置，所述装置包括处理器和存储器；所述存储器中存储有程序，所述程序由所述处理器加载并执行以实现第一方面所述的多层涂布的降阶模型电化学仿真方法。
37、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有程序，所述程序由所述处理器加载并执行以实现第一方面所述的多层涂布的降阶模型电化学仿真方法。
38、本申请的有益效果在于：通过分别将多层涂布的电芯的模拟模型的正负电极之内划分为多个模拟区域，各个模拟区域与电芯的多层涂层一一对应；基于各个模拟区域对应的区域模拟参数建立降阶模型，以对电芯进行电化学仿真；可以解决传统的降阶模型无法对多层涂布的电芯进行电化学仿真的问题；实现基于降阶模型对多层涂布的电芯进行电化学仿真。
39、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
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1.一种多层涂布的降阶模型电化学仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各个模拟区域对应的区域模拟参数建立降阶模型，以对所述电芯进行电化学仿真，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述外电路电流通过下式表示：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
5.一种多层涂布的降阶模型电化学仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电化学仿真模块，用于：
【技术特征摘要】
1.一种多层涂布的降阶模型电化学仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各个模拟区域对应的区域模拟参数建立降阶模型，以对所述电芯进行电化学仿真，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏凯，陈新虹，
申请(专利权)人：苏州易来科得科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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