(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210783901.7 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 上海玫克生储能科技有限公司 地址 201600 上海市松江区新 桥镇千帆路 288弄2号1101室 (72)发明人 顾单飞　江铭臣　陈思元　严晓　 赵恩海　 (74)专利代理 机构 上海硕力知识产权代理事务 所(普通合伙) 31251 专利代理师 杨华廷 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/10(2006.01) H01M 10/48(2006.01) (54)发明名称 电化学模型中电场物理量的求解方法及装 置、 存储介质 (57)摘要 本发明提供了电化学模型中电场物理量的 求解方法及装置、 存储介质， 该方法包括： 选 择负 极区域或正极区域为计算区域， 固相电流或液相 电流为观测量， 固相电势和液相电势为协态变 量； 在计算区域的两个端点之间插入若干节点， 并确定节点的观测量值； 根据上述节点构建N个 计算单元， 从第1个计算单元开始打靶， 每个计算 单元打靶后得到的收敛解作为下一个计算单元 打靶时的初始试解， 依次完成N个计算单元的打 靶， 得到起点在当前时刻的协态变量的确定解， 然后再进一步得到计算区域内任一空间点的电 场物理量。 本发明对打靶法进行了改进， 通过多 次打靶避免了常规打靶法对初始试解依赖性高， 在极端工况下也能保证全阶电化学模型的电场 解耦的收敛。 权利要求书3页 说明书11页 附图2页 CN 115169110 A 2022.10.11 CN 115169110 A 1.一种电化学模型中电场物理量的求 解方法， 其特 征在于， 包括： 选择电化学模型的负极区域或正极区域 为计算区域； 选择固相电流或液相电流 为观测量， 固相电势和液相电势为协 态变量； 在所述计算区域的两个端点之间插入(空间离散单元数N ‑1)个互异的节点， 根据预设 插值法确定每 个节点的观测量目标值； 构建N个计算单元， 每个计算单元的起点为所述计算区域的起点， 终点为所述(N ‑1)个 节点之一或计算区域的终点， 其中， 第i个计算单元的空间区域为第(i+1)个计算单元的空 间区域的子集， i ＝1,2,...,N‑1； 从第1个计算单元开始， 按照升序， 依次完成N个计算单元的打靶， 直至得到第N个计算 单元的打靶的收敛解， 将其作为所述 起点在当前时刻的协 态变量的确定解； 根据所述起点在当前时刻的观测量， 以及协态变量的确定解， 得到所述计算区域内各 个空间点在当前时刻的电场物理量； 其中， 每个计算单元的打靶 包括： 从所述计算单元的打靶的初始试解开始对所述计算单元进行打靶， 得到所述计算单元 的打靶的收敛解， 所述收敛解为使观测量在所述计算单元的终点的值收敛于对应点的观测 量目标值的所述协 态变量在所述 起点的试解； 若所述计算单元不是第1个计算单元， 则所述计算单元的打靶的初始试解根据上一个 计算单元的打靶的收敛解得到 。 2.根据权利要求1所述的电化学模型中电场物理量的求解方法， 其特征在于， 所述的根 据预设插值法确定每 个节点的观测量目标值包括： 根据预设插值法构建插值函数， 所述插值函数在所述计算 区域的两个端点的值分别等 于所述观测量在所述计算区域的边界值； 所述预设插值法为线性插值法、 拉格朗日插值法、 牛顿插值法中的一种； 根据所述插值 函数计算每 个节点的观测量目标值。 3.根据权利要求2所述的电化学模型中电场物理量的求解方法， 其特征在于， 所述的根 据所述插值 函数计算每 个节点的观测量目标值包括： 若观测量为固相电流， 则第i个节点的观测量目标值为： 其中， iexternal 为外电流， L 为极片厚度， xi为第i个节点距离集 流体的距离 。 4.根据权利要求1所述的电化学模型中电场物理量的求 解方法， 其特 征在于， 还 包括： 若在进行N个计算单元的打靶过程中出现一个计算单元的打靶溢出或无法收敛， 则增 加空间离散单元数， 按照新的空间离散单元数重新构造所有的计算单元， 并从第1个计算单 元开始重新打靶。 5.根据权利要求1所述的电化学模型中电场物理量的求解方法， 其特征在于， 所述的每 个计算单元的打靶 还包括： 若所述计算单元为第1个计算单元， 所述计算单元的打靶的初始试解为所述计算区域 的起点在上一时刻的协 态变量的确定解。 6.根据权利要求1所述的电化学模型中电场物理量的求解方法， 其特征在于， 所述的从 所述计算单元的打靶的初始试解开始对所述计算单元进行打靶， 得到所述计算单元的打靶权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115169110 A 2的收敛解， 包括： 获取所述计算单 元的起点在当前时刻的观测量的值； 根据所述计算单 元的打靶的初始试解， 设置所述 起点在当前时刻的协 态变量； 根据所述起点在当前时刻的观测量和协态变量， 按照所述电化学模型的控制方程， 得 到所述计算单 元的终点在当前时刻的观测量； 判断所述计算单元的终点在当前时刻的观测量与其观测量目标值之间的误差是否在 误差范围内； 若所述误差不在误差范围内， 则按预设规则更新所述协态变量的试解， 根据新的试解 设置所述起点在当前时刻的协态变量， 根据所述新的试解得到所述计算单元的终点在当前 时刻的观测量， 判断所述计算单元的终点在当前时刻的观测量与其观测量目标值之 间的误 差是否在误差范围内， 重复上述过程， 直至所述 误差在误差范围内； 若所述误差在误差范围内， 则将所述试解作为所述计算单 元的打靶的收敛解。 7.根据权利要求6所述的电化学模型中电场物理量的求解方法， 其特征在于， 所述的根 据所述起点在当前时刻的观测量和协态变量， 按照所述电化学模型 的控制方程， 得到所述 计算单元的终点在当前时刻的观测量， 包括： 从所述起点开始， 根据当前空间点在当前时刻的观测量和协态变量， 计算下一空间点 在当前时刻的观测量和协态变量， 用下一空间点更新当前 空间点， 重复上述过程， 直至得到 所述计算单 元的终点在当前时刻的观测量和协 态变量。 8.根据权利要求7所述的电化学模型中电场物理量的求解方法， 其特征在于， 所述根据 当前空间点在当前时刻的观测量和协态变量， 计算下一空间点在当前时刻的观测量和协态 变量， 包括： 根据当前空间点在 当前时刻的固相电势和液相电势， 利用以下公式得到所述当前空间 点在当前时刻的过电位： η(x,t)＝φs(x,t)‑φe(x,t)‑ocv(x,t)； 其中， η是过电位， φs是固相电势， φe是液相电势， ocv是与固相颗粒表面锂离子浓度 有 关的电极稳态开路电压； 根据所述当前空间点在 当前时刻的过电位， 利用以下公式得到所述当前空间点在 当前 时刻的交换电流密度： 其中， α+、 α‑为传递系数， F为法拉第常数， R为摩尔气体常数， T为电池绝对温度， j0为平 衡态下电极反应交换电流密度； 根据所述当前空间点在当前时刻的交换电流密度， 用差分法或龙格 ‑库塔法计算下一 空间点在当前时刻的观测量； 根据所述当前空间点在 当前时刻的观测量， 利用以下公式得到所述当前空间点在 当前 时刻的固相电势的偏导数： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115169110 A 3