电池及风冷组件的设计方法与流程

本技术涉及电池，具体涉及电池及风冷组件的设计方法。

背景技术：

1、锂离子电池在各个领域有着很多的应用，汽车、储能、船舶等，由于锂离子电池组成的各类电池可能对应于不同的环境参数、不同的电池结构参数，因此各类电池中风冷组件的设计需求不同。如何使得电池中风冷组件的设计能够应对多种需求，从而优化电池的冷却效果，是本领域需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种电池及风冷组件的设计方法，能够使得电池中风冷组件的设计能够应对多种需求，从而优化电池的冷却效果，是本领域需要解决的技术问题。

2、第一方面，本技术提供的一种电池，包括：多个电芯和至少一个风冷组件，所述风冷组件设置在相邻所述电芯之间，所述风冷组件包括基板，所述基板的两侧均设有缓冲部，所述缓冲部远离所述基板的一侧与所述电芯抵接；

3、所述电芯对所述缓冲部施加的预紧力f满足：

4、f∈[u,v]；

5、其中u和v均为单位为n的预设已知量，所述预紧力f=p*s，其中s为所述缓冲部与所述电芯的接触面积，s满足i≤s/s1≤f，s1为所述基板设置所述缓冲部的板面面积，i和f均为已知常规系数且0＜i＜f＜1；

6、所述电芯、所述基板以及所述缓冲部围合形成的风道的风道间隙c满足：

7、c=（1-b）*t1；

8、其中b为所述缓冲部的已知参数即最大压缩率，所述t1为所述缓冲部在未压缩状态下沿第一方向的厚度；

9、根据测得的所述缓冲部的多组应力-应变曲线获取第一边缘曲线和第二边缘曲线，使得其余应力-应变曲线均分布于所述第一边缘曲线和所述第二边缘曲线之间，根据所述第一边缘曲线和所述第二边缘曲线进行函数拟合推导，使得所述缓冲部的应力p满足：

10、a*（（（t1-h）/h）2-d*（t1-h）/h）≤p≤m*（（（t1-h）/h）2-n*（t1-h）/h）；

11、其中h为相邻所述电芯在第一方向上的可测得的间距，p为所述缓冲部（202）的应力，a、d、m和n均为预设已知量。

12、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，多个所述缓冲部对称设置在所述基板的两侧，所述缓冲部为条形结构，所述缓冲部沿第二方向设置在所述基板的板面上，多个所述缓冲部相互平行设置。

13、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述t1满足：t1＞h；所述风道间隙c满足：e*d＜c＜r*d，所述d为所述电芯的可测得厚度，e和r为已知的常规系数且0＜e＜r＜1。

14、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述基板的材料选自云母和陶瓷化硅橡胶中的一个或多个。

15、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述基板的温度大于或等于800℃时具备绝缘性，或所述基板两侧的电压差大于或等于3500v时具备绝缘性。

16、第二方面，本技术还提供一种风冷组件的设计方法，应用于前述的风冷组件，所述风冷组件应用于一种电池，所述电池包括多个电芯和至少一个风冷组件，所述风冷组件设置在相邻所述电芯之间，所述风冷组件包括基板，所述基板的两侧均设有缓冲部，所述缓冲部远离所述基板的一侧与所述电芯抵接；其中，所述风冷组件的设计方法包括步骤：

17、数据测试步骤：测试相邻所述电芯之间所述缓冲部的多组应力-形变数据；

18、获取应力-应变曲线图步骤：将多组应力-形变数据绘制生成曲线图，筛选第一边缘曲线和第二边缘曲线，使得其余应力-应变曲线均分布于第一边缘曲线和第二边缘曲线之间；

19、函数拟合推导步骤：根据第一边缘曲线和第二边缘曲线进行函数拟合推导，获取第一边缘曲线应力-形变函数关系式：p1=a*x2+d*x；第二边缘曲线应力-形变的函数关系式：p2=m*x2+n*x；其中x为所述缓冲部的形变量，即x=（t1-h）/h，t1为所述缓冲部在未压缩状态下沿第一方向的厚度，h为相邻所述电芯在第一方向上的可测得的间距，a、d、m、n均为预设已知量，且t1＞h，p2≥p1；

20、设置环境参数并推导公式步骤：根据不同电池的规格类型设置所述风冷组件所受的预紧力f的取值范围为[u,v]，且f=p*s，其中s为所述缓冲部与所述电芯的接触面积，s满足i＜s/s1＜f，s1为所述基板设置所述缓冲部的板面面积，i和f均为已知的常规系数且0＜i＜f＜1，p为预紧力f作用下的应力值，且p满足p2≥p≥p1,所述电芯、所述基板以及所述缓冲部围合形成的风道的风道间隙c满足：c=（1-b）*t1；其中b为所述缓冲部的已知参数即最大压缩率，已知p2≥p≥p1，即所述缓冲部的应力p满足：a*（（（t1-h）/h）2-d*（t1-h）/h）≤p≤m*（（（t1-h）/h）2-n*（t1-h）/h）；其中p满足u≤p*s≤v，由于u、v均为已知量，可依次求得p、t1的取值范围，进而获取所述风道间隙c的取值范围。

21、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述风道间隙c满足：e*d＜c＜r*d，所述d为所述电芯的可测得厚度，e和r为已知的常规系数且0＜e＜r＜1。

22、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述数据测试时，测试相邻所述电芯之间所述缓冲部在0mpa至8mpa应力范围内的多组应力-形变数据。

23、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述函数拟合推导时，在所述缓冲部在0mpa至8mpa应力范围内的多组应力-形变数据生成的应力-应变曲线图中，所筛选的第一边缘曲线对应的应力-形变函数拟合关系式为：

24、p1=22*（（（t1-h）/h）2-2.5*（t1-h）/h）

25、所筛选的第二边缘曲线对应的应力-形变的函数拟合关系式为：

26、p2=25*（（（t1-h）/h）2-0.4*（t1-h）/h）

27、其中a取值为22、d取值为-2.5、m取值为25、n取值为-0.4。

28、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述设置环境参数并推导公式时，其中预紧力f的取值范围为[1000,8000]，即u取值为1000，v取值为8000，单位为n，所述风道间隙c满足：

29、c=（1-b）*t1；

30、已知p2≥p≥p1，即

31、22*（（（t1-h）/h）2-2.5*（t1-h）/h）≤p≤25*（（（t1-h）/h）2-0.4*（t1-h）/h）；

32、综上，由1000n≤p*s≤8000n，其中s满足0.2＜s/s1＜0.4，即i取值为0.2，f取值为0.4，且s1可实际测得，依次计算得出p、t1的取值范围，进而获取所述风道间隙c的取值范围且c满足0.1*d＜c＜0.2*d，e的取值为0.1，r取值为0.2。

33、本技术在应用时，本技术设计的风冷组件的风道间隙c，与缓冲部的压缩性能、电芯的间距参数、电芯对缓冲部施加应力、缓冲部与电芯的接触面积、缓冲部的板面面积相关，即风道间隙c与电池的多项参数强相关，使得风道间隙c的参数设计具有量化性、可参考性、高可靠性，使得风冷组件的设计能够应对多种需求，能够改善电芯冷却问题进而提高电池的安全性能，同时保证风道设计的参数合理化。