具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例所涉及的电池模组建模方法，可以由控制设备或终端(以下称“移动终端”)执行。

请参阅图1，图1示出了本申请实施例提供的一种电池模组建模方法的实现流程图，该电池模组建模方法可以应用于终端设备，该终端设备可以为服务器、平板、可穿戴智能设备或任一电池模组检测设备等，该电池模组建模方法包括：

步骤S10，对电池模组中的电芯进行实物模态测试，得到电芯真实模态，以及建立所述电芯的有限元模型，得到第一有限元模型；

其中，通过对电池模组中的电芯进行实物模态测试，以检测该电芯对应的电芯真实模态，该电芯真实模态包括电芯在不同预设受力条件下与加速度之间的对应关系，该预设受力条件包括受力方向和受力值大小，该受力方向和受力值大小均可以根据需求进行设置，例如，该受力方向可以设置为水平方向、竖直方向或电芯的轴线方向等。

可选的，该步骤中，通过获取该电芯的型号，并根据该电芯的型号确定电芯的尺寸参数和材料参数，基于确定到的电芯的尺寸参数和材料参数进行有限元模型的构建，得到该第一有限元模型，有限元模型是运用有限元分析方法建立的模型，是一组仅在节点处连接、仅靠节点传力、仅在节点处受约束的单元组合体。

可选的，该步骤中，所述对电池模组中的电芯进行实物模态测试，得到电芯真实模态，包括：

若所述电芯为方壳电芯，则确定所述方壳电芯处于悬挂状态时，在不同预设受力条件下的加速度信息，得到所述电芯真实模态；

其中，可以通过将方壳电芯吊装在悬挂支架上，对悬挂状态的方壳电芯在第一预设方向、第二预设方向和第三预设方向上分别根据电池频率范围选择力锤的类型(接触点橡胶、塑料、铁对应不同的频率范围)，快速的敲击电池，以及计算撞击后电芯的加速度，得到该加速度信息，通过测量方壳电芯上不同位置的加速度响应以及激励点频率-加速度曲线(力锤内置传感器)，计算频率-加速度曲线(传递函数)，频率-加速度曲线中的峰值即为方壳电芯的固有频率，根据方壳电芯的固有频率生成该电芯真实模态。

步骤S20，对所述第一有限元模型中的电芯材料参数进行调节，直至所述第一有限元模型满足第一预设收敛条件；

可选的，该步骤中，所述对所述第一有限元模型中的电芯材料参数进行调节，包括：

对所述第一有限元模型进行虚拟模态测试，得到电芯测试模态，以及对所述第一有限元模型中的所述电芯材料参数进行调节，直至所述电芯测试模态与所述电芯真实模态之间满足第一预设收敛条件；

其中，通过对第一有限元模型进行网格划分、连接关系和材料参数设置后，无需进行约束及载荷加载，通过采用LANCZOS算法对第一有限元模型进行虚拟模态测试，得到电芯测试模态。

该步骤中，通过对第一有限元模型中的电芯材料参数进行调节，能有效地确定到电芯在不同材料参数下，第一有限元模型对应的电芯测试模态，当对第一有限元模型中的电芯材料参数进行调节后，返回执行对第一有限元模型进行虚拟模态测试，得到电芯测试模态的步骤，直至电芯测试模态与电芯真实模态之间满足第一预设收敛条件时，输出该第一有限元模型中的电芯材料参数。

该第一预设收敛条件可以根据需求进行设置，该第一预设收敛条件用于判断电芯测试模态与电芯真实模态之间的固有频率差异值是否小于预设差异值，若电芯测试模态与电芯真实模态之间的固有频率差异值小于预设差异值时，则判定该电芯测试模态逼近于电芯真实模态，既，电芯测试模态与电芯真实模态之间满足第一预设收敛条件，输出该第一有限元模型中的电芯材料参数。

进一步地，该步骤中，若电芯固有频率差异值大于预设差异值，则调节该第一有限元模型中的电芯材料参数，其中，该预设差异值根据需求进行设置，优选的，该步骤中，可以采用增大或降低的方式调节该第一有限元模型中的电芯材料参数；

若电芯固有频率差异值小于或等于预设差异值，则判定该电芯测试模态逼近于电芯真实模态，无需调节该第一有限元模型中的电芯材料参数，并输出该第一有限元模型中的电芯材料参数。

步骤S30，根据所述电池模组中除电芯外的各结构部件的参数和调节后的电芯材料参数，建立所述电池模组的有限元模型；

可选的，该步骤中，所述根据所述电池模组中除电芯外的各结构部件的参数和调节后的电芯材料参数，建立所述电池模组的有限元模型，包括：

步骤S301，根据所述电池模组中除电芯外的各结构部件的参数和调节后的电芯材料参数，建立所述电池模组的第二有限元模型；

步骤S302，根根据所述电池模组中除电芯外的各结构部件的参数，建立所述电池模组的第三有限元模型；

其中，通过获取该电池模组的型号，根据获取到的电池模组的型号，确定除电芯外的各结构部件的参数，该各结构部件包括电池模组的壳体、汇流组件、电流引出装置的参数和设于不同电芯之间胶的参数。该电池模组中的电芯及电芯之间的胶在第三有限元模型中被简化为一简化块，该简化快的参数可随机进行设置。

步骤S40，对所述电池模组的有限元模型中简化块的材料参数进行调节，直至所述电池模组的有限元模型满足第二预设收敛条件，输出收敛后的所述电池模组的有限元模型，得到电池模组简化模型；

可选的，该步骤中，所述对所述电池模组的有限元模型中简化块的材料参数进行调节，包括：

对所述第二有限元模型进行虚拟模态测试，得到电池模组真实模态，以及对所述第三有限元模型进行虚拟模态测试，得到电池模组测试模态；

对所述第三有限元模型中的简化块的材料参数进行调节，直至所述电池模组真实模态和所述电池模组测试模态之间满足第二预设收敛条件时，输出所述第三有限元模型，得到所述电池模组简化模型；

其中，该第二预设收敛条件可以根据需求进行设置，该第二预设收敛条件用于判断该电池模组测试模态是否逼近电池模组真实模态，当判断到电池模组测试模态逼近电池模组真实模态时，则判定该第三有限元模型中简化块的材料参数能有效地表征电芯的材料参数，且由于第二有限元模型和第三有限元模型之间的区别在于简化块的材料参数，因此，当判断到电池模组测试模态逼近电池模组真实模态时，可以仅输出第三有限元模型中当前简化块的材料参数，并对第三有限元模型输出的简化块的材料参数和电池模组中除电芯外的各结构部件的参数进行存储，得到该电池模组的模型简化参数，该电池模组的模型简化参数能有效地表征电池模组的材料参数，该电池模组的模型简化参数可以输出至仿真设备，用于对电池包进行有效仿真。

可选的，该步骤中，所述对所述第三有限元模型中的简化块的材料参数进行调节，包括：

确定所述电池模组真实模态与所述电池模组测试模态之间的固有频率差异值；

若所述固有频率差异值大于模态差异阈值，则调节所述第三有限元模型中，简化块的材料参数，其中，该模态差异阈值可以根据需求进行设置，若固有频率差异值大于模态差异阈值，则判定需要调节第三有限元模型中简化块的材料参数，优选的，该步骤中，可以采用增大或降低的方式调节所述第三有限元模型中，简化块的材料参数；

若所述固有频率差异值小于或等于模态差异阈值，则判定该电池模组真实模态和电池模组测试模态之间满足第二预设收敛条件。

进一步地，所述确定所述电池模组真实模态与所述电池模组测试模态之间的固有频率差异值，包括：

确定所述电池模组真实模态与所述电池模组测试模态，分别在第一预设方向、第二预设方向和第三预设方向上的固有频率差值，依次得到第一方向差值、第二方向差值和第三方向差值；

其中，该第一预设方向、第二预设方向和第三预设方向均可以根据需求进行设置，该步骤中的第一预设方向、第二预设方向和第三预设方向分别为有限元模型中的x轴方向、y轴方向和z轴方向。

根据所述第一方向差值、所述第二方向差值和所述第三方向差值确定所述固有频率差异值，其中，通过计算第一方向差值、第二方向差值和第三方向差值之间的均值，得到该固有频率差异值，该固有频率差异值包括模型一阶、二阶、三阶固有频率。

本实施例中，通过对电池模组中的电芯进行实物模态测试，能得到电芯对应的真实自由模态，通过对第一有限元模型中的电芯材料参数进行调节，能有效地确定到电芯在不同材料参数下，第一有限元模型对应的电芯测试模态，当第一有限元模型满足第一预设收敛条件，则判定第一有限元模型中的电芯材料参数，是电芯的真实材料参数对应的模态参数，通过对电池模组的有限元模型中简化块的材料参数进行调节，能有效地确定到简化块在不同材料参数下，电池模组的有限元模型的电池模组测试模态，当电池模组的有限元模型满足第二预设收敛条件，则判定电池模组的有限元模型中简化块的材料参数，是电芯的真实材料参数对应的模态参数，则输出收敛后的电池模组的有限元模型，得到电池模组简化模型。

请参阅图2，图2是本申请另一实施例提供的一种电池模组建模方法的实现流程图。相对于图1实施例，本实施例提供的电池模组建模方法用于对图1实施例中的步骤S301作进一步细化，包括：

步骤S3011，根据各结构部件的型号，确定各结构部件的尺寸参数，以及根据各结构部件的尺寸参数和所述电芯的尺寸参数进行模型建立，得到电池模组模型。

其中，通过将各结构部件的型号与尺寸参数查询表进行匹配，得到各结构部件的尺寸参数，并根据各结构部件的尺寸参数和电芯的尺寸参数进行模型建立，得到该电池模组模型。

步骤S3012，根据各结构部件的型号，确定各结构部件的材料参数，并根据各结构部件的材料参数和调节后的电芯材料参数对所述电池模组模型进行材料参数设置。

其中，通过将各结构部件的型号与材料参数查询表进行匹配，得到各结构部件的材料参数，基于各结构部件的材料参数和调节后的电芯材料参数，能有效地对电池模组模型达到材料参数设置的效果，提高了电池模组模型的准确性。

步骤S3013，对材料参数设置后的所述电池模组模型进行网格划分和接触设置，得到所述第二有限元模型。

其中，网格划分是将电池模组模型分成多个小的单元，网格划分的好坏决定了电池模组模型的模型质量，该步骤中，可以采用自由网格划分方法、映射网格划分方法、扫略网格划分方法、混合网格划分方法或利用自由度耦合和约束方程的方式，对材料参数设置后的电池模组模型进行网格划分，达到将材料参数设置后的电池模组模型划分为多个单元的效果。该步骤中，通过对材料参数设置后的电池模组模型进行接触设置，以提高电池模组模型中不同单元之间连接结构参数的准确性。

可选的，该壳体包括端板、侧板和底板，该汇流组件可以为铜排，该壳体内还设置有绝缘片，所述对材料参数设置后的所述电池模组模型进行网格划分和接触设置，得到所述第二有限元模型，包括：

对材料参数设置后的所述电池模组模型中的侧板、底板和铜排采用壳单元进行网格划分，以及对材料参数设置后的所述电池模组模型中的端板、胶、绝缘片和简化块采用六面体单元进行网格划分，其中，将电池模组模型中的侧板、底板和铜排均划分为壳单元的网格，以及将电池模组模型中的端板、胶、绝缘片和简化块划分为六面体单元的网格；

查询用户针对所述电池模组设置的接触设置列表，根据所述接触设置列表对所述电池模组模型中的端板、侧板、底板、铜排、胶、绝缘片和简化块分别进行接触类型、接触区域和接触刚度的设置，得到所述第二有限元模型；

其中，通过根据该电池模组的型号，查询用户针对电池模组设置的接触设置列表，接触设置列表中存储有端板、侧板、底板、铜排、胶、绝缘片和简化块与对应接触类型、接触区域和接触刚度之间的对应关系，该接触类型用于设置对应电池部件在第二有限元模型中，与其他电池部件之间连接结构的结构类型，该接触区域用于设置对应电池部件在第二有限元模型中，与其他电池部件之间连接结构的区域坐标，该接触刚度用于设置对应电池部件在第二有限元模型中，与其他电池部件之间连接结构的刚度值。

本实施例中，通过将各结构部件的型号与尺寸参数查询表进行匹配，得到各结构部件的尺寸参数，并根据各结构部件的尺寸参数和电芯的尺寸参数进行模型建立，得到该电池模组模型，通过将各结构部件的型号与材料参数查询表进行匹配，得到各结构部件的材料参数，基于各结构部件的材料参数和调节后的电芯材料参数，能有效地对电池模组模型达到材料参数设置的效果，提高了电池模组模型的准确性，通过对材料参数设置后的电池模组模型进行接触设置，以提高电池模组模型中不同单元之间连接结构参数的准确性。

请参阅图3，图3示出了本申请再一实施例提供的一种电池模组建模方法的实现流程图，若该电池模组中的电芯为软包电芯，该电池模组为软包电池模组，则该电池模组建模方法包括：

步骤S50，对所述软包电池模组进行实物模态测试，得到软包模组真实模态，以及建立所述软包电池模组的详细结构有限元模型，得到第四有限元模型；

其中，先将振动工装固定在振动台上，再将软包电池模组固定在振动工装上，在软包电池模组中间位置(三方向中间面)布置加速度传感器，采用频率范围5-1000HZ、加速度0.5g对软包电池模组进行扫频测试，得到不同位置的频率-加速度曲线，以得到该软包模组真实模态。

可选的，该步骤中，软包电池模组包含端板、侧板、底板、顶板、铜牌、极耳支架、胶、泡棉、绝缘片和简化块，侧板、底板、顶板、铜牌、极耳支架采用壳单元划分，端板、胶、绝缘片、泡棉、电芯简化块采用六面体单元划分网格，，胶均采用共节点进行建模。

步骤S60，对所述第四有限元模型进行虚拟模态测试，得到第一软包模组测试模态，以及对所述第四有限元模型中的软包电芯的材料参数进行调节，直至所述第四有限元模型满足第三预设收敛条件；

其中，可以采用LANCZOS算法对第四有限元模型进行虚拟模态测试，得到该第一软包模组测试模态，通过对第四有限元模型中的软包电芯的材料参数进行调节，能有效地确定到软包电芯在不同材料参数下，第四有限元模型对应的第一软包模组测试模态，当对第四有限元模型中的电芯材料参数进行调节后，返回执行对第四有限元模型进行虚拟模态测试，得到第一软包模组测试模态的步骤，直至第一软包模组测试模态与软包模组真实模态之间满足第三预设收敛条件时，输出该第四有限元模型中的软包电芯的材料参数。该第四预设收敛条件可以根据需求进行设置，该第四预设收敛条件用于判断软包电芯测试模态与软包电芯真实模态之间的固有频率差异值是否小于预设差异值。

步骤S70，根据所述软包电芯的材料参数，建立所述软包电池模组的简化结构有限元模型，得到第五有限元模型；

其中，根据该软包电池模组中端板、侧板、底板、顶板、简化块和第四有限元模型输出的软包电芯的材料参数进行有限元模型的建立，得到该第五有限元模型。

步骤S80，对所述第五有限元模型中简化块的材料参数进行调节，直至所述第五有限元模型满足第四预设收敛条件，输出收敛后的所述第五有限元模型，得到所述软包电池模组的电池模组简化模型；

可选的，该步骤中，所述对所述第五有限元模型中简化块的材料参数进行调节，包括：

对所述第五有限元模型进行虚拟模态测试，得到第二软包模组测试模态；

对所述第五有限元模型中的简化块的材料参数进行调节，直至所述第二软包模组测试模态，与收敛后所述第四有限元模型的第一软包模组测试模态之间满足第四预设收敛条件时，输出所述第五有限元模型，得到软包电池模组的电池模组简化模型；

其中，该第四预设收敛条件可以根据需求进行设置，该第四预设收敛条件用于判断第二软包模组测试模态是否逼近收敛后第四有限元模型的第一软包模组测试模态。

本实施例中，当判断到第二软包模组测试模态逼近收敛后第四有限元模型的第一软包模组测试模态时，则判定该第五有限元模型中简化块的材料参数能有效地表征软包电芯的材料参数，因此，输出第五有限元模型，得到软包电池模组的电池模组简化模型。

请参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种电池模组建模装置100的结构框图。本实施例中该电池模组建模装置100包括的各单元用于执行图1、图2、图3对应的实施例中的各步骤。具体请参阅图1、图2、图3以及图1、图2、图3所对应的实施例中的相关描述。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。参见图4，电池模组建模装置100包括：实物模态测试单元10、电芯参数调节单元11、有限元模型建立单元12和简化块参数调节单元13，其中：

实物模态测试单元10，用于对电池模组中的电芯进行实物模态测试，得到电芯真实模态，以及建立所述电芯的有限元模型，得到第一有限元模型。

其中，实物模态测试单元10还用于：确定所述电芯处于悬挂状态时，在不同频率下的加速度信息，得到所述电芯真实模态。

电芯参数调节单元11，用于对所述第一有限元模型中的电芯材料参数进行调节，直至所述第一有限元模型满足第一预设收敛条件。

有限元模型建立单元12，用于根据所述电池模组中除电芯外的各结构部件的参数和调节后的电芯材料参数，建立所述电池模组的有限元模型。

其中，有限元模型建立单元12还用于：根据所述电池模组中除电芯外的各结构部件的参数和调节后的电芯材料参数，建立所述电池模组的第二有限元模型；

根据所述电池模组中除电芯外的各结构部件的参数，建立所述电池模组的第三有限元模型。

可选的，有限元模型建立单元12还用于：根据各结构部件的型号，确定各结构部件的尺寸参数，以及根据各结构部件的尺寸参数和所述电芯的尺寸参数进行模型建立，得到电池模组模型；

根据各结构部件的型号，确定各结构部件的材料参数，并根据各结构部件的材料参数和调节后的电芯材料参数对所述电池模组模型进行材料参数设置；

对材料参数设置后的所述电池模组模型进行网格划分和接触设置，得到所述第二有限元模型。

简化块参数调节单元13，用于对所述电池模组的有限元模型中简化块的材料参数进行调节，直至所述电池模组的有限元模型满足第二预设收敛条件，输出收敛后的所述电池模组的有限元模型，得到电池模组简化模型。

其中，简化块材料调节单元13还用于：对所述第二有限元模型进行虚拟模态测试，得到电池模组真实模态，以及对所述第三有限元模型进行虚拟模态测试，得到电池模组测试模态；

对所述第三有限元模型中的简化块的材料参数进行调节，直至所述电池模组真实模态和所述电池模组测试模态之间满足第二预设收敛条件时，输出所述第三有限元模型，得到所述电池模组简化模型。

可选的，该简化块材料调节单元13还用于：确定所述电池模组真实模态与所述电池模组测试模态之间的固有频率差异值；

若所述固有频率差异值大于模态差异阈值，则调节所述第三有限元模型中调节所述第三有限元模型中的简化块的材料参数。

进一步地，该简化块材料调节单元13还用于：确定所述电池模组真实模态与所述电池模组测试模态，分别在第一预设方向、第二预设方向和第三预设方向上的固有频率差值，依次得到第一方向差值、第二方向差值和第三方向差值；

根据所述第一方向差值、所述第二方向差值和所述第三方向差值确定所述固有频率差异值。

本实施例中，通过对电池模组中的电芯进行实物模态测试，能得到电芯对应的真实自由模态，通过对第一有限元模型中的电芯材料参数进行调节，能有效地确定到电芯在不同材料参数下，第一有限元模型对应的电芯测试模态，当电芯测试模态与电芯真实模态之间满足第一预设收敛条件时，则判定第一有限元模型中的电芯材料参数，是电芯的真实材料参数对应的模态参数，根据根据电池模组中除电芯外的各结构部件的参数和调节后的电芯材料参数，所建立的第二有限元模型为电池模组的真实模型，通过对第三有限元模型中的简化块的材料参数进行调节，能有效地确定到简化块在不同材料参数下，第三有限元模型对应的电池模组测试模态，当电池模组真实模态与电池模组测试模态之间满足第二预设收敛条件时，则判定第三有限元模型中简化块的材料参数，是电芯的真实材料参数对应的模态参数，则将第三有限元模型的参数设置为电池模组的模态简化参数。

图5是本申请另一实施例提供的一种终端设备2的结构框图。如图5所示，该实施例的终端设备2包括：处理器20、存储器21以及存储在所述存储器21中并可在所述处理器20上运行的计算机程序22，例如电池模组建模方法的程序。处理器20执行所述计算机程序23时实现上述各个电池模组建模方法各实施例中的步骤，例如图1所示的S10至S40，或者图2所示的S3011至S3013，或者图3所示的S50至S80。或者，所述处理器20执行所述计算机程序22时实现上述图4对应的实施例中各单元的功能，例如，图4所示的单元10至14的功能，具体请参阅图4对应的实施例中的相关描述，此处不赘述。

示例性的，所述计算机程序22可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器21中，并由所述处理器20执行，以完成本申请。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序22在所述终端设备2中的执行过程。例如，所述计算机程序22可以被分割成实物模态测试单元10、电芯参数调节单元11、有限元模型建立单元12和简化块参数调节单元13，各单元具体功能如上所述。

所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器20、存储器21。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备2的示例，并不构成对终端设备2的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器20可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器21可以是所述终端设备2的内部存储单元，例如终端设备2的硬盘或内存。所述存储器21也可以是所述终端设备2的外部存储设备，例如所述终端设备2上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器21还可以既包括所述终端设备2的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器21用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其它程序和数据。所述存储器21还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。其中，计算机可读存储介质可以是非易失性的，也可以是易失性的。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。