[0001] 本发明涉及动力电池分析技术领域，特别是涉及一种动力电池连接强度分析系统。

[0002] 随着新能源汽车产业的快速发展，动力电池的安全性和可靠性成为关注焦点。其中，电池组件间的连接强度直接影响到电池系统的整体性能和寿命。因此需要一种系统化、精准化的系统来分析动力电池的连接强度。动力电池连接强度分析系统是专门针对动力电池系统中各组件之间连接强度进行评估和测试的技术平台。该系统通常用于确保电池组内部以及电池组与电动汽车其他部分之间的物理连接在各种工况下具有足够的机械强度、耐久性和可靠性。

[0003] 现有的动力电池连接强度分析系统，其分析原理通常是根据电池组内的各类连接形式，构建力学模型，模拟不同连接部位在受力情况下的应力分布、位移变化和变形模式，再进行一系列实验室仿真测试，对比验证仿真结果。

[0004] 而在动力电池生产制造过程中，因实际工艺不符等问题，会导致连接部位实际强度与理论工艺的连接强度不匹配，这会使得获取的基础数据与连接部位实际连接强度的数据不符。在对动力电池的拉伸、剪切、振动和冲击的实验中，为了实验出动力电池连接部位最大应力、应变，会对动力电池进行极限实验，实际工艺的不符会使得连接部位会较早或较晚达到失效模式，即发生松动、断裂等问题，这会使得实验验证过程受到干扰，导致系统分析得到的结论不准确。为此，我们提出一种动力电池连接强度分析系统。

[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例

[0022] 请参阅图1所示，一种动力电池连接强度分析系统，包括，数据采集模块：用于获取动力电池系统中的各连接部位的几何参数、材料属性，以及生产工艺信息方面的基础数据；数据采集模块识别和记录电池组内的各类连接形式，包括但不限于电极与极耳之间的焊接连接、电池单体间的串并联连接、动力电池间的串联堆叠、模组与电池箱体的固定连接等。

[0023] 模型构建模块：获取数据采集模块采集的数据，采用有限元分析的方法构建各连接部位的三维力学模型；基于实际连接结构，采用有限元分析等数值计算方法，构建数学力学模型，模拟不同连接部位在受力情况下的应力分布、位移变化和变形模式，以精确预测连接在静态负载、动态冲击、振动、疲劳等工况下的性能。

[0024] 仿真分析模块：对模型构建模块构建的模型分别进行静态、动态工况下发生的应力、应变和位移的参数计算；依据标准，设计并执行仿真测试实验室，包括拉伸试验、剪切试验、弯矩试验、扭转试验、振动台试验、碰撞模拟试验等，以实测连接件的极限承载能力、抗疲劳性能、耐振动性能等。

[0025] 实验验证模块：在动力电池工作状态下，用于设计并执行对动力电池的拉伸、剪切、振动和冲击的实验，验证仿真分析模块仿真结果的准确性；将动力电池接入电路中，为电路进行供电，接入的电路阻值固定。然后对动力电池进行拉伸、剪切、振动和冲击的相关实验，在实验过程中，利用模块中高精度传感器和数据采集系统实时监测连接部位的应变、应力、位移、温度等参数变化，确保数据的准确性和完整性。通过这些数据验证理论模型、评估连接性能。

[0026] 检测验证模块：用于获取实验验证模块实验过程时动力电池中流经每个单体电池的内部的实时电流、每个单体电池两端的实时电压，以及获取各单体电池连接部位的实时温度，验证动力电池中单体电池的一致性。

[0027] 在动力电池在完好的情况下，动力电池各部分连接状态不会发生改变，因此各单体电池的内阻阻值为定值，动力电池总电阻也为定值。而在对动力电池的拉伸、剪切、振动和冲击的实验中，为了实验出动力电池连接部位最大应力、应变，会对动力电池进行极限实验，实际工艺的不符会导致连接部位过早或过晚松动、出现裂纹、被拉长等。

[0028] 当连接部位出现松动、裂纹、被拉长等现象，这使得电路会出现接触不良的问题。然而电路的接触不良也不仅代表着电路中总电阻阻值会发生变化，同样还代表着动力电池连接部位发生了连接强度上的改变。因此，电阻阻值的变化也能够反映出动力电池连接部位强度的改变，因而可以通过电流、电压和电阻的变化来反映动力电池连接强度。

[0029] 检测验证模块通过检测每个单体电池对应的电流和电压，并根据电流、电压和电阻之间的关系，计算出每个单体电池对应的内阻，根据总电阻以及各单体电池内阻的变化，可以分析出单体电池外部的连接部位是否发生改变，导致电阻阻值发生了改变，这能够用于判断动力电池失效模式下的失效应力，实现对实验过程中单体电池内部的连接强度的分析。

[0030] 仅有电压、电流的异常还不完全能够判断动力电池的失效应力，因为各单体电池之间的应力分布不均匀，这可能会导致个别单体电池先失效，从而引起连锁反应导致整个电池包失效，因此仅通过电压和电流的变化也无法直接分析动力电池连接强度的变化。为此，这里选取各单体电池连接部位的实时温度变化作为共同判断特征参数。

[0031] 连接部位一旦出现松动、裂纹、被拉长等问题，会使得连接部位电阻增大，导致发热量上升，导致温度发生明显改变。因此基于测得的各单体电池的电压、电流，以及计算出的单体电池对应的内阻的实时变化，单体检测验证模块通过将实验中动力电池内各单体电池实时温度与正常的动力电池内各单体电池相应时间内的温度进行比较，结合温度的变化，最终实现对动力电池连接强度的精确分析。

[0032] 本分析系统通过在电压、电流以及温度方面进行检测验证，与对动力电池的拉伸、剪切、振动和冲击的实验验证相互比较，起到相互印证分析的作用。避免因实际工艺不符等问题，导致连接部位实际强度与理论工艺的连接强度不匹配，使得获取的基础数据与连接部位实际连接强度的数据不符而对实验验证过程造成干扰。

[0033] 本设计通过理论分析、实验测试、数据分析和实验验证，构建出了全面、精确的动力电池连接强度分析系统，确保了动力电池中的连接部位在各种工况下具备足够的强度和可靠性，为动力电池的安全运行提供了保障，实现了对动力电池中各连接部位的深度剖析和优化指导，对提升动力电池的安全性和可靠性具有重要意义。

[0034] 其中，模型构建模块在单体电池及整个动力电池的应力集中区域进行网格细化，模型构建模块包括质量评估模块，质量评估模块对划分好的网格进行检测和评估。

[0035] 其中，仿真分析模块对测试结果进行深入分析，识别可能的失效模式，并通过微观分析和非破坏检测输出失效机理。

[0036] 其中，失效模式是指连接处出现裂纹萌生、断裂、松动和接触不良的问题，微观分析包括但不限于金相分析和断口分析，非破坏检测包括但不限于超声波检测和磁粉探伤。

[0037] 其中，仿真分析模块并模拟电池系统所处复杂环境，复杂环境包括高温、低温、湿度和盐雾环境。通过评估连接部位在这些条件下的材料耐蚀性、电接触稳定性、密封性能等，确保连接在恶劣环境下的长期可靠性。

[0038] 其中，模型构建模块并用于构建耦合模型，模型构建模块分别获取实验验证模块和检测验证模块的验证结果，并结合构建出的三维力学模型，分别构建出单体电池及整个动力电池的力－热－电多物理场耦合模型。通过建立动力电池的电流和电压之间的电路模型，建立动力电池的发热模型，并结合此前得到的动力电池的有限元模型，得到动力电池压缩过程中的温度变化。最后，根据动力电池的多场耦合结果，建立锂电池模块的多场耦合模型，得到锂电池模块压缩后，电池继续放电时，自然对流与强制对流下模块内各电池的温度变化与分布。

[0039] 其中，还包括可视化展示模块，可视化展示模块对模型构建模块构建出的模型进行可视化展示。

[0040] 其中，还包括优化建议模块，优化建议模块根据仿真和实验结果，提供连接结构、材料选择、工艺参数方面的优化建议。

[0041] 其中，检测验证模块包括用于检测流经单体电池中电流的电流测量模块、用于检测单体电池正负极两端电压的电压测量模块，以及用于检测动力电池连接部位的实时温度的温度测量模块。

[0042] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。