專利名稱：圓柱電池輔助設(shè)計裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)計自動化領(lǐng)域，尤其涉及一種圓柱電池輔助設(shè)計裝置及方法。
背景技術(shù)：
在圓柱電池的設(shè)計和生產(chǎn)過程中，由于電池特性的物理和化學(xué)特性，決 定了其設(shè)計參數(shù)的復(fù)雜性和繁多性，計算起來非常不便，而現(xiàn)有技術(shù)中，都 是完全依靠人力來計算各種復(fù)雜的設(shè)計參數(shù)，這無疑會浪費(fèi)許多不必要的人 力和精力，阻礙設(shè)計進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種圓柱電池輔助設(shè)計裝置，該裝 置可自動計算各種圓柱電池設(shè)計參數(shù)，節(jié)省大量人力精力、并加快設(shè)計進(jìn)程。
本發(fā)明進(jìn)一步所要解決的技術(shù)問題是提供一種圓柱電池輔助設(shè)計方法， 該方法可計算各種圓柱電池設(shè)計參數(shù)，節(jié)省大量人力精力、并加快設(shè)計進(jìn)程。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種圓柱電池輔助設(shè)計裝置，該裝置包括有
輸入單元，用于接收用戶通過一輸入界面輸入的電池特性參數(shù)； 存儲單元，用于存儲電池設(shè)計參數(shù)計算公式；
計算單元，與所述存儲單元和計算單元相連，用于根據(jù)所述電池特性參 數(shù)調(diào)用存儲單元內(nèi)的計算公式，計算出所述電池的設(shè)計參數(shù)；
輸出單元，與所述計算單元相連，用于將所述計算單元計算出的設(shè)計參 數(shù)通過一輸出界面輸出。
相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了種圓柱電池輔助設(shè)計方法，其特征在于，該 方法包括以下步驟
輸入步驟，接收用戶通過輸入界面輸入的電池特性參數(shù)；
計算步驟，根據(jù)所述電池特性參數(shù)調(diào)用存儲單元內(nèi)的計算公式，計算出 所述圓柱電池的設(shè)計參數(shù)；
5輸出步驟，將計算出的設(shè)計參數(shù)通過輸出界面輸出。 本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明的實施例通過調(diào)用存儲的計算公式計算圓柱電池設(shè)計參數(shù)，從而 節(jié)省了大量的人力精力、并加快了設(shè)計進(jìn)程。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是本發(fā)明提供的圓柱電池輔助設(shè)計裝置一個實施例的組成結(jié)構(gòu)圖。 圖2-5是本發(fā)明提供的圓柱電池輔助設(shè)計裝置一個實施例中輸入單元的 輸入界面示意圖。
圖6是本發(fā)明提供的圓柱電池輔助設(shè)計裝置一個實施例中輸出單元的輸 出界面示意圖。
圖7是本發(fā)明提供的圓柱電池輔助設(shè)計裝置一個實施例中正極參數(shù)輸出 單元的輸出界面示意圖。
圖8是本發(fā)明提供的圓柱電池輔助設(shè)計裝置一個實施例中負(fù)極參數(shù)輸出 單元的輸出界面示意圖。
圖9是本發(fā)明提供的圓柱電池輔助設(shè)計裝置一個實施例中輔料參數(shù)輸出 單元的輸出界面示意圖。
圖10是本發(fā)明提供的圓柱電池輔助設(shè)計裝置一個實施例中圖形輸出單 元單元的輸出界面示意圖。
具體實施例方式
下面參考圖i-圖io描述本發(fā)明提供的圓柱電池輔助設(shè)計裝置的一個實施
例。如圖1所示，本實施例主要包括有
輸入單元l，用于接收用戶通過一輸入界面輸入的電池特性參數(shù)；
存儲單元2，用于存儲電池設(shè)計參數(shù)計算公式；
計算單元3，與所述存儲單元2和計算單元1相連，用于根據(jù)所述電池 特性參數(shù)調(diào)用存儲單元2內(nèi)的計算公式，計算出所述電池的設(shè)計參數(shù)；
輸出單元4，與所述計算單元3相連，用于將所述計算單元3計算出的
設(shè)計參數(shù)通過一輸出界面輸出。
具體實現(xiàn)時，所述存儲單元存儲的計算公式主要包括正極參數(shù)計算公式、負(fù)極參數(shù)計算公式、以及輔料參數(shù)計算公式，表1詳細(xì)列出了在圓柱電池設(shè) 計過程中需要用到的各種公式，這些公式都存儲于所述存儲單元中。
表1存儲單元中存儲的計算公式列表
長度單位:mm
空殼內(nèi)腔截面積=(殼體內(nèi)徑/2)2*3. 14 隔膜寬度=殼體的標(biāo)稱高度-(隔膜紙寬度系數(shù))IQ 負(fù)極片寬度=隔膜寬度-(負(fù)極片寬度系數(shù))K3 正極片寬度=負(fù)極片寬度-(正極片寬度系數(shù))K2 正極耳長度=正極片寬度+殼體內(nèi)徑 負(fù)極耳長度二負(fù)極片寬度+2/3(殼體內(nèi)徑*0. 93) 正極耳膠帶長度=正極耳長度-5 負(fù)極耳膠帶長度-負(fù)極片寬度
正極片刮粉長度8=正極耳寬度+ (正極刮粉系數(shù)l) K4 正極片刮粉長度0=正極耳寬度+ (正極刮粉系數(shù)2) K5 負(fù)極片刮粉長度0=負(fù)極耳寬度+ (負(fù)極刮粉系數(shù))K6mm 負(fù)極片刮粉長度}1=殼體內(nèi)徑*0. 92*3. 14 鋁箔寬度=正極片寬度*3+鋁箔寬度系數(shù)K7 銅箔寬度=負(fù)極片寬度^+銅箔寬度系數(shù)K8 巻針截面積=(巻針直徑/2)2*3.14 終止膠帶截面積=終止膠帶長度*終止膠帶厚度 終止膠帶長度=殼體內(nèi)徑*0. 92*3. 14 注液量=設(shè)計容量/比注液量 正極耳截面積=正極耳厚度*正極耳寬度 負(fù)極耳截面積=負(fù)極耳厚度*負(fù)極耳寬度 . 正極耳膠帶截面積=正極耳膠帶寬度*正極耳膠帶厚度 負(fù)極耳膠帶截面積=負(fù)極耳膠帶寬度*負(fù)極耳膠帶厚度 正極有效敷料厚度=正極面密度/正極壓實密度
正極有效敷料長度(D+E)/2二設(shè)計容量/正極活性物質(zhì)比容量/正極活性物質(zhì)比 率/正極面密度/正極片寬度正極片長度A:正極片刮粉長度(B+C)/2+正極有效敷料長度 正極壓片后長度=正極片長度* (l+正極片延伸率) 負(fù)極片長度F二正極片長度+殼體內(nèi)徑W. 92*3. 14 負(fù)極壓片后長度=負(fù)極片長度* (l+負(fù)極片延伸率) 負(fù)極有效敷料長度(J+I) /2=負(fù)極片長度F-負(fù)極片刮粉尺寸(G+H)/2 正極有效敷料截面積=正極有效敷料長度*正極有效敷料厚度 鋁箔長度=正極片長度(A) 鋁箔重量=鋁箔長度*正極片寬度*鋁箔面密度 銅箔長度=負(fù)極片長度(F) 銅箔重量二銅箔長度*負(fù)極片寬度*銅箔面密度 鋁箔截面積-鋁箔長度(A"鋁箔厚度 銅箔截面積=銅箔長度^)*銅箔厚度 隔膜長度=正極片長度*2+巻針直徑*3. 14*1. 5*2 隔膜截面積=隔膜長度*隔膜厚度
正極有效敷料重量=正極片寬度*正極有效敷料長度*正極面密度 正極片重量=鋁箔重量+正極有效敷料重量
正極面容量=正極面密度*正極活性物質(zhì)比容量/正極首放效率*正極活性物 質(zhì)比率
負(fù)極面容量=正極面容量*負(fù)極面容量過量系數(shù)
負(fù)極面密度=負(fù)極面容量/(負(fù)極活性物質(zhì)比容量/負(fù)極首放效率*負(fù)極活性物 質(zhì)比率)
負(fù)極有效敷料厚度=負(fù)極面密度/負(fù)極壓實密度 負(fù)極有效敷料截面積=負(fù)極有效敷料長度*負(fù)極有效敷料厚度 負(fù)極有效敷料重量=負(fù)極片寬度*負(fù)極有效敷料長度*負(fù)極面密度 負(fù)極片重量=銅箔重量+負(fù)極片有效敷料重量
負(fù)極片截面積=銅箔截面積+負(fù)極有效敷料截面積+負(fù)極耳截面積+負(fù)極耳膠 帶截面積
正極片截面積=鋁箔截面積+正極有效敷料截面積+正極耳截面積+正極耳膠 帶截面積
8巻芯的截面二正極片截面積+負(fù)極片截面積+隔膜截面積+巻針截面積+終止膠 帶截面積 . 填充空間比率二巻芯的截面/空殼內(nèi)腔截面積
具體實現(xiàn)時，要計算出表1中所列的各種公式，則需要確定以下電池特 性參數(shù)，包括有殼體標(biāo)稱的高度，殼體高度，殼體壁厚，殼體外徑，殼體 的內(nèi)徑，填充空間比率，正負(fù)極耳的寬度、厚度，正負(fù)極耳膠帶的寬度、厚 度，銅鋁箔厚度、面密度，隔膜的厚度，巻針直徑，終止膠帶厚度，比注液 量，正負(fù)極片壓實密度(體積密度)，正極片延伸率，負(fù)極片延伸率，正負(fù)極活 性物質(zhì)的比容量，負(fù)極面容量過量系數(shù)，設(shè)計容量，正極面密度，正極粘結(jié) 劑比率，負(fù)極粘結(jié)劑比率，正負(fù)極導(dǎo)電劑比率，正負(fù)極活性物質(zhì)比率，正極 首放效率，負(fù)極首放效率。上述電池特性參數(shù)均由用戶通過輸入界面輸入，
圖2-5示出了本實施例的輸入界面示意圖。
計算單元3調(diào)用表1中的計算公式，可計算出的設(shè)計參數(shù)包括有隔膜
寬度，正負(fù)極片寬度，空殼內(nèi)腔截面積，巻芯的截面積，正負(fù)極耳長度，正
負(fù)極耳膠帶長度，正極片的刮粉尺寸L3、 L4，負(fù)極片的刮粉尺寸L5、 L6， 銅鋁箔的寬度，巻針的截面積，隔膜的截面積、長度，終止膠帶的截面積、 長度，注液量，正負(fù)極耳的截面積，正負(fù)極耳膠帶的截面積，正負(fù)極有效敷 料厚度，正極壓片后長度，負(fù)極壓片后長度，正負(fù)極有效敷料長度(正極L7、 L8，負(fù)極L9、 LIO)，正負(fù)極有效敷料截面積，正極片長度L1，負(fù)極片長度 L2，負(fù)極面密度，銅鋁箔長度、重量，銅鋁箔截面積，正負(fù)極混料重量，正 極片重量，負(fù)極片重量，正負(fù)極面容量，正極片截面積，負(fù)極片截面積。 上述設(shè)計參數(shù)均通過輸出單元4輸出，圖6是本實施例的輸出界面示意圖。
具體實現(xiàn)時，輸出單元4可進(jìn)一步包括有
正極參數(shù)輸出單元41，用于輸出所述計算單元調(diào)用所述正極參數(shù)計算公 式計算出的正極參數(shù)；
負(fù)極參數(shù)輸出單元42，用于輸出所述計算單元調(diào)用所述負(fù)極參數(shù)計算公 式計算出的負(fù)極參數(shù)；
輔料參數(shù)輸出單元43，用于輸出所述計算單元調(diào)用所述輔料參數(shù)計算公 式計算出的輔料參數(shù)；圖形輸出單元44，用于將所述正極參數(shù)和負(fù)極參數(shù)指代的對象以圖片形
式輸出。
圖7-10示出了上述各輸出單元對應(yīng)的輸入界面示意圖。 下面詳細(xì)描述本發(fā)明提供的圓柱電池輔助設(shè)計方法的一個實施例。本實
施例執(zhí)行一次圓柱電池輔助設(shè)計的過程具體包括以下步驟
輸入步驟，接收用戶通過輸入界面輸入的電池特性參數(shù)； 計算步驟，根據(jù)所述電池特性參數(shù)調(diào)用存儲單元內(nèi)的計算公式，計算出 所述圓柱電池的設(shè)計參數(shù)；
輸出步驟，將計算出的設(shè)計參數(shù)通過輸出界面輸出。
具體實現(xiàn)時，所述計算公式包括有正極參數(shù)計算公式、負(fù)極參數(shù)計算
公式、以及輔料參數(shù)計算公式，表1詳細(xì)列出了存儲單元內(nèi)的在圓柱電池設(shè) 計過程中需要用到的各種公式。
具體實現(xiàn)時，要計算出表1中所列的各種公式，則需要確定以下電池特
性參數(shù)，這些參數(shù)均在所述輸入步驟中由用戶輸入，包括有殼體標(biāo)稱的高 度，殼體高度，殼體壁厚，殼體外徑，殼體的內(nèi)徑，填充空間比率，正負(fù)極 耳的寬度、厚度，正負(fù)極耳膠帶的寬度、厚度，銅鋁箔厚度、面密度，隔膜 的厚度，巻針直徑，終止膠帶厚度，比注液量，正負(fù)極片壓實密度(體積密度)， 正極片延伸率，負(fù)極片延伸率，正負(fù)極活性物質(zhì)的比容量，負(fù)極面容量過量 系數(shù)，設(shè)計容量，正極面密度，正極粘結(jié)劑比率，負(fù)極粘結(jié)劑比率，正負(fù)極 導(dǎo)電劑比率，正負(fù)極活性物質(zhì)比率，正極首放效率，負(fù)極首放效率。
上述計算公式可計算出的設(shè)計參數(shù)包括有隔膜寬度，正負(fù)極片寬度， 空殼內(nèi)腔截面積，巻芯的截面積，正負(fù)極耳長度，正負(fù)極耳膠帶長度，正極
片的刮粉尺寸L3、 L4，負(fù)極片的刮粉尺寸L5、 L6，銅鋁箔的寬度，巻針的 截面積，隔膜的截面積、長度，終止膠帶的截面積、長度，注液量，正負(fù)極 耳的截面積，正負(fù)極耳膠帶的截面積，正負(fù)極有效敷料厚度，正極壓片后長 度，負(fù)極壓片后長度，正負(fù)極有效敷料長度(正極L7、 L8，負(fù)極L9、 LIO)， 正負(fù)極有效敷料截面積，正極片長度L1，負(fù)極片長度L2，負(fù)極面密度，銅鋁 箔長度、重量，銅鋁箔截面積，正負(fù)極混料重量，正極片重量，負(fù)極片重量， 正負(fù)極面容量，正極片截面積，負(fù)極片截面積。
具體實現(xiàn)時，正極參數(shù)、負(fù)極參數(shù)、以及輔料參數(shù)分別通過相應(yīng)的正極參數(shù)輸出單元、負(fù)極參數(shù)輸出單元、輔料參數(shù)輸出單元輸出；另外，還將所 述正極參數(shù)和負(fù)極參數(shù)指代的對象通過相應(yīng)的圖形輸出單元以圖片形式輸出。
本發(fā)明可輔助設(shè)計人員完成各種圓柱電池設(shè)計參數(shù)的計算，即使設(shè)計人 員不知道具體的設(shè)計公式，從而使設(shè)計人員既不需要花費(fèi)時間去了解和記憶 設(shè)計公式，亦不需要進(jìn)行繁瑣的計算，節(jié)省了大量的人力和精力，有效地加 快了設(shè)計進(jìn)程。
以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾， 這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種圓柱電池輔助設(shè)計裝置，其特征在于，該裝置包括有輸入單元，用于接收用戶通過一輸入界面輸入的電池特性參數(shù)；存儲單元，用于存儲電池設(shè)計參數(shù)計算公式；計算單元，與所述存儲單元和計算單元相連，用于根據(jù)所述電池特性參數(shù)調(diào)用存儲單元內(nèi)的計算公式，計算出所述電池的設(shè)計參數(shù)；輸出單元，與所述計算單元相連，用于將所述計算單元計算出的設(shè)計參數(shù)通過一輸出界面輸出。
2、 如權(quán)利要求l所述的圓柱電池輔助設(shè)計裝置，其特征在于，所述計算 公式包括有正極參數(shù)計算公式、負(fù)極參數(shù)計算公式、以及輔料參數(shù)計算公 式。
3、 如權(quán)利要求2所述的圓柱電池輔助設(shè)計裝置，其特征在于，所述輸出 單元包括有正極參數(shù)輸出單元，用于輸出所述計算單元調(diào)用所述正極參數(shù)計算公式 計算出的正極參數(shù)；負(fù)極參數(shù)輸出單元，用于輸出所述計算單元調(diào)用所述負(fù)極參數(shù)計算公式 計算出的負(fù)極參數(shù)；輔料參數(shù)輸出單元，用于輸出所述計算單元調(diào)用所述輔料參數(shù)計算公式 計算出的輔料參數(shù)；圖形輸出單元，用于將所述正極參數(shù)和負(fù)極參數(shù)指代的對象以圖片形式 輸出。
4、 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的圓柱電池輔助設(shè)計裝置，其特征在于，所述電池特性參數(shù)包括有殼體標(biāo)稱的高度，殼體高度，殼體壁厚，殼體外徑，殼體的內(nèi)徑，填充空間比率，正負(fù)極耳的寬度、厚度，正負(fù)極耳膠帶的 寬度、厚度，銅鋁箔厚度、面密度，隔膜的厚度，巻針直徑，終止膠帶厚度， 比注液量，正負(fù)極片壓實密度，正極片延伸率，負(fù)極片延伸率，正負(fù)極活性 物質(zhì)的比容量，負(fù)極面容量過量系數(shù)，設(shè)計容量，正極面密度，正極粘結(jié)劑比率，負(fù)極粘結(jié)劑比率，正負(fù)極導(dǎo)電劑比率，正負(fù)極活性物質(zhì)比率,正極首放效 率,負(fù)極首放效率。
5、 如權(quán)利要求4所述的圓柱電池輔助設(shè)計裝置，其特征在于，所述設(shè)計參數(shù)包括有隔膜寬度、正負(fù)極片寬度、空殼內(nèi)腔截面積、巻芯的截面積， 正負(fù)極耳長度、正負(fù)極耳膠帶長度、正極片的刮粉尺寸、負(fù)極片的刮粉尺寸、 銅鋁箔的寬度、巻針的截面積、隔膜的截面積、長度、終止膠帶的截面積、 長度、注液量、正負(fù)極耳的截面積、正負(fù)極耳膠帶的截面積、正負(fù)極有效敷 料厚度、正極壓片后長度、負(fù)極壓片后長度、正負(fù)極有效敷料長度、正負(fù)極 有效敷料截面積、正極片長度、負(fù)極片長度、負(fù)極面密度、銅鋁箔長度、重 量、銅鋁箔截面積、正負(fù)極混料重量、正極片重量、負(fù)極片重量、正負(fù)極面 容量、正極片截面積、負(fù)極片截面積。
6、 一種圓柱電池輔助設(shè)計方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 輸入步驟，接收用戶通過輸入界面輸入的電池特性參數(shù)；計算步驟，根據(jù)所述電池特性參數(shù)調(diào)用存儲單元內(nèi)的計算公式，計算出 所述圓柱電池的設(shè)計參數(shù)；輸出步驟，將計算出的設(shè)計參數(shù)通過輸出界面輸出。
7、 如權(quán)利要求6所述的圓柱電池輔助設(shè)計方法，其特征在于，所述計算 公式包括有正極參數(shù)計算公式、負(fù)極參數(shù)計算公式、以及輔料參數(shù)計算公 式。
8、 如權(quán)利要求7所述的圓柱電池輔助設(shè)計方法，其特征在于，在所述輸出步驟中，輸出的設(shè)計參數(shù)包括有調(diào)用所述正極參數(shù)計算公式計算出的正 極參數(shù)、調(diào)用所述負(fù)極參數(shù)計算公式計算出的負(fù)極參數(shù)、調(diào)用所述輔料參數(shù) 計算公式計算出的輔料參數(shù)、以及以圖片形式體現(xiàn)的正極參數(shù)和負(fù)極參數(shù)指 代的對象。
9、 如權(quán)利要求6-8中任一項所述的圓柱電池輔助設(shè)計方法，其特征在于，所述電池特性參數(shù)包括有殼體標(biāo)稱的高度，殼體高度，殼體壁厚，殼體外徑，殼體的內(nèi)徑，填充空間比率，正負(fù)極耳的寬度、厚度，正負(fù)極耳膠帶的 寬度、厚度，銅鋁箔厚度、面密度，隔膜的厚度，巻針直徑，終止膠帶厚度，比注液量，正負(fù)極片壓實密度，正極片延伸率，負(fù)極片延伸率，正負(fù)極活性 物質(zhì)的比容量，負(fù)極面容量過量系數(shù)，設(shè)計容量,正極面密度，正極粘結(jié)劑比 率，負(fù)極粘結(jié)劑比率，正負(fù)極導(dǎo)電劑比率，正負(fù)極活性物質(zhì)比率,正極首放效 率,負(fù)極首放效率。
10、如權(quán)利要求9所述的圓柱電池輔助設(shè)計方法，其特征在于，所述設(shè)計參數(shù)包括有隔膜寬度、正負(fù)極片寬度、空殼內(nèi)腔截面積、巻芯的截面積， 正負(fù)極耳長度、正負(fù)極耳膠帶長度、正極片的刮粉尺寸、負(fù)極片的刮粉尺寸、 銅鋁箔的寬度、巻針的截面積、隔膜的截面積、長度、終止膠帶的截面積、 長度、注液量、正負(fù)極耳的截面積、正負(fù)極耳膠帶的截面積、正負(fù)極有效敷 料厚度、正極壓片后長度、負(fù)極壓片后長度、正負(fù)極有效敷料長度、正負(fù)極 有效敷料截面積、正極片長度、負(fù)極片長度、負(fù)極面密度、銅鋁箔長度、重 量、銅鋁箔截面積、正負(fù)極混料重量、正極片重量、負(fù)極片重量、正負(fù)極面
全文摘要
本發(fā)明公開一種圓柱電池輔助設(shè)計裝置，該裝置包括有輸入單元，用于接收用戶通過一輸入界面輸入的電池特性參數(shù)；存儲單元，用于存儲電池設(shè)計參數(shù)計算公式；計算單元，與所述存儲單元和計算單元相連，用于根據(jù)所述電池特性參數(shù)調(diào)用存儲單元內(nèi)的計算公式，計算出所述電池的設(shè)計參數(shù)；輸出單元，與所述計算單元相連，用于將所述計算單元計算出的設(shè)計參數(shù)通過一輸出界面輸出。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的圓柱電池輔助設(shè)計方法。本發(fā)明可節(jié)省大量人力精力、并加快設(shè)計進(jìn)程。
文檔編號G06F17/50GK101458736SQ20081024188
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者張彩霞, 彭家新, 曹建華, 袁月馨, 趙正航 申請人:深圳市邦凱電子有限公司