(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 202210603438.3 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市汽车 经济技术 开发区新红旗大街1号 (72)发明人 潘兴龙　李金成　韩令海　赵洪辉　 盛夏　刘颖　许德超　丁磊　 金守一　汝春宇　 (74)专利代理 机构 北京博浩百 睿知识产权代理 有限责任公司 1 1134 专利代理师 谢湘宁 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 弹簧刚度 的计算方法及其装置、 车辆、 车载 电子控制单 元 (57)摘要 本发明公开了一种弹簧刚度的计算方法及 其装置、 车辆、 车载电子控制单元， 其中， 该方法 包括： 基于预设刚度力学模型， 计算目标电池电 堆中的堆栈的堆栈刚度系数， 并计算在预设温度 下堆栈的堆栈变形量， 获取目标电池电堆的最高 工作温度、 最低工作温度以及预设条件， 基于堆 栈刚度系数以及堆栈变形量， 分别计算目标电池 电堆中的弹簧在最高工作温度下的第一弹簧刚 度系数， 在最低工作温度下的第二弹簧刚度系 数， 以及在预设条件下的第三弹簧刚度系数， 基 于第一弹簧刚度系数、 第二弹簧刚度系数以及第 三弹簧刚度系数， 采用预设策略， 确定弹簧的目 标刚度系数。 本发明解决了相关技术中无法计算 出适合电池电堆用的弹簧刚度， 导致电池电堆性 能较低的技 术问题。 权利要求书2页 说明书11页 附图4页 CN 114996845 A 2022.09.02 CN 114996845 A 1.一种弹簧刚度的计算方法， 其特 征在于， 包括： 基于预设刚度力学模型， 计算目标电池电堆中的堆栈的堆栈刚度系数， 并计算在预设 温度下所述堆栈的堆栈变形量； 获取所述目标电池电堆的最高工作温度、 最低工作温度以及预设条件； 基于所述堆栈刚度系数以及所述堆栈变形量， 分别计算所述目标电池电堆中的弹簧在 所述最高工作温度下 的第一弹簧刚度系 数， 在所述最低工作温度下 的第二弹簧刚度系 数， 以及在所述预设条件下的第三弹簧刚度系数； 基于所述第一弹簧刚度系数、 所述第二弹簧刚度系数以及所述第三弹簧刚度系数， 采 用预设策略， 确定所述弹簧的目标刚度系数。 2.根据权利要求1所述的计算方法， 其特征在于， 在基于预设刚度力学模型， 计算目标 电池电堆中的堆栈的堆栈刚度系数之前， 还 包括： 将所述目标电池电堆表征为多个并联弹簧， 和/或， 多个串联弹簧组成的电堆结构， 其 中， 弹簧具有恒定刚度系数； 将所述电堆结构表征为所述预设刚度力学模型。 3.根据权利要求1所述的计算方法， 其特征在于， 所述堆栈包括： 多个部件， 其中， 所述 多个部件至少包括： 双极板、 膜电极、 密封圈， 所述双极板具有恒定刚度系数， 所述膜电极具 有恒定刚度系数， 所述密封圈具有恒定刚度系数。 4.根据权利要求3所述的计算方法， 其特征在于， 计算目标电池电堆中的堆栈的堆栈刚 度系数的步骤， 包括： 获取所述多个部件的弹性模量、 横截面积以及厚度； 基于所述弹性模量、 所述横截面积以及所述厚度， 计算所述多个部件的部件刚度系数； 基于所述多个部件的部件刚度系数， 计算所述 堆栈刚度系数。 5.根据权利要求3所述的计算方法， 其特征在于， 基于所述堆栈刚度系数以及所述堆栈 变形量， 分别计算所述目标电池电堆中的弹簧在所述最高工作温度下的第一弹簧刚度系 数， 在所述最低工作温度下 的第二弹簧刚度系 数， 以及在所述预设条件下 的第三弹簧刚度 系数的步骤， 包括： 基于预设热膨胀系数， 计算在所述最高工作温度下所述多个部件的热胀量， 并基于所 述多个部件的热胀量， 计算所述 堆栈的总热胀量； 计算在预设热膨胀状态下 所述膜电极的最大面压值； 基于所述 最大面压值， 计算所述 堆栈的残余热胀量； 基于所述总热胀量、 所述堆栈变形量以及所述残余热胀量， 计算在预设封装状态下所 述堆栈的堆栈热胀量； 基于所述堆栈刚度系数、 所述堆栈热胀量以及所述总热胀量， 采用预设第一公式和预 设第二公式， 计算所述第一弹簧刚度系数。 6.根据权利要求5所述的计算方法， 其特征在于， 基于所述堆栈刚度系数以及所述堆栈 变形量， 分别计算所述目标电池电堆中的弹簧在所述最高工作温度下的第一弹簧刚度系 数， 在所述最低工作温度下 的第二弹簧刚度系 数， 以及在所述预设条件下 的第三弹簧刚度 系数的步骤， 还 包括： 基于所述预设热膨胀系数， 计算在所述最低工作温度下， 所述多个部件的冷缩量， 并基权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114996845 A 2于所述多个部件的冷缩量， 计算所述 堆栈的总冷缩量； 计算在预设冷缩状态下， 所述膜电极的最小面压值以及所述密封圈的最小压力值； 基于所述 最小面压值以及所述 最小压力值， 计算所述 堆栈的残余冷缩量； 基于所述总冷缩量、 所述堆栈变形量以及所述残余冷缩量， 计算在所述预设封装状态 下所述堆栈的堆栈冷缩量； 基于所述堆栈刚度系数、 所述堆栈冷缩量以及所述总冷缩量， 采用预设第三公式和预 设第四公式， 计算所述第二弹簧刚度系数。 7.根据权利要求6所述的计算方法， 其特征在于， 基于所述堆栈刚度系数以及所述堆栈 变形量， 分别计算所述目标电池电堆中的弹簧在所述最高工作温度下的第一弹簧刚度系 数， 在所述最低工作温度下 的第二弹簧刚度系 数， 以及在所述预设条件下 的第三弹簧刚度 系数的步骤， 还 包括： 获取预设外部频率以及所述目标电池电堆的质量 值； 基于所述预设外部频率以及所述质量值， 计算所述目标电池电堆在发生所述预设条件 下的最小电堆刚度系数； 基于所述 最小电堆刚度系数以及所述 堆栈刚度系数， 计算所述第三弹簧刚度系数。 8.一种弹簧刚度的计算装置， 其特 征在于， 包括： 第一计算单元， 用于基于预设刚度力学模型， 计算目标电池电堆中的堆栈的堆栈刚度 系数， 并计算在预设温度下 所述堆栈的堆栈变形量； 获取单元， 用于获取 所述目标电池电堆的最高工作温度、 最低工作温度以及预设条件； 第二计算单元， 用于基于所述堆栈刚度系数以及所述堆栈变形量， 分别计算所述目标 电池电堆中的弹簧在所述最高工作温度下的第一 弹簧刚度系数， 在所述最低工作温度下的 第二弹簧刚度系数， 以及 在所述预设条件下的第三弹簧刚度系数； 确定单元， 用于基于所述第一弹簧刚度系数、 所述第二弹簧刚度系数以及所述第三弹 簧刚度系数， 采用预设策略， 确定所述弹簧的目标刚度系数。 9.一种车辆， 其特征在于， 所述车辆的 电池电堆封装用弹簧的刚度通过权利要求1至7 中任意一项所述的弹簧刚度的计算方法得到 。 10.一种车载电子控制单元， 其特征在于， 所述车载电子控制单元包括一个或多个处理 器和存储器， 所述存储器用于存储一个或多个程序， 其中， 当所述一个或多个程序被所述一 个或多个处理器执行时， 使得所述一个或多个处理器实现权利要求 1至7中任意一项 所述的 弹簧刚度的计算方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114996845 A 3