發(fā)布時(shí)間：2018-09-19 10:32

【摘要】：首先在考慮鋰離子電池極片中反應(yīng)電流密度、活性物質(zhì)濃度等參數(shù)空間差異的前提下,建立了電池?zé)嵘伤俾实臄?shù)學(xué)模型。然后基于模型對(duì)鋰離子電池在不同充放電電流和荷電狀態(tài)(SOC)下的生熱速率進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明:可逆熱與非可逆熱的生成速率均隨充放電電流的增大而增大;SOC的變化主要影響可逆熱的生成速率,對(duì)非可逆熱的生成速率則無顯著影響;鋰離子電池在相同SOC和電流下進(jìn)行充放電時(shí),非可逆熱的生成速率基本相等且均表現(xiàn)為放熱,可逆熱的生成速率也基本相同但分別表現(xiàn)為吸熱和放熱。最后在Arbin臺(tái)架上測(cè)量了鋰離子電池以不同電流進(jìn)行恒流充電、恒流放電和循環(huán)交替充放電時(shí)電池溫度的瞬變過程,并與相應(yīng)工況下電池溫度的仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:所建立的生熱速率模型能合理模擬鋰離子電池溫度的動(dòng)態(tài)變化;鋰離子電池持續(xù)進(jìn)行充放電時(shí)可逆熱對(duì)電池的溫度變化有較大影響,尤其在電池充放電電流較小時(shí)更為明顯,但鋰離子電池在某一SOC附近交替充放電時(shí)可逆熱對(duì)電池的溫度變化則無明顯影響。
[Abstract]:The mathematical model of thermal generation rate of lithium ion battery was established after considering the space difference of reaction current density and active material concentration in the electrode of lithium ion battery. Then the heat generation rate of lithium ion battery under different charge and discharge current and charge state (SOC) is simulated based on the model. The results show that the rate of formation of reversible heat and irreversible heat increase with the increase of charge and discharge current, and the change of SOC mainly affects the rate of formation of reversible heat, but has no significant effect on the rate of formation of irreversible heat. When charging and discharging lithium ion batteries under the same SOC and current, the formation rate of irreversible heat is basically equal and exothermic, and the formation rate of reversible heat is basically the same, but the formation rate is endothermic and exothermic, respectively. At last, the transient process of the battery temperature under constant current charge, constant current discharge and cyclic alternating charge and discharge is measured on the Arbin bench, and the simulation results are compared with the simulation results under the corresponding operating conditions. The results show that the established heat generation rate model can reasonably simulate the dynamic change of the temperature of the lithium ion battery, and the reversible heat has a great influence on the temperature change of the battery during the continuous charge and discharge of the lithium ion battery. Especially when the charge and discharge current of the battery is small, the reversible heat has no obvious effect on the temperature change of the battery when the battery charges and discharges alternately near a certain SOC.
【作者單位】： 北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院;交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院;
【基金】：北京市重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)基金(082304)資助
【分類號(hào)】：TM912

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本文編號(hào)：2249883