耦合温度的锂离子电池机理建模及仿真试验

摘要：

锂离子电池机理模型精度高,可以揭示试验所无法描述的电池内部信息,对电池的老化研究、故障诊断和电池管理系统的设计具有重要意义.为解决模型计算复杂、易受温度影响的问题,提出一种耦合温度的建模方法.本文提出的模型以单粒子模型为基础:首先采用二参数抛物线法简化固相扩散方程,采用抛物线轮廓-有限差分结合法简化液相扩散方程,化偏微分方程为常微分方程;而后建立包含固、液相欧姆定律与固体电解质(SEI)膜极化作用的端电压表达式;针对恒流与复杂工况,采用集总模型法或中心差分法计算热模型中电池的平均温度;热模型与机理模型计算出的产热量相关,机理模型中的电化学参数受热模型得到的温度影响,热模型与机理模型耦合.结果表明:在恒流工况,耦合温度的简化模型比单粒子模型的温度值更准确,比不考虑温度的简化模型的电压值更准确;在高倍率复杂工况下,模型精度良好.在1C、2C、4C恒流放电工况下,电池端电压、温度的均方根误差不超过0.041、0.66;在城市道路循环工况下,电池的端电压、温度的绝对百分比误差不超过1％和0.15％.

关键词：锂离子电池、电化学简化、温度影响、仿真试验、动态参数

所属期刊栏目：9

分类号：TM912.9

资助基金：海南省自然科学基金;三亚市院地专项

在线出版日期：2020-11-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1991-1999