基于数字孪生的锂电池热电耦合模型构建与仿真分析

摘要：

在碳达峰碳中和背景下,有效缩短大规模储能电站内部锂电池运行仿真时间、提高仿真结果精度,对提高锂电池CFD(computational fluid dynamics)仿真效率和安全管理水平具有重要的意义.针对现有仿真模型无法支撑锂电池运行状态快速、精确仿真的问题,本文提出一种基于数字孪生的锂电池热电耦合模型构建方法.首先,设计了锂电池数字孪生结构体系并分析了热电耦合模型构建原理;其次,考虑到ANSYS TwinBuilder平台的LTIROM降阶模型具有计算耗时短、仿真精度高的特点,分析热力学模型和等效电路模型之间的耦合机理,基于ANSYS TwinBuilder建立锂电池热电耦合数字孪生模型;进而,分别采用最小二乘算法和原理分析法对等效电路模型和热力学模型参数进行离线辨识,并考虑老化、温度等因素影响,利用递推最小二乘算法实现对等效电路模型参数的在线辨识;最后,分别在Simulink和ANSYS Icepak中搭建锂电池等效电路模型和热力学模型,将其耦合到ANSYS TwinBuilder平台中,并从多维度进行了算例仿真分析,与实验结果进行对比验证了本文所提模型的高效性和精确度.

关键词：锂电池、数字孪生、热电耦合、参数辨识、ANSYS TwinBuilder

所属期刊栏目：12

分类号：TM912

在线出版日期：2023-04-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：536-543