锂离子电池外部短路电压行为预测模型评价

摘要：

锂离子电池外部短路瞬间产生大电流引发安全事故频繁发生,精确的模型是风险预警的基础.围绕外部短路故障,从不同初始荷电状态(State of charge,SOC)、不同温度两方面开展了 Thevenin等效电路模型与单粒子电化学模型的电压预测精度评价与复杂性对比.结果表明,Thevenin模型精度随初始SOC降低而下降,随环境温度升高上升;单粒子模型精度受初始SOC影响较小,随温度升高先上升后下降.针对Thevenin模型短路中精度下降等问题,提出了应用电感元件的模型优化方法.模型方均根误差小于60 mV,精度提升了 76％;针对单粒子模型在外部短路大电流中精度变差的问题,提出了使用双电层放电和锂离子扩散限制进行建模的模型优化方法.模型方均根误差小于40mV,精度提升了 64％.优化后的模型分析结果表明:Thevenin模型实时性高,单粒子模型弥补了电池漏液时Thevenin模型的失效,但计算复杂;前者可用在外部短路的前期诊断和预警中,后者可用在外部短路发生后的热管理或热安全研究中.

关键词：锂离子电池、电池安全、外部短路、模型性能评价、模型优化

所属期刊栏目：59

分类号：TM912

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;中国博士后科学基金资助项目

在线出版日期：2023-04-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：199-211