不同放电倍率条件下的锂电池温度场分析ANALYSIS OF TEMPERATURE FIELD OF LITHIUM BATTERY AT DIFFERENT DISCHARGE RATES
洪杰,孙明生,傅琰,徐志成,王军,梁岩
摘要(Abstract):
锂电池作为可再生能源领域中储能系统的核心部件,其安全运行至关重要,然而锂电池在放电过程中的温升现象会严重影响其安全运行与使用寿命,甚至会导致事故的发生,因此,研究锂电池的工作温度对其安全的影响具有重要意义。本文首先根据实验数据分析了锂电池在充放电循环过程中的温度情况,分析发现:随着放电倍率的增大,锂电池在放电过程中的温升数值显著增大。然后根据锂电池的生热机理,建立了热效应模型并确定了热物性参数;随后建立了锂电池的三维模型并进行网格划分,选择非稳态导热的求解方法并设置材料参数,在常温、自然散热条件下,对锂电池在放电倍率分别为0.50、0.75、1.00、1.25、1.50 C的情况进行了放电热分析,分析了不同环境温度下锂电池的温度场情况,并对不同放电倍率下锂电池在何种环境温度下能达到理想的温度场进行了仿真模拟。仿真结果表明:锂电池的最高温度会随放电倍率的变化而变化,并在放电倍率为1.5 C时达到限值;此外,改变环境温度可降低锂电池的最高温度。
关键词(KeyWords): 锂电池;放电倍率;热分析;储能;退役动力电池;温度场
基金项目(Foundation):
作者(Author): 洪杰,孙明生,傅琰,徐志成,王军,梁岩
DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20200622.05
参考文献(References):
- [1]于建新.电动汽车电池组热管理系统的研究与设计[D].长春:吉林大学, 2016.
- [2] CHACKO S, CHUNG Y M. Thermal modeling of Li-ion polymer battery for electric vehicle drive cycles[J]. Journal of power sources, 2012, 213:296-303.
- [3] BERNARDI D, PAWLIKOWSKI E, NEWMAN J. A general energy balance for battery systems[J]. Journal of the electrochemical society, 1985, 132:5.
- [4]黄文才,胡广地,邓宇翔,等.锂离子电池的高温热失控模拟[J].电池, 2019, 49(3):204-207.
- [5]李胜辉,孙峰,冷雪,等.电动汽车用锂电池温度场分析[J].电源技术, 2017, 41(11):1547-1549, 1580.
- [6]周庆辉,陈展,刘少楠.基于Fluent的锂离子动力电池的热分析[J].北京建筑大学学报, 2017, 33(3):33-37.
- [7]康海鹏.锂离子动力电池生热特性分析及其选配[D].长春:吉林大学, 2014.
- [8]李哲,韩雪冰,卢兰光,等.动力型磷酸铁锂电池的温度特性[J].机械工程学报, 2011, 47(18):115-120.
- [9]胡芃,陈则韶.量热技术和热物性测定[M].合肥:中国科学技术大学出版社, 2009:342-345.