动力用锂离子电池热仿真分析
锂离子电池热模型研究概述
锂离子电池热模型研究概述
锂离子电池是目前最常用的可充电电池之一，广泛应用于电动车、便携设备等领域。
由于锂离子电池在使用过程中会产生大量的热量，导致电池性能退化、寿命缩短等问题，因此研究其热模型具有重要意义。
锂离子电池热模型研究可以分为宏观模型和微观模型两类。
宏观模型主要从整体电池的角度出发，考虑电池内部的热传递、自发放热等热学特性，采用热传导方程、热对流方程等方法建立电池热模型。
微观模型则从原子和分子的角度出发，研究电极内部的热学特性和反应机理，采用分子动力学、热力学等方法进行模拟和分析。
锂离子电池热模型的研究可以帮助了解电池内部的热学特性和能量转化机制，在电池的设计、优化和使用过程中具有重要应用价值。
未来随着电动车、储能设备等领域的不断发展，锂离子电池热模型的研究也将不断深入，为电池科技的进步提供坚实的理论基础。
纯电动汽车磷酸铁锂电池的热特性参数辨识和热仿真分析
汽车专栏Automobile纯电动汽车磷酸铁锂电池的热特性参数辨识和热仿真分析刘杨，赵中阁(中国航空综合技术研究所，北京100028)摘要：磷酸锂铁作为新型的高能化学电源，常被用作纯电动汽车电池。
因此，需要对磷酸锂特电池的热性能进行研究。
本文以某型号磷酸锂铁电池单体为研究对象。
研究磷酸锂铁电池的生热和传热机制。
建立电池的电化学一热耦合模型，并对电池的热物性参数进行计算，对电池的生热速率模型进行选取。
应用计算得到的电池热物性参数，对磷酸锂铁电池单体进行CFD模型建立。
应用非接触式热测量方式对CFD模型进行模型校核。
运用FloTHERM热分析软件对磷酸锂铁电池组在不同散热条件下的温度场进行仿真，为电池组的设计和优化提供参考和指导。
关键词：磷酸铁锂电池；热特性；CFD仿真；热测试中图分类号：TM911文献标识码：A文章编号：1004-7204(2020)05-0013-07Thermal Characteristic Analysis and Simulation of Lithium Iron PhosphateBatteryLIU Yang,ZHAO Zhong-ge(China Aero-polytechnology Establishment,Beijing100028)Abstract:As a new type of high-energy chemical power supply,lithium iron phosphate ba/tteries are often used as power source of pure electrie vehicles.Therefore,it is necessary to study the thermal performance of lithium iron phosphate batteries.A certain type of lithium iron phosphate battery cell is taken as research object in this paper to study the heat generation and transfer mechanism of lithium iron phosphate batteries.The thermo-physical parameters of the cell are calculated and the heat generation model is selected.Besides,the CFD(Computa/tional Fluid Dynamics)model of the lithium iron phosphate battery cell is established out of the thermophysical parameters.FloTHERM is used to Simulate the temperature profile of the cell under different working conditions.The temperature is also tested by non-contact temperature measurement.It provides reference and guidance for battery pack design and optimization.Key words:lithium iron phosphate ba/ttery;thermal characteristics;CFD Simulation;thermal test引言温度影响着磷酸铁锂电池的性能、安全性和寿命。
动力锂离子电池稳态特性参数Map建模与仿真
390收稿日期：2008-10-19基金项目：国家“863”计划项目资助（2007AA 11A103）作者简介：张华辉（1979—），女，浙江省人，博士生，主要研究方向为新型电源技术与应用。
Biography:ZHANG Hua-hui (1979—),female,candidate for Ph D.动力锂离子电池稳态特性参数Map 建模与仿真张华辉1，齐铂金1，庞静2，吴红杰1(1.北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100083；2.北京有色金属研究总院能源材料与技术研究所，北京100088)摘要：提出并实现了一种车用动力锂离子电池稳态特性参数的数学模型，该模型针对混合动力车用8Ah 锂离子电池，选取对电池SOC 有重要影响的性能参数(电压、电流、温度等)，设计相关实验（主要是倍率充放电实验和开路电压SOC 关系实验）；应用实验数据，通过插值、拟合等方法补充实验缺省数据，建立电池稳态特性参数Map 图，用以估算电池的SOC ，对建立的Map 用实际工况曲线进行仿真。
仿真结果表明，应用建立的Map 图，对电池稳态SOC 查询估算的精度可以达到4％以内。
关键词：车用动力电池管理系统；电池稳态参数数学模型；SOC 估算；Map 图中图分类号：TM 912.9文献标识码：A 文章编号：1002-087X(2009)05-0390-05Map modeling and emulation of steady-state characteristic parametersof power Li-ion batteryZHANG Hua-hui 1,QI Bo-jin 1,PANG Jing 2,WU Hong-jie 1（1.School of Mechanical Engineering &Automation,Beihang University,Beijing 100083,China;2.Energy Materials and Technology Research Institute,General Research Institute for Nonferrous Metals,Beijing 100088,China ）Abstract:A model of steady-state characteristic parameters of Li-ion battery was proposed to achieve SOC (State-of-Charge)estimation.The model was established on Li-ion battery which had a rated capacity of 8Ah used for HEV.Some fateful characteristic parameters for battery SOC estimation such as voltage,current,temperature,and etc,were chosen to constitute the Map.Some experiments (mainly multiple current charge and discharge tests and OCV-SOC tests)were designed to get these e the methods of interpolation and fitting to complement the absent data,and get the battery steady-state parameter SOC estimation Map.An emulation of Li-ion battery actual work was tested,and the results indicate that using the method to estimate SOC makes the precision under 4%.Key words:battery management system;battery-steady-state-parameter model;SOC estimation;Map电动车用动力蓄电池的管理中，蓄电池荷电状态（SOC ）的估算是一项关键技术。
新能源动力电池热管理设计和仿真分析
新能源动力电池热管理设计和仿真分析随着全球对环境保护意识的提高以及传统能源短缺的问题日益凸显，新能源动力电池作为一种清洁能源的代表，受到了越来越多人的关注和重视。
然而，由于电池在工作过程中会产生大量的热量，热失控现象可能会导致电池性能下降、甚至发生爆炸等严重后果。
因此，对新能源动力电池热管理进行设计和仿真分析，对于确保电池的安全性和性能持久稳定具有重要意义。
在新能源动力电池的热管理设计中，主要有以下几个方面需要考虑：1.散热系统设计：散热系统的设计是保证电池工作温度在正常范围内的关键。
可以采用空气散热、液体散热或辅助散热等方式，通过散热器、风扇、液冷板等散热装置，将电池内部产生的热量迅速散出，有效降低电池温度。
2.温度传感器布置：合理布置温度传感器可以实时监测电池的温度分布，为热管理系统实时调节提供有效的依据。
传感器的布置位置应覆盖整个电池组，以便快速发现温度异常情况。
3.热传导材料的选择：电池组内部的热传导材料的选择直接影响了热量的传导效率。
常用的热传导材料有铜、铝、石墨等，其导热性能和耐高温性能应得到充分考虑。
4.热管理系统的控制策略：控制策略是热管理系统中的核心部分，主要包括温度控制、功率控制和循环控制。
温度控制通过控制散热装置的启闭和调速来维持电池内部温度稳定。
功率控制包括电流限制、电压限制等方式，以保证电池在工作范围内正常供电。
循环控制则是通过调节散热介质的流速和流量来调节散热效果。
总之，新能源动力电池热管理设计和仿真分析是确保电池安全和性能稳定的重要环节。
合理设计散热系统、布置温度传感器、选择适当的热传导材料，并采用合适的控制策略，能够有效降低电池温度，提高电池的使用寿命和性能。
通过仿真分析可以快速获得设计方案的反馈，指导改进设计并及时发现潜在问题。
随着新能源动力电池技术的进步和应用的推广，对热管理的研究和优化将会成为一个不可忽视的课题。
锂离子电池温度场仿真
锂离子电池温度场仿真锂离子电池温度场仿真锂离子电池是一种常用的能量储存装置，广泛应用于电动汽车、移动设备和可再生能源系统等领域。
然而，锂离子电池在高温操作下会产生一系列问题，如容量衰减、安全性降低和寿命缩短。
因此，对锂离子电池的温度场进行仿真分析是至关重要的。
下面将介绍锂离子电池温度场仿真的逐步思路：1. 收集材料参数和电池结构：首先要确定所使用锂离子电池的材料参数，如热传导系数、热容量和密度等。
此外，还需要了解电池的结构，包括电极材料、电解液和隔膜等。
2. 建立数学模型：基于热传导理论和电化学反应原理，建立锂离子电池的数学模型。
该模型需要考虑电池内部的热传导、热产生和热辐射等过程。
3. 设定边界条件：确定仿真过程中的边界条件，包括电池外部的热流边界条件、电池的初始温度和电流等。
4. 选择合适的数值方法：根据数学模型和边界条件，选择合适的数值方法求解热传导方程。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。
5. 进行仿真计算：利用数值方法求解热传导方程，获得锂离子电池内部的温度分布。
可以通过改变边界条件和电池结构参数，分析不同情况下的温度场变化。
6. 分析结果：根据仿真计算结果，分析锂离子电池的温度分布特征。
可以通过绘制温度等值线图或温度剖面图等方式进行可视化展示。
同时，可以结合实验数据进行对比，验证仿真结果的准确性。
7. 优化设计：基于温度场仿真分析的结果，对锂离子电池进行优化设计。
例如，通过改变电池结构、改进散热系统或优化电流分布等方式，提高锂离子电池的热管理性能。
总之，锂离子电池温度场的仿真分析是一项复杂而重要的工作。
通过逐步思路进行仿真计算，可以帮助我们深入了解锂离子电池的热行为，并为电池的设计和应用提供指导。
电动汽车用锂离子电池模组低温加热仿真研究
第38卷第5期计算机仿真2021年5月文章编号：1006 -9348(2021)05 -0085 -05电动汽车用锂离子电池模组低温加热仿真研究张祚铭，李强伟，张正杰，华旸(北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京100191)摘要:针对锂离子电池在低温环境下其放电容量会发生衰退而需要预热的现状，建立了以电加热膜为外部热源的电池模组低温加热仿真模型，对比分析得出三种加热膜布置方案下的低温加热效果。
仿真结果表明，当模组的侧面和底面同时布置加热膜时其温度一致性以及使用安全性均效果良好。
仿真模型可以用于分析不同加热方案下的预热效果，为电池低温加热系统的开发提供了理论基础与指导思路。
关键词：电动汽车;锂离子电池;预热；电加热膜;有限元仿真中图分类号：U469. 72文献标识码：BPre - Heating Simulation of Lithium - ion BatteryModule for Electric VehiclesZHANG Zuo -m ing, LI Qiang - wei, ZHANG Zheng -jie,HUAYang(S c h o o l o f T r a n s p o r t a t i o n S c i e n c e and E n g i n e e r i n g,B e i h a n g U n i v e r s i t y,B e i j i n g 100191 ,China)A B S T R A C T：Aiming a t t h e s i t u a t i o n t h a t t h e d i s c h a r g e c a p a c i t y o f l i t h i u m- i o n b a t t e r i e s w i l l d e c l i n e i n l o w te mpera t u r e en v i r o n m e n t,a l o w- t e m p e r a t u r e h e a t i n g s i m u l a t i o n model o fb a t t e r y module w i t h e l ec t r i c h e a t i n g f i l m a s e x t e rn a l h e a t s o u r c e was e s t a b l i s h e d.The s i m u l a t i o n r e s u l t s show t h a t t h e t e m p e r a t u r e u n i f o r m i t y and s a f e t y o f t h e modulea r e s a t i s f a c t o r y when t h e e l e c t r o t h e r m a l f i l m i s p l a c e d o nb o t h t h e s i d e and t h e b o t t o m.The s i m u l a t i o n r e s u l t sc a np r o v i d e some g u i d a n c e f o r t h e d e v e l o p m e n t o f l o w t e m p e r a t u r e h e a t i n g sy s t e m.K E Y W O R D S：E l e c t r i c v e h i c l e；Lithium-Ion b a t t e r y；Pre-h e a t i n g；E l e c t r o t h e r m a l f i l m；F i n i t e e l e m e n t s i m u l at i o ni引言锂离子电池作为当前广泛使用的动力电池，其具有比功 率高、比能量高、长寿命，低自放电率、充电快速等诸多优点，被广泛应用于电动汽车中[1]。
锂离子电池高温热模拟及热行为
锂离子电池高温热模拟及热行为
锂离子电池是一种常用的可充电电池，其热行为对于电池的性能和安全性至关重要。
高温热模拟及热行为的研究可以帮助了解锂离子电池在高温环境下的表现，并优化电池设计。
在高温环境下，锂离子电池的热行为主要包括以下几个方面：
1. 热传导：热传导是指热量在电池内部的传递过程，影响电池内部的温度分布。
研究热传导可以优化电池的散热设计，提高电池的散热效能。
2. 热扩散：热扩散是指热量在电池结构中的传播过程，决定了电池的温度响应速度。
了解热扩散行为可以预测电池在高温环境下的热稳定性。
3. 热辐射：热辐射是指电池表面向外辐射的热量，可以通过测量电池的辐射热量来了解电池内部的温度分布。
4. 热膨胀：高温环境下，电池内部材料会发生热膨胀。
研究电池材料的热膨胀性能可以帮助优化电池的封装设计，减少对电池结构和性能的影响。
为了研究锂离子电池的高温热模拟及热行为，可以使用热仿真软件进行数值模拟，或者进行实验室测试。
研究的目标包括了解电池在高温环境下的温度变化、热量分布、热辐射等情况，以及研究不同材料和结构对热行为的影响。
通过研究锂离子电池的高温热模拟及热行为，可以优化电池的设计和制造，提高电池的性能和安全性。
同时，还可为电池的故障诊断和热管理提供重要参考。
单体锂离子电池的热仿真分析方法
单体锂离子电池的热仿真分析方法首先，单体锂离子电池的热仿真分析方法主要包括以下几个步骤：1.建立数学模型：根据所研究的单体锂离子电池的几何结构和材料特性，建立数学模型。
通常，使用有限元方法建立三维电热耦合模型进行仿真分析。
2.确定边界条件：通过实验或者已有数据，确定电池的初始温度、外界环境温度和散热条件等。
同时，还需要考虑电池的工作状态和电流密度等关键参数。
3.选择仿真软件和网格划分：根据建立的数学模型和边界条件，选择合适的仿真软件，并进行网格划分。
网格划分的精细程度直接影响仿真结果的准确性和计算所需时间。
4.进行仿真计算：根据建立的数学模型、边界条件和划分的网格，进行热仿真计算。
通常，使用求解数学模型的迭代算法，如有限元算法进行仿真计算。
5.分析和优化结果：根据仿真计算得到的结果，分析电池的热特性，如温度分布、温升速率和热传导等。
根据分析结果，优化电池的设计和温控系统参数，以提高电池的寿命和安全性。
在进行单体锂离子电池的热仿真分析时，需要注意以下几个要点：1.材料特性：准确获取电池所使用的材料的热特性参数，如热导率、热容和热传递系数等。
这些参数对于热仿真计算的准确性至关重要。
2.动态效应：考虑电池在工作过程中的动态效应，如充放电过程中热量的产生和吸收。
这些效应对于评估电池的温升速率和热疲劳有着重要影响。
3.散热条件：准确建立电池周围的散热条件模型，如散热器、散热风扇等。
这些条件对于电池的热管理至关重要，需要进行细致的建模和分析。
4.温控系统：考虑电池的温控系统对于热仿真计算的影响。
温控系统的设计参数，如温度传感器的位置和控制策略等，直接影响电池的温度分布和热特性。
综上所述，单体锂离子电池的热仿真分析方法是评估电池热特性和设计温控系统的重要手段。
通过建立数学模型、确定边界条件、选择仿真软件和网格划分、进行仿真计算以及分析和优化结果等步骤，可以准确评估电池的热特性，优化电池的设计和温控系统参数，提高电池的寿命和安全性。