[發明專利]一種鋰離子電池熱分析方法

在審

• 申請號: 201711057755.5
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN108037456A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 李壯;楊兆華
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

1.一種鋰離子電池熱分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A：選定鋰離子電池的電芯，設置電芯充放電測試參數，對所述電芯進行HPPC電性能測試，獲取所述電芯的電壓和電流參數；所述測試參數包括測試溫度、溫度步長以及測試流程；

步驟B：設置并搭建電芯等效電路模型，將步驟A中所獲取的電芯電壓和電流參數輸入到所述電芯等效電路模型中，計算電芯每個荷電狀態點下的發熱功率，繪制電芯發熱功率MAP圖；

步驟C：建立電芯CFD散熱模型，將所述發熱功率MAP圖輸入到CFD散熱模型中，進行鋰離子電池溫升模擬實驗，獲取鋰離子電池模擬溫升變化曲線；

步驟D：對鋰離子電池進行充放電實驗，獲取鋰離子電池的實際溫升變化曲線；

步驟E：對比所述模擬溫升變化曲線以及實際溫升變化曲線，修正步驟B中所述電芯等效電路模型參數。

2.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池熱分析方法，其特征在于，步驟A中所述測試參數包括測試溫度以及溫度步長，所述HPPC電性能測試流程包括如下步驟：

步驟A01：設置測試溫度為10℃至50℃，溫度步長為5℃；

步驟A02：將所選定鋰離子電池的電芯在100％的剩余電量狀態下，靜置保持一個小時；

步驟A03：以0.5C倍率放電10％剩余電量，在靜置一個小時；

步驟A04：以2C倍率放電10秒，靜置40秒，再以1C倍率充電10秒；

步驟A05：以0.5C倍率放電10％剩余電量，靜置一個小時；

步驟A06：重復步驟A04至A05，直到電芯剩余電量為零；

步驟A07：根據溫度步長，調整測試溫度，重復步驟A02至A06；

步驟A08：輸出電芯電壓和電流參數。

3.根據權利要求2所述的一種鋰離子電池熱分析方法，其特征在于，所述步驟B中利用MATLAB軟件搭建所述電芯等效電路模型，所述電芯等效電路模型包括待測電芯、電阻R0、電阻RP以及電容C，所述電阻RP與電容C并聯后與待測電芯以及電阻R0串聯。

4.根據權利要求3所述的一種鋰離子電池熱分析方法，其特征在于，所述步驟B包括以下步驟：

步驟B01：運用MATLAB軟件軟件設置并搭建電芯等效電路模型；

步驟B02：將步驟A中所獲取的電芯電壓和電流參數輸入到所述電芯等效電路模型的待測電芯中；

步驟B03：運用回溯法計算待測電芯每個荷電狀態點下的發熱功率，繪制電芯發熱功率MAP圖。

5.根據權利要求4所述的一種鋰離子電池熱分析方法，其特征在于，所述步驟C包括以下步驟：

步驟C01：利用CFD軟件設置鋰離子電池的物理模型，設置鋰離子的參數屬性，所述鋰離子的參數屬性包括密度、比熱容以及傳熱系數；

步驟C02：設置邊界條件，所述邊界條件包括溫度和壓力；

步驟C03：設置溫升模擬實驗初始條件，包括電芯和環境的溫度和壓力；

步驟C04：設置電芯熱源，將步驟B中所獲取的發熱功率MAP圖賦予電芯熱源；

步驟C05：設置CFD求解器，包括設置求解器中電芯充放電運行時間、時間步長及內部迭代次數；

步驟C06：啟動仿真，繪制鋰離子電池模擬溫升變化曲線。

6.根據權利要求5所述的一種鋰離子電池熱分析方法，其特征在于，所述步驟E包括以下步驟：

步驟E1：從模擬溫升變化曲線以及實際溫升變化曲線分別劃分出高溫和低溫區域，對比模擬溫升變化曲線以及實際溫升變化曲線的高溫和低溫區域數據是否符合，如果是，證明所述電芯等效電路模型設置正確，否則修正電芯等效電路模型參數；

步驟E2：結合模擬溫升變化曲線以及實際溫升變化曲線，計算兩者絕對誤差以及仿真精度。