期刊文献+
共找到15篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
基于电化学热耦合模型的锂离子电池快充控制 被引量:9
1
作者 孙涛 郑侠 +3 位作者 郑岳久 卢宇芳 匡柯 韩雪冰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期495-504,共10页
现有的锂离子电池电化学机理模型,在快充控制过程中未考虑产热与化学反应之间的耦合关系,导致模型无法准确地描述电池内部的反应和状态。为进一步提高模型的预测能力,须在等温模型的基础上耦合产热模型,为此本文提出一种基于电化学热耦... 现有的锂离子电池电化学机理模型,在快充控制过程中未考虑产热与化学反应之间的耦合关系,导致模型无法准确地描述电池内部的反应和状态。为进一步提高模型的预测能力,须在等温模型的基础上耦合产热模型,为此本文提出一种基于电化学热耦合的快充控制模型。首先将电化学热耦合模型参数进行分类,分析各种参数获取方式并进行精确测量和参数辨识。模型建立后,对模型精度进行验证的结果表明:在不同温度下,模型输出的端电压、负极电位和温度结果都达到了较高精度,说明模型适用于宽温度区间内的快充仿真。同时对模型中反应速率常数和环境温度参数进行了敏感性分析。之后,结合PID控制器对模型进行快充控制仿真,通过负极电位估计值实时调节并优化充电电流,实现了电池在宽温度区间内的无析锂快充电流仿真。最后,模型仿真结果与恒流充电对比验证表明,所提出的快充策略能使电池快速充电,同时避免析锂副反应的发生。 展开更多
关键词 锂离子电池 参比电极 负极电位 电化学热耦合模型 无析锂快充
在线阅读 下载PDF
基于电化学-热耦合模型的动力电池逆向仿真建模与参数辨识
2
作者 陶正德 张志超 郭昌梁 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2022-2029,共8页
为了便于终端用户更容易获取到电芯内部相关的电化学参数数据,本文通过逆向拆解的方法结合电化学-热耦合模型,采用有限元仿真分析和电化学参数优化试验的方式,验证了所获取参数的精确性,并通过参数辨识的方式考虑了Bruggman系数,反应速... 为了便于终端用户更容易获取到电芯内部相关的电化学参数数据,本文通过逆向拆解的方法结合电化学-热耦合模型,采用有限元仿真分析和电化学参数优化试验的方式,验证了所获取参数的精确性,并通过参数辨识的方式考虑了Bruggman系数,反应速率常数和固相扩散系数对动力电池充放电性能和温度的影响。研究结果表明:逆向拆解法可以精确地获取电池的动力学参数和热力学参数,对标锂电池的电压、温度误差范围在3%左右;Bruggman系数影响放电中后期的电压,增大数值增加极化,随着Bruggman系数的不断增大电池温度呈现减小趋势;反应速率常数影响全范围内的电压变化,温度随着反应速率常数的增大出现减小的状况,增大反应速率常数减小极化;固相扩散系数影响低SOC范围内的电压,增大数值减小极化。 展开更多
关键词 电化学-耦合模型 逆向拆解 精度验证 参数辨识
在线阅读 下载PDF
基于电化学-热耦合模型的锂离子电池组件产热分析 被引量:2
3
作者 杨佳兴 张恒运 徐屹东 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2615-2625,共11页
研究电池电化学过程产热对锂离子电池的热管理至关重要。本工作建立了三元NMC锂离子电池的电化学-热耦合模型,首先通过对该电池进行不同倍率的放电与温度实验测试,验证了该模型在电压和温度变化预测准确性。然后针对不同温度下的表现进... 研究电池电化学过程产热对锂离子电池的热管理至关重要。本工作建立了三元NMC锂离子电池的电化学-热耦合模型,首先通过对该电池进行不同倍率的放电与温度实验测试,验证了该模型在电压和温度变化预测准确性。然后针对不同温度下的表现进行模拟仿真研究。在室温下,无论倍率大小,负极产热总是小于正极产热,虽然负极的极化热高于正极,但其可逆吸热较大,导致产热水平低于正极。而随着放电倍率的增加,正极产热所占比例减小,负极所占比例先增加后减小,而集流体产热所占比例持续增加。然而,低温条件下的电池放电表现出与室温情况不同的产热特性,首先,低温导致低倍率负极产热率比例大大增加,负极可逆热为总可逆热的主要贡献热。而高倍率负极产热率减少,正极则呈相反趋势。其次在低温下放电时间随倍率增加呈现不同趋势,高倍率下放电电压快速降低导致放电不完全,在低倍率0.5~1 C放电运行时出现了电压反弹现象但基本放电完全,这是由于低温限制了负极颗粒内部锂离子及时向外扩散,造成电阻增加与电压快速降低,同时大量产热导致自身温升,从而在低倍率下获得电压反弹并保持持续放电的能力。 展开更多
关键词 锂离子电池 电化学热耦合模型 低温特性 电压反弹
在线阅读 下载PDF
基于电化学-热耦合模型的电池低温脉冲加热 被引量:4
4
作者 张冬冬 文华 欧阳宏伟 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3957-3964,共8页
低温环境下,锂离子电池性能下降,充放电困难,严重影响了电动汽车的使用。采用脉冲加热方法是一种解决该问题的有效策略。本工作采用三元锂离子电池,通过对比放电电压曲线和温升曲线的实验值和模拟值建立电化学热耦合模型,仿真分析脉冲... 低温环境下,锂离子电池性能下降,充放电困难,严重影响了电动汽车的使用。采用脉冲加热方法是一种解决该问题的有效策略。本工作采用三元锂离子电池,通过对比放电电压曲线和温升曲线的实验值和模拟值建立电化学热耦合模型,仿真分析脉冲加热下锂离子电池的电化学和热特性,研究不同脉冲振幅和环境温度下的产热分布。结果表明,在环境温度为-8℃时,4 C脉冲加热电池的温升是2 C脉冲加热的2.25倍。欧姆热和极化热决定着总产热量的大小。环境温度越低,锂离子电池的极化越严重,但随着脉冲的进行,极化有所平缓。大脉冲电流和较低温度下的脉冲加热有更大的温升速率。脉冲加热后电池表面最高温度在几何中心偏下的位置,且最大温差不超过2℃,具有良好的温度均匀性。 展开更多
关键词 锂离子电池 低温性能 脉冲加 电化学-耦合模型 温度分布
在线阅读 下载PDF
基于电化学-热耦合模型的储能用锂离子电池的发热状况研究 被引量:4
5
作者 王楠 李振 +3 位作者 郝添翼 李雅泊 周喜超 张凯 《太阳能》 2022年第5期77-86,共10页
作为储能电站用储能电池,磷酸铁锂离子电池(下文简称为“锂离子电池”)的发热现象极易给储能电站造成运维安全隐患,分析锂离子电池在不同工况下的发热状况可有效减少其发热现象的产生。基于三维电化学-热耦合模型,提出了产热速率压缩降... 作为储能电站用储能电池,磷酸铁锂离子电池(下文简称为“锂离子电池”)的发热现象极易给储能电站造成运维安全隐患,分析锂离子电池在不同工况下的发热状况可有效减少其发热现象的产生。基于三维电化学-热耦合模型,提出了产热速率压缩降维方法,在保留电池表面温度不均衡特征的条件下进行了模型仿真研究。通过实验,研究了储能用锂离子电池在单次充放电循环过程中的表面温度值及温度分布变化,证明该模型能够准确反映储能用锂离子电池在充放电循环过程中的发热状况和温度变化趋势。研究结果可提高电化学储能电站的安全性,并为后续储能电池模组研究提供参考依据。 展开更多
关键词 锂离子电池 电化学-耦合模型 性能 有限元分析 充放电循环 状况
在线阅读 下载PDF
兼顾平抑新能源功率波动与电池热安全的储能配置研究
6
作者 余毫 庞锋 +2 位作者 项奕杨 张小艳 黄文波 《水电与抽水蓄能》 2024年第2期93-102,共10页
电化学储能是支撑新能源高比例消纳的关键技术,其规划配置与热安全性研究具有重要意义。本文将平抑新能源功率波动场景下的储能配置模型与电化学-热耦合的数值仿真模型嵌套,构建了兼顾平抑新能源功率波动与电池热安全的储能配置双层模... 电化学储能是支撑新能源高比例消纳的关键技术,其规划配置与热安全性研究具有重要意义。本文将平抑新能源功率波动场景下的储能配置模型与电化学-热耦合的数值仿真模型嵌套,构建了兼顾平抑新能源功率波动与电池热安全的储能配置双层模型。通过模型对某风电场项目求解的算例分析结果表明:该风电场的电化学储能合理配置规模为5.78MW/0.5MWh。可将1min、10min的功率波动性分别降低10.09%、2.87%,新能源功率波动性得到明显改善。并且在运行过程中电池最高温度为50℃,满足ESS在运行过程中的热安全性。分析成果验证了兼顾平抑新能源功率波动与电池热安全的储能配置双层模型的有效性。 展开更多
关键词 储能配置 平抑新能源功率波动 电化学-耦合模型 安全
在线阅读 下载PDF
快充条件下考虑汇流排生热的电池模组热管理研究 被引量:1
7
作者 敬卓鑫 彭宇明 +3 位作者 黄港 任洪兵 谌帆 杭玉麟 《制冷与空调(四川)》 2023年第4期503-511,525,共10页
建立了一款3.7V/50Ah三元锂电池的电化学-热耦合充电模型,通过仿真和实验的结合验证了模型的正确性,电芯实验和仿真温度最大相对误差为2.04%,电芯实验和仿真电压绝对误差控制在0.1V以内。在此基础上建立了考虑汇流排生热影响的模组生热... 建立了一款3.7V/50Ah三元锂电池的电化学-热耦合充电模型,通过仿真和实验的结合验证了模型的正确性,电芯实验和仿真温度最大相对误差为2.04%,电芯实验和仿真电压绝对误差控制在0.1V以内。在此基础上建立了考虑汇流排生热影响的模组生热模型,研究汇流排生热对模组温度场的影响规律,针对水冷板布置在模组底面的原冷却系统对于模组顶部区域的冷却效果不足对其进行改进,提出将冷却板布置在模组侧面,并且将冷却管道形状从蛇形改为螺旋形,分析两种冷却管道条件下的冷却效果,随后分析冷却液流速对模组温度场的影响,确定冷却液流速为0.5m/s时最佳。最后设计的冷却系统模组汇流排体平均温度降低了16.873℃,模组顶部表面平均温度降低了14.353℃,模组电芯体平均温度降低了13.501℃。 展开更多
关键词 三元锂电池 电化学热耦合模型 汇流排 液体冷却系统
在线阅读 下载PDF
恒功率放电下锂离子电池的产热特性 被引量:2
8
作者 甘云华 谭梅鲜 +3 位作者 梁嘉林 罗燕来 王建钦 何林峰 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1-8,共8页
恒功率放电是电池实际运行工况中的典型放电方式,其放电过程中的产热对电池的性能和安全运行有重要影响。为了研究恒功率放电方式下电池的产热特性,首先建立了电化学-热耦合模型;然后通过实验验证了模型的合理性;最后分析了放电过程电... 恒功率放电是电池实际运行工况中的典型放电方式,其放电过程中的产热对电池的性能和安全运行有重要影响。为了研究恒功率放电方式下电池的产热特性,首先建立了电化学-热耦合模型;然后通过实验验证了模型的合理性;最后分析了放电过程电池内部集流体、正负极和隔膜各层的产热特性,讨论了放电功率和正极电极厚度对电池内部各层产热量的影响。结果表明:在放电过程中负极产热率的变化程度最大;放电功率对各层产热量占总产热量的比值影响不大,其中正极产热量所占的比值最大(不同放电功率下的占比均在70%以上);增大正极电极厚度可降低电池的产热量,但随着电极厚度的增大,其影响效果会降低。 展开更多
关键词 锂离子电池 恒功率放电 特性 电化学-耦合模型 放电功率
在线阅读 下载PDF
18650三元锂离子电池的放电热特性 被引量:2
9
作者 冯燕 郑莉莉 +3 位作者 戴作强 王栋 贾隆舟 尹涛 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期319-325,共7页
通过某18650型NCM锂离子电池在恒温箱温度为40℃、25℃时的0.5 C、1 C、2 C放电倍率实验与0℃、-25℃时0.5 C倍率的放电实验,得到不同温度与放电倍率下电池的电压与温度曲线,并验证电化学-热耦合模型的可靠性,在25℃时模型精确度最高,... 通过某18650型NCM锂离子电池在恒温箱温度为40℃、25℃时的0.5 C、1 C、2 C放电倍率实验与0℃、-25℃时0.5 C倍率的放电实验,得到不同温度与放电倍率下电池的电压与温度曲线,并验证电化学-热耦合模型的可靠性,在25℃时模型精确度最高,电压误差为0.07 V,温度误差为0.8℃,-25℃时精确度最低,电压误差为0.6 V,温度误差为1.5℃。借助模型进行25℃时电池的电极产热分析,并模拟25℃温度条件下2 C放电时的温度场分布,放电结束时电池正负极极耳处温度最高,具体数值为34.8℃,与气流正对的电池表面的温度最低,数值为34℃,在气流后侧距电池中心50 mm处的模型边界处受电池产热与气流的影响温度上升4℃。 展开更多
关键词 锂离子电池 电化学-耦合模型 放电倍率 温度
在线阅读 下载PDF
连接方式对电池模块一致性与产热影响
10
作者 丁昌明 文华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期174-181,共8页
为了研究锂离子电池成组使用时遇到的不一致性和温度不均的问题,基于电化学-热耦合模型,以8块软包电池为例,通过多种串并联方式建立不同的电路模块,分析在1C和0.5C放电过程中电池的温度特征和不一致性。结果表明:电池模块的均温性和一... 为了研究锂离子电池成组使用时遇到的不一致性和温度不均的问题,基于电化学-热耦合模型,以8块软包电池为例,通过多种串并联方式建立不同的电路模块,分析在1C和0.5C放电过程中电池的温度特征和不一致性。结果表明:电池模块的均温性和一致性与放电倍率有关。不管是先串后并还是先并后串,并联支路的增加或者是串联单元数量的减少都会使电池模块的平均温升和最大温差降低,还会影响温升速率和放电结束时的电压。并联支路数相同时,先串后并模块的一致性要比先并后串好。对于先并后串的模块,其并联支路中串联电池的数量越多,放电过程中电池之间的一致性越差。对于先串后并的模块,其并联的支路数越多,电池的一致性越差。 展开更多
关键词 电池模组 不一致性 电化学-耦合模型 串并联 放电
在线阅读 下载PDF
三元锂离子电池多目标热优化
11
作者 丁昌明 文华 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第6期1961-1968,共8页
锂离子电池的产热对其安全性和寿命有很重要的影响。本文基于COMSOL Multiphysics平台,针对51 A·h三元软包层叠式锂离子电池,提出了其与电极对耦合的三维电化学-热耦合有限元分析模型,结合响应面法研究正极厚度、极板宽度、正极极... 锂离子电池的产热对其安全性和寿命有很重要的影响。本文基于COMSOL Multiphysics平台,针对51 A·h三元软包层叠式锂离子电池,提出了其与电极对耦合的三维电化学-热耦合有限元分析模型,结合响应面法研究正极厚度、极板宽度、正极极耳厚度、正极极耳宽度、负极极耳厚度、负极极耳宽度6个设计参数对温度场的影响,通过线性加权组合法和随机梯度下降法,求得降低电池平均温升和最大温差的最优方案。结果表明,正极厚度对温度场影响较大,与温升正相关,但是厚度小到一定程度后影响减弱。极板宽度与极耳尺寸的增加能降低放电末期电池的温升;其数值在一定范围内时,电池的最大温差达到最小值。这套优化方案误差小于2.68%,平均温升降低2.93℃,最大温差降低0.596℃,有助于提高电池的安全性和寿命,为其他电池的多目标热优化提供了参考。 展开更多
关键词 锂离子电池 电化学-耦合模型 响应面法 分析 多目标优化
在线阅读 下载PDF
锂离子电池极片层数对热积累效应的影响
12
作者 彭文 杨刘倩 朱振东 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第5期1497-1504,共8页
锂离子电池的极片为电芯最重要的组成部分,极片层数增加会提升电池的容量,但同时也造成内部的产热积累以及外部的散热受阻,最终对电池的安全性造成威胁。因此,本文以10 A·h的磷酸铁锂电池为研究对象,首先建立了一种三维分层的电化... 锂离子电池的极片为电芯最重要的组成部分,极片层数增加会提升电池的容量,但同时也造成内部的产热积累以及外部的散热受阻,最终对电池的安全性造成威胁。因此,本文以10 A·h的磷酸铁锂电池为研究对象,首先建立了一种三维分层的电化学-热耦合模型,理论分析了极片层数对热积累效应的影响,之后通过温度分布验证了本模型的精确性,最后分析了极片层数对锂离子电池温度分布的影响,以及在倍率和极片层数的综合考量下锂离子电池的热积累效应,给出了锂离子电池极片层数的设计依据。结果表明随着极片层数的增加,电池内部热积累效应增强,导致电池温度升高,并且在垂直于极片方向上存在一定的温度梯度;在高倍率以及极片层数较大时,极耳温度高于电芯温度,高温逐渐向极耳区域集中,极耳部位的散热需着重考虑;此外随着倍率的增大,电池的温差也明显增大,当倍率从3 C增大到10 C时,温差增大了约11.2倍。因此如果对电池执行快充和快放的策略,那么电池的极片层数则不宜太高,以避免电池温差过大造成内部热-电化学性质的不均匀分布,最终导致局部高温或容量衰减。 展开更多
关键词 锂离子电池 极片层数 积累效应 电化学-耦合模型 温度分布
在线阅读 下载PDF
Aging Characteristics of Lithium-Ion Battery Under Fast Charging Based on Electrochemical-thermalmechanical Coupling Model
13
作者 Dong-Xu Zuo Pei-Chao Li 《电化学(中英文)》 CAS 北大核心 2024年第9期10-24,共15页
The aging characteristics of lithium-ion battery(LIB)under fast charging is investigated based on an electrochemical-thermal-mechanical(ETM)coupling model.Firstly,the ETM coupling model is established by COMSOL Multip... The aging characteristics of lithium-ion battery(LIB)under fast charging is investigated based on an electrochemical-thermal-mechanical(ETM)coupling model.Firstly,the ETM coupling model is established by COMSOL Multiphysics.Subsequently,a long cycle test was conducted to explore the aging characteristics of LIB.Specifically,the effects of charging(C)rate and cycle number on battery aging are analyzed in terms of nonuniform distribution of solid electrolyte interface(SEI),SEI formation,thermal stability and stress characteristics.The results indicate that the increases in C rate and cycling led to an increase in the degree of nonuniform distribution of SEI,and thus a consequent increase in the capacity loss due to the SEI formation.Meanwhile,the increases in C rate and cycle number also led to an increase in the heat generation and a decrease in the heat dissipation rate of the battery,respectively,which result in a decrease in the thermal stability of the electrode materials.In addition,the von Mises stress of the positive electrode material is higher than that of the negative electrode material as the cycling proceeds,with the positive electrode material exhibiting tensile deformation and the negative electrode material exhibiting compressive deformation.The available lithium ion concentration of the positive electrode is lower than that of the negative electrode,proving that the tensile-type fracture occurring in the positive material under long cycling dominated the capacity loss process.The aforementioned studies are helpful for researchers to further explore the aging behavior of LIB under fast charging and take corresponding preventive measures. 展开更多
关键词 Lithium-ion battery Aging characteristics Fast charging Electrochemical-thermal-mechanical coupling model
在线阅读 下载PDF
电动力水下航行器电池组温度场仿真 被引量:4
14
作者 杨威 胡欲立 刘鸿瑨 《水下无人系统学报》 北大核心 2020年第4期446-451,共6页
电动力水下航行器航行中,电池组存在因散热不利而导致升温迅速,电池性能下降甚至发生爆炸等热安全问题。文中基于电化学-热耦合模型对水下航行器在多航速下的电池温度场进行热分析研究,应用有限元分析软件建立了18650型三元锂离子电池... 电动力水下航行器航行中,电池组存在因散热不利而导致升温迅速,电池性能下降甚至发生爆炸等热安全问题。文中基于电化学-热耦合模型对水下航行器在多航速下的电池温度场进行热分析研究,应用有限元分析软件建立了18650型三元锂离子电池的电化学-热耦合模型,通过实验验证了模型的精确性,并对某型50kg级水下航行器电池组的温度场进行仿真计算,获取电池组在不同工况下的温度分布。结果表明,该电池模型能精确预测电池在放电过程中的温度变化;水下航行器电池组在工作时温度随航速增大而升高;并确定了在3种工况下的温度变化范围及最高温度位置。文中研究可为水下航行器电池组的热分析提供参考。 展开更多
关键词 电动力水下航行器 锂离子电池 电化学-耦合模型 电池组 温度
在线阅读 下载PDF
锂离子电池电极结构参数对单体能量与功率的影响 被引量:5
15
作者 左安昊 方儒卿 李哲 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期470-482,共13页
以模型化仿真技术为基础的电池正向设计方法可替代大量制样、实验选优的试错方法,从而显著缩短产品研发周期、降低物料与能源的成本消耗、提高产品创新能力。本文基于热-电化学耦合的三维跨尺度模型,在单体尺寸与容量不变的约束条件下... 以模型化仿真技术为基础的电池正向设计方法可替代大量制样、实验选优的试错方法,从而显著缩短产品研发周期、降低物料与能源的成本消耗、提高产品创新能力。本文基于热-电化学耦合的三维跨尺度模型,在单体尺寸与容量不变的约束条件下探究了电极结构参数如电极涂层厚度、孔隙率等对单体主要性能参数如功率、能量、单位质量与体积比功率、单位质量与体积比能量的影响,并基于过电压分解方法揭示了其影响机理。结果表明,电池电极结构参数对电池多类性能存在不同的影响趋势,应重点权衡以下设计关系:第一,厚涂、少孔的电极结构提高了电池能量,但由于增大了液相传输阻力,使得电池功率降低;第二,薄涂、多孔的电极结构提高了电池功率,但由于可能增加电池总质量,反而诱发单位质量比功率下降;第三,薄涂、多孔设计方案对于功率性能改善的效用逐步递减,到达一定临界值后,其对液相传输的改善效用几乎消失,不再是设计改进的主要方向。 展开更多
关键词 锂离子电池 三维-电化学耦合模型 电极结构 功率性能 能量性能
在线阅读 下载PDF
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部