圆柱型锂离子电池详细热模型的数值仿真

摘要

锂离子电池以其高能量密度、低自放电率等优点,广泛应用于新能源汽车。本文以圆柱18650锂离子电池为研究对象,建立了锂离子电池的详细热模型,内部包括正负极、隔膜等多层结构。通过Bernardi方程求解焦耳热与熵变产热率,结合有限元分析(FEA),对三元锂圆柱电池放电过程的热特性进行数值研究,得到不同放电倍率下,电池的温度分布以及温升曲线。结果表明,焦耳热对电池的温升起主导作用,熵变热的影响相对较小,在5C放电情况下占比仅8%。与自然对流相比,强迫对流下,电池的最高温度显著降低,但是电池的内外温差也会加大。