锂离子电池电化学和热耦合模型的获取方法

摘要

锂离子电池电化学和热耦合模型的获取方法，涉及智能电网大容量储能领域。本发明是为了解决缺少对电池端电压和外壳温度随时间的变化进行仿真的电化学和热耦合模型的问题。本发明所述的将锂离子电池放在不同的温度下，对锂离子电池输入电流，根据电池端电压和锂离子电池外壳温度响应曲线，获得锂离子电池电化学和热耦合模型参数。该耦合模型可用于仿真锂离子电池的端电压和外壳温度。

主权项

锂离子电池电化学和热耦合模型的获取方法，其特征在于，它包括以下内容：将锂离子电池放在不同的温度下，对锂离子电池输入电流，得到锂离子电池端电压U_app(t)：$U_{\mathrm{app}}\left(t\right)=E_{\mathrm{ocv}}^{\mathrm{ref}}\left(t\right)-{\eta }_{\mathrm{con}-\mathrm{polarization}}\left(t\right)-{\eta }_{\mathrm{act}-\mathrm{polarization}}\left(t\right)-{\eta }_{\mathrm{ohm}-\mathrm{polarization}}\left(t\right),$   (公式1)式中，为电池在参考温度下，固相扩散、浓差极化、反应极化和欧姆极化影响均为零的情况下的端电压，η_{act‑polarization}(t)为反应极化过电势，η_{ohm‑polarization}(t)为欧姆极化过电势，η_{con‑polarization}(t)为浓差极化过电势，和锂离子电池外壳温度公式：$T_{\mathrm{surf}}\left(t_k\right)=\frac{(T_{\mathrm{surf}}\left(t_{k-1}\right)m_{\mathrm{can}}{C}_{\mathrm{can}}{R}_{\mathrm{cond}}+(t_k-t_{k-1})(T\left(t_k\right)+R_{\mathrm{cond}}{\mathrm{AhT}}_a))}{m_{\mathrm{can}}{C}_{\mathrm{can}}{R}_{\mathrm{cond}}+(t_k-t_{k-1})+R_{\mathrm{cond}}(t_k-t_{k-1})\mathrm{Ah}},$   (公式2)式中，R_cond为电池内部热阻，h为换热系数，C_can为外壳的热容，T_a为环境温度，A为有效散热面积，m_can为外壳质量，T_surf(t_k)为k时刻的锂离子电池外壳温度，T_surf(t_k‑1)为k‑1时刻的锂离子电池外壳温度，t_k为k时刻，t_k‑1为k‑1时刻，T为内部平均温度，从而获得锂离子电池电化学和热耦合模型。