gEmam翳子电2017-01-1602:20:59汽车工程学报2016年5期严刚+李顶根+秦李伟+邓原冰+窦汝振表1某型软包电池基本参数额定容量0/Ah26额定电压UN3.7能量£/Wh96.2内阻A/mQV1.2质量刃/g585尺寸D/mm342X118X8能量密度col(Wh-kg-1)$164充电电流Z/A26放电电流〃A78循环寿命>2500次@80%(26A)—AA1iAAA■・■・03()()6009(K)12(X)时间//s图1锂电池充放电循坏曲线400800120016002000时间r/s图2锂电池单体温度曲线0200400600800100012001400时间〃s图3充放电循环电池产热量曲线84062840422211一30•电电20€左崔忙mm20图4电池组简化模型温度77K3.13^023」2*2311*4023.10e*023.104023.08e+02307*23.07+23.C6e>023.05e^023.05rH)2302e*023.0U4023.00©4023.00e*022.93822.98e*C2图5电池组的温度云图速度u/(m•s1)3.377,3.21e*013.04e*012^7e*012.70712.53•仙2367,2l9e*0111B.10184470675e<0050670337T01.69e*000.00702027,186^01169e*01152e*01v-lt-图6电池组的速度云图摘要：基于采用COMSOLMultiphysics软件建立锂离子动力电池热电耦合模型，分析电池单体充放电过程的热效应。通过电池单体的平均产热量计算，结合计算流体动力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)CFD软件分析电池包在空气强制冷却的条件下进行充放电吋的热扩散效应。研究结果表明，电池包内温度场分布主要受限于空间结构的布置，产生局部热量集屮；依据流场分布优化电池模组的布辺可以提高电池包内电池温度的一致性。关键词：单体热效应；平均产热量；强制风冷；成组热效应：TM912.9文献标识码：ATheThermalEffectAnalysisofLithium-IonBatteryPacksinEVYanGangl,LiDinggen2,QinLiweil,DengYuanbing2,DouRuzhen3(1.Anhui激anghuaiAutomobileCo.,Ltd.,Hefei230022,China；；2.HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430064,China；3.TianjinQingyuanElectricVehicleCo.,Ltd,Tianjin,300457,China)Abstract：Thethermaleffectoflithium-ionbatteryinthechargingdischargingprocessesareanalyzedbythecoupledthermalelectricmodelbuildbythesoftwareofCOMSOLMulti-physics・ThroughcalculatingtheaverageheatproductionandcombiningCFDsoftware,thethermaldiffusioneffectinthechargingdischargingprocessesarestudiedwithconditionofairforcedconvectivecooling.Theresultsindicatethatthedistributionoftemperaturefieldinbatterypackaremainlylimitedtothespatialdistributionofbatteries,andpartialthermalconcentrationarealsogenerated.Finally,thetemperatureconsistencyofbatteriescanbeimprovedbyoptimizingthedistributionofbatterymodulesinthebatterypackbasedontheconsiderationofflowfield.Keyword：cellthermaleffect；,theaverageheatproduction,；forced-aircooling；,packthermaleffect1•前言电动汽车的是满足未来更严苛排放法规和汕耗法规的战略性选择，英动力电池的安全问题是制约这项技术工程应用的主要瓶颈。锂离子动力电池因为木身能量密度高，在恶劣的使用条件下，容易引发电池热失控，从而造成火灾甚至爆炸［1］。锂电池的成组结构和冷却流道设计的不合理，容易导致电池包内温差过大，电池使用的一致性发生变化，导致电池局部温度过高而引发热失控［2］。因此，本文旨在通过合理优化强制风冷的结构，进而优化冷却空气的流场、以及电池组的温度场，提高单体电池运行工况的一致性，降低热失控发生的风险。12.某型软包锂电池电化学模型建立及网格划分选用某公司生产的某型软包电池作为模拟和试实验对象，该型号电池基木数据如下。12.1软包电池电化学模型建立电池单体产热由电池电化学反应产生，单体电化学模型根拯相关电极理论［3-6］建立，菲克定律提出了电池内部的正负极固相粒子扩散而引起的锂离子浓度变化的控制方程为：O(2-1)式中：为电解液锂离子浓.度，；为电极插层粒子径向坐标。描述电池固相电流密度与固相电势梯度关系的控制方程为：(2-2)式中：为一维坐标模型的梯度算子，；为电流密度，单位A/m2,是指有效固相电导率，；,是指固相多孔电极的体积分数，而是指固相填充剂的体积分数。固相电...