[发明专利]一种锂离子电池系统热仿真方法

权利要求书

1.一种锂离子电池系统热仿真方法，其特征在于，利用电化学模型计算单体电池不可逆化学反应生热，利用混合脉冲功率法测量单体电池在不同电池荷电态下的直流内阻，利用欧姆定律模型根据单体电池的直流内阻计算单体电池产生的焦耳热，将单体电池的不可逆化学反应热和焦耳热作为热源边界条件，耦合到锂离子电池系统温度场中，利用传导传热模型、辐射传热模型和对流传热模型叠加计算锂离子电池系统温度场，将得到的锂离子电池系统温度场作为单体电池的温度边界条件，进行热仿真求解，得到温度场对空间和时间的分布，电池电压对时间的分布，锂离子浓度对空间和时间的分布；

所述的传导传热模型采用热传导方程计算单体电池与单体电池之间、单体电池与结构件之间、结构件与结构件之间的热交换；

所述的辐射传热模型采用基尔霍夫辐射定律计算结构件和单体电池空气之间的热交换；

所述的流传热模型采用对流换热公式计算电池系统内部不同位置的空气之间的热交换；

在对锂离子电池系统进行热仿真过程中，设置仿真停止条件，所述的仿真停止条件包含：温度达到最大值，温差值达到阈值，电压达到最高值，电压达到最低值，时间达到阈值，循环次数达到阈值。

2.如权利要求1所述的锂离子电池系统热仿真方法，其特征在于，所述的电化学模型采用Newman电池模型根据电化学原理计算单体电池不可逆化学反应生热。

3.如权利要求2所述的锂离子电池系统热仿真方法，其特征在于，所述的电化学模型包含负极集流体、负极活性材料、隔膜、正极活性材料、正极集流体，排列顺序为“负极集流体、负极活性材料、隔膜、正极活性材料、正极集流体、正极活性材料、隔膜、负极活性材料、负极集流体”，以此为循环依次排列，第一层和最后一层都为负极集流体。

4.如权利要求1所述的锂离子电池系统热仿真方法，其特征在于，将单体电池的热源和锂离子电池系统的温度场进行耦合和将锂离子电池系统温度场作为单体电池的温度边界条件时，不进行雅可比矩阵的修订。

5.如权利要求4所述的锂离子电池系统热仿真方法，其特征在于，在对锂离子电池系统进行热仿真过程中，所有表格输入和曲线输入的边界条件，都采用三次样条的方式进行插值，边界延伸采用端点斜率进行直线延伸，保证输入的连续。

6.如权利要求5所述的锂离子电池系统热仿真方法，其特征在于，物理模型输入不限定维度，正极活性材料和负极活性材料均采用多孔电极模型方程进行计算，还辅以双电层理论，根据胡克扩散定律计算锂离子的迁移量。