[发明专利]一种锂离子电池性能仿真方法和系统

说明书

本发明实施例提供一种锂离子电池性能仿真方法和系统，所述方法包括：获取锂离子电池的温度；获取所述电池的电化学‑热耦合模型和热失控模型；根据所述温度，按照预设规则，计算所述电池的电性能和热特性；其中，所述预设规则包括：当所述温度小于或等于预设的温度阈值时，采用所述电化学‑热耦合模型，计算所述电池的电性能和热特性；当所述温度大于所述温度阈值时，采用所述热失控模型，计算所述电池的电性能和热特性。本发明实施例提供的锂离子电池性能仿真方法和系统，可以实现对锂离子电池从正常工作状态到热失控状态全过程的仿真模拟。

技术领域

本发明实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池性能仿真方法和系统。

背景技术

锂离子电池因其电压高、比容量大、循环寿命长的特点，是目前较为理想的动力与储能电源体系。但近年来锂离子电池安全事故时有发生，使得大容量和高功率锂离子电池的商业化应用受到了很大程度的限制。

锂离子电池安全事故的诱因很多，诸如过充、短路、挤压、振动和碰撞等,但其安全事故发生的机制多是由于电池的生热速率高于散热速率时，电池内压及温度急剧上升，进入到无法控制的自加温状态，即电池进入热失控状态，导致电池发生燃烧或/和爆炸。因此，热失控是锂离子电池安全性的根本原因和共性问题，研究锂离子电池的热失控过程对于解析锂离子电池发生热失控的机制，改善锂离子电池的安全性具有重要的意义。

锂离子电池是一个复杂的能源系统，其内部涉及到相互耦合的电化学反应、传质过程和传热过程，单纯使用实验手段研究其热失控过程需要花费大量的人力物力，且大多只能获得定性结果或电压与温度的宏观信息，难以反映电池内部参数的变化过程，更难以解析锂离子电池热失控触发的机制。

使用数值仿真技术，能够全面系统地捕捉锂离子电池在工作过程各物理量的动态变化，为分析其热失控触发过程提供有效的信息。目前，已有大量研究者采用数值仿真的方法模拟锂离子电池的特性，但这些研究基本都局限于单独的正常工作过程或热失控过程，而很少关注到锂离子电池从正常工作状态到热失控状态的转变过程，且无法实现对锂离子电池从正常工作状态到热失控状态全过程的模拟。锂离子动力电池在实际应用中，总是在外界因素的触发下，从正常工作状态转变到热失控状态。所以，现有的仿真方法实际上无法实现对锂离子电池在实际应用过程中发生热失控的过程的模拟。因此，如何提供一种能够实现对锂离子电池从正常工作状态到热失控状态的性能仿真方法，成为亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种锂离子电池性能仿真方法和系统。

第一方面，本发明实施例提供一种锂离子电池性能仿真方法，所述方法包括：

获取锂离子电池的温度；

获取所述电池的电化学-热耦合模型和热失控模型；

根据所述温度，按照预设规则，计算所述电池的电性能和热特性；其中，所述预设规则包括：当所述温度小于或等于预设的温度阈值时，采用所述电化学-热耦合模型，计算所述电池的电性能和热特性；当所述温度大于所述温度阈值时，采用所述热失控模型，计算所述电池的电性能和热特性。

第二方面，本发明实施例提供一种锂离子电池性能仿真系统，所述系统包括：

温度获取模块，用于获取锂离子电池的温度；

模型获取模块，用于获取所述电池的电化学-热耦合模型和热失控模型；

计算模块，用于根据所述温度，按照预设规则，计算所述电池的电性能和热特性；其中，所述预设规则包括：当所述温度小于或等于预设的温度阈值时，采用所述电化学-热耦合模型，计算所述电池的电性能和热特性；当所述温度大于所述温度阈值时，采用所述热失控模型，计算所述电池的电性能和热特性。