[发明专利]一种锂离子电池相变热管理系统的优化方法

权利要求书

1.一种锂离子电池相变热管理系统的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，获取电池和模组外部设计参数、电极材料的电化学参数和热物性参数、相变材料的热物性参数，所述模组即多个单体电池经串并联方式组合并加装电池管理系统后形成的结构；

步骤二，建立一维电化学-三维热耦合模型；

步骤三，对比不同放电倍率下实验和模拟分别得到的电压曲线和温度曲线结果，验证所述一维电化学-三维热耦合模型的正确性；

步骤四，采用所述一维电化学-三维热耦合模型分别研究不同单一变量在不同放电倍率下，满足电池热管理目标情况下的最优值；得到各最优单一变量值组合；

步骤五，以电池体积占模组总体积最大为优化目标函数，以最优单一变量组合值作为优化初始值，以热管理目标作为约束，使用线性近似约束优化算法COBYLA对变量进行多参数优化求解。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池相变热管理系统的优化方法，其特征在于，所述步骤二，建立一维电化学-三维热耦合模型具体包括：

首先分别建立一维电化学模型、三维热模型，然后通过一维电化学模型计算出电池电化学反应过程中的平均产热，传递给三维热模型并计算出温度分布，将平均温度返给一维电化学模型，从而将两个模型耦合起来，形成一维电化学-三维热耦合模型。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池相变热管理系统的优化方法，其特征在于，所述步骤三，对比不同放电倍率下实验和模拟分别得到的电压曲线和温度曲线结果，验证模型的正确性，具体包括：

通过对比实验和模拟得到的放电曲线以及有代表性的探针点，得到温升曲线，对一维电化学-三维热耦合模型进行验证，所述代表性的探针点是指热电偶布置点。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池相变热管理系统的优化方法，其特征在于，所述步骤五具体包括：

使用线性近似约束优化算法COBYLA，以电池体积占模组总体积最大为优化目标函数，各最优单一变量组合值作为优化的初始值，以热管理目标作为约束，进行多参数优化求解。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池相变热管理系统的优化方法，其特征在于，以电池体积占模组总体积最大为优化目标函数，加快模型优化求解。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池相变热管理系统的优化方法，其特征在于，以各最优单一变量值的组合作为优化初始值，加快模型优化求解。

7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池相变热管理系统的优化方法，其特征在于，

所述单一变量包括电池间距、外部对流换热系数、膨胀石墨质量分数。