[发明专利]一种圆柱形锂离子电池产热速率的分析方法

说明书

本发明公开一种圆柱形锂离子电池产热速率的分析方法，包括以下步骤：选定测量电池，确定电池热参数；将电池放入绝热加速量热仪进行充放电循环或者进行热失控实验，得到中心温度的实验值T’_C与表面温度的实验值T’_w；建立一维非稳态数学模型，求解热源项，将得到每个迭代步中计算得到的中心温度T_C输入模型中，通过不断迭代源项，直到计算得到的中心温度T_C逼近中心温度的实验值T’_C，跳入下一个时间步长；将计算得到的边界温度T_w与表面温度的实验值T’_w进行比较，如果计算得到的边界温度T_w逼近表面温度的实验值T’_w，则求得的产热速率即为真实电池的产热速率，否则对上述步骤进行迭代，直至得到产热速率。

技术领域

本发明属于电池领域，涉及一种圆柱形锂离子电池产热速率的分析方法。

背景技术

目前圆柱型锂离子电池被广泛应用在便携电子设备，电动汽车以及储能电站等重要领域，同时应用场景对锂离子电池规模与工作倍率的要求日益提高。但是大规模锂离子电池在高倍率工作状态下会产生大量的热量，造成电池温度的快速升高。由于锂离子电池在高温下容量极易发生容量衰减，同时存在热失控的风险，因此，大规模锂离子电池在较高的充放电倍率下的热管理问题与热失控问题逐渐成为研究的热点。为了保证锂离子电池在一个合适的温度区间内工作并且降低其危险性，必须设计与之匹配的热管理系统与热失控抑制系统。设计两者的前提是需要求解目标电池在工作过程中或者热失控过程中产生热量的大小，因此，计算电池的产热速率是锂离子电池的热管理系统或热失控系统设计的关键问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种圆柱型锂离子电池产热速率分析方法。通过测量锂离子电池中心温度，可以求得锂离子电池在充放电过程或者热失控过程中产生的产热速率。

本发明采用了以下技术方案：

一种圆柱形锂离子电池产热速率分析方法，包括以下步骤：

步骤一，选定测量电池，确定电池热参数；

步骤二，将电池放入绝热加速量热仪进行充放电循环或者进行热失控实验，得到中心温度的实验值T’_C与表面温度的实验值T’_w；

步骤三，建立一维非稳态数学模型，求解热源项，将每一步迭代计算得到的中心温度T_C输入模型中，通过不断迭代源项，直到计算得到的中心温度T_C逼近中心温度的实验值T’_C，跳入下一个时间步长；

步骤四，将计算得到的边界温度T_w与表面温度的实验值T’_w进行比较，如果计算得到的边界温度T_w逼近表面温度的实验值T’_w，则求得的产热速率即为电池真实的产热速率，否则对上述步骤进行迭代，直至得到产热速率。

本发明的有益效果为：通过该测量方法，能够快速求出热源，进而得到产热功率，为热管理与热失控抑制系统的设计提供了标准与依据。

附图说明

图1为本发明一种锂离子电池热失控建模方法流程图；

图2为本发明的实施例一中所测得的中心温度与表面温度；

图3为本发明的实施例一中所测得的温度与计算温度对比；

图4为本发明的实施例一中所测得产热速率随时间的变化。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致的描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。