基于COMSOL电化学-热耦合模型的动力电池内部温度估算

作者：吴沛; 姚怡秋; 万超一^*

来源：江苏理工学院学报, 2022, 28(06): 47-56.

DOI：10.19831/j.cnki.2095-7394.2022.06.004

• 磷酸铁锂电池
• 电化学-热耦合模型
• 内部温度
• COMSOL

磷酸铁锂电池因其成本优势而在新能源汽车领域得到广泛应用，但其热安全性仍不完善；因此，研究内部发热情况和预测温度分布非常重要。基于COMSOL Multiphysics电化学-热耦合模型对电动汽车动力电池的内部温度进行了数值模拟，研究发现：（1）放电倍率越大，电池温度分布不均匀的现象越突出，热点大多出现在正负极耳处，5C放电末期正极耳温度高于平均温度25℃；（2）提高散热系数对最高温度和温差都有显著的抑制效果，强制对流下，放电末期最高温度下降至27.2℃，温差下降至1.8℃，正负极耳由于其高导热系数反而成为冷区；（3）环境温度越低，电池的内阻越大，产热效率越高，相同条件下，环境温度为0℃和40℃时最高温升分别为10.3℃和4.49℃，上升了5.81℃；（4）用最小二乘法分别拟合了平均温度关于倍率、散热系数和环境温度的公式，实现了电池内部温度估算，为优化冷却系统设计奠定了基础。

• 单位
  江苏理工学院