4.4.電壓
圖15描述了使用NTGK的實驗和模擬電壓之間的比較
模型這兩種價值觀非常一致。對于HWFET驅動循環
電壓略高于數值結果。一般來說
系統被很好地捕獲。存在一些差異,特別是在放電過程結束時,
其中未達到最小電壓;Celik等人[21]也使用
NTGK模型,并由Li等人[18]在電路模型下使用MSMD方法。電壓
通過調整C2常數,可以改進NTGK模型給出的結果。
電池2020、6、40、17/23
圖13.真實駕駛循環下的電池溫度模擬。(上圖)日產汽車的速度剖面圖
在交通不擁擠的鄉村道路上行走。(中間)按比例縮放的電流。(底部)發動機的溫升
使用集總模型在不同環境溫度下模擬LCO 26650 LIB。
圖14.hconv=100 Wm條件下2C模擬放電方法的比較2K1.
電池2020、6、40、18/23
圖15.使用NTGK模型的實驗和模擬電壓比較。
計算時間
在比較不同提出的模型時,CPU時間消耗是一個相關方面
在這項工作中。所有病例均使用標準CPU(3.5 GHz,16 GB RAM)運行。如圖1所示
在表13中,集中模型需要以秒為單位的時間來求解溫度分布。
NTGK模型更耗時,因為它必須計算環境中的許多電化學方程
即使考慮到其網格相對于電池具有較少的元件數量
到3D-CFD方法。此外,如果使用具有更多元素的網格
如果在它們周圍求解,計算時間將顯著增加。
表13.不同模型的執行時間。
電流集總3D-CDF NTGK
0.5C 2.03秒1612秒27120秒
1C 1.08秒776秒14280秒
1.5C 0.61 s 463 s 8989 s
HWFET周期7.23秒1296秒26460秒
5.結論
LCO 26650鋰離子電池在恒定和復電流下的溫度分布
通過比較研究熱行為最常用的三種方法來評估速率
LIBs:集總模型、3D-CFD方法和基于NTGK的電化學方法
雙電位法。計算了產熱率、熱容和傳熱系數
以預測細胞表面的溫度。因此,得出以下結論:
1.一般而言,NTGK模型的性能優于其他研究模型,這是因為:
它不僅能夠求解電池的溫度場,還能夠求解電壓、熱量和溫度
以及其它性質。這種方法在0.5C時提供較低的溫度誤差。然而
該模型在1.5℃時的均方根誤差較高,為1.3℃,其中最大溫度
電池溫度升高18.1℃。在行駛循環下,溫度升高為5.1℃,并且
所有模型的誤差順序相同。
電池2020、6、40、19/23
2.集總模型適用于廣泛的LIB操作條件
由于兩個模型都取決于溫度,因此呈現出與3D公式非常相似的溫度分布
相同的發熱率和熱參數。
3.在自由對流條件下,輻射在傳熱速率方面起著相關作用,這一點
貢獻實際上與對流相同。此外,傳熱系數增加
正如放電電流那樣。
作者貢獻:概念化,E.P.-H。和W.R.C.-M。;方法學,W.R.C.-M。,M、 O.及
K、 M。;模擬,E.P.-H。;實驗,W.R.C.-M。,M、 O.和E.P.-H。;驗證,W.R.C.-M。,F、 J.和M.O。;
撰寫原始準備草案,E.P.-H。所有的作者都回顧了這篇論文。所有作者都已閱讀并
同意手稿的出版版本。
資助:該研究由厄瓜多爾的Senencyt和智利基金會資助,資助號為1170044。
致謝:作者想向電氣和電子高級中心致謝
工程,AC3E,基礎項目FB0008,ANID。此外,感謝豪爾赫·雷耶斯先生在實驗室的支持。
利益沖突:作者聲明沒有利益沖突。出資人在該項目的設計中沒有任何作用
學習在數據的收集、分析或解釋中;在撰寫手稿時,或在決定
公布結果。
縮寫
本手稿中使用了以下縮寫:
縮略詞
一維
二維和二維
三維
BTMS電池熱管理系統
C放電率
CC-CV恒流恒壓
計算流體力學
數據采集
放電深度
ECM等效電路模型
電化學阻抗譜
電動汽車
實驗
HPPC混合脈沖功率特性
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