建模锂离子电池冷却

2013年1月21日

在三个顺序研究中使用ComsolMultiphysics®软件创建锂离子电池模型的简要介绍。在博客文章的末尾,有一个链接可以下载教程模型。

液冷锂离子电池模型

锂离子电池型号的锂离子电池模型模拟了几个电池电池中的温度曲线,并在液冷锂离子电池组中模拟了铝制冷却鳍。

锂离子电池组几何形状的注释屏幕截图。
锂离子电池的几何形状,由三个单位电池,一个入口连接器通道和冷却鳍中的一个出口连接器通道组成。

该模型基于两个假设:

  1. 可以使用电池组的平均温度来计算电池材料和冷却液材料的特性
  2. 加载周期中热量产生的波动比电池组中的热传输慢得多

这对模型意味着什么?好吧,如果电池组中的温度变化很小,则第一个假设有效。第二个假设仅表示热平衡对于给定的电池热源和在负载周期内给定的操作点是绝对的。(准过程简化理论热研究

表面图显示了锂离子电池组冷却鳍中的速度幅度。
支持第二个假设:第一个冷却鳍中的速度幅度是,板中流体时间的停留时间仅在一秒钟内。

该模型使用comsol多物理学和附加组件电池和燃料电池模块传热模块,每个物理界面进行一项研究(总共三个)。首先,对液冷电池组的流体流进行建模。使用输入温度计算出使用与水相同的材料特性对流体进行建模。这与上述的第一个假设一致。

接下来,进行时间依赖性研究,仅针对一维电池模型求解。在这里,假定电池模型的温度与冷却液的入口温度相同。最后,进行了一项固定研究,以解决电池组的绝对温度。此步骤结合了前两个步骤(使用第一步的流速度以及从第二项研究的时间依赖性模拟的最后一个时间步骤中获得的平均热源)。

锂离子电池组的comsol型号。

锂离子电池中的温度。在单个单元中温度变化更大(xz- 平面)比通过包装的深度(y-轴)。

锂离子电池组中冷却液的comsol模型。

冷却液的温度。

要自己学习如何构建此模型,您可以从应用程序库(通过下面的按钮)下载教程模型,也可以从软件中的应用程序库中访问它。

编者注:此博客文章于2017年7月24日更新。


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