4.4.电压
图15描述了使用NTGK的实验和模拟电压之间的比较
模型这两种价值观非常一致。对于HWFET驱动循环
电压略高于数值结果。一般来说
系统被很好地捕获。存在一些差异,特别是在放电过程结束时,
其中未达到最小电压;Celik等人[21]也使用
NTGK模型,并由Li等人[18]在电路模型下使用MSMD方法。电压
通过调整C2常数,可以改进NTGK模型给出的结果。
电池2020、6、40、17/23
图13.真实驾驶循环下的电池温度模拟。(上图)日产汽车的速度剖面图
在交通不拥挤的乡村道路上行走。(中间)按比例缩放的电流。(底部)发动机的温升
使用集总模型在不同环境温度下模拟LCO 26650 LIB。
图14.hconv=100 Wm条件下2C模拟放电方法的比较2K1.
电池2020、6、40、18/23
图15.使用NTGK模型的实验和模拟电压比较。
计算时间
在比较不同提出的模型时,CPU时间消耗是一个相关方面
在这项工作中。所有病例均使用标准CPU(3.5 GHz,16 GB RAM)运行。如图1所示
在表13中,集中模型需要以秒为单位的时间来求解温度分布。
NTGK模型更耗时,因为它必须计算环境中的许多电化学方程
即使考虑到其网格相对于电池具有较少的元件数量
到3D-CFD方法。此外,如果使用具有更多元素的网格
如果在它们周围求解,计算时间将显著增加。
表13.不同模型的执行时间。
电流集总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.结论
LCO 26650锂离子电池在恒定和复电流下的温度分布
通过比较研究热行为最常用的三种方法来评估速率
LIBs:集总模型、3D-CFD方法和基于NTGK的电化学方法
双电位法。计算了产热率、热容和传热系数
以预测细胞表面的温度。因此,得出以下结论:
1.一般而言,NTGK模型的性能优于其他研究模型,这是因为:
它不仅能够求解电池的温度场,还能够求解电压、热量和温度
以及其它性质。这种方法在0.5C时提供较低的温度误差。然而
该模型在1.5℃时的均方根误差较高,为1.3℃,其中最大温度
电池温度升高18.1℃。在行驶循环下,温度升高为5.1℃,并且
所有模型的误差顺序相同。
电池2020、6、40、19/23
2.集总模型适用于广泛的LIB操作条件
由于两个模型都取决于温度,因此呈现出与3D公式非常相似的温度分布
相同的发热率和热参数。
3.在自由对流条件下,辐射在传热速率方面起着相关作用,这一点
贡献实际上与对流相同。此外,传热系数增加
正如放电电流那样。
作者贡献:概念化,E.P.-H。和W.R.C.-M。;方法学,W.R.C.-M。,M、 O.及
K、 M。;模拟,E.P.-H。;实验,W.R.C.-M。,M、 O.和E.P.-H。;验证,W.R.C.-M。,F、 J.和M.O。;
撰写原始准备草案,E.P.-H。所有的作者都回顾了这篇论文。所有作者都已阅读并
同意手稿的出版版本。
资助:该研究由厄瓜多尔的Senencyt和智利基金会资助,资助号为1170044。
致谢:作者想向电气和电子高级中心致谢
工程,AC3E,基础项目FB0008,ANID。此外,感谢豪尔赫·雷耶斯先生在实验室的支持。
利益冲突:作者声明没有利益冲突。出资人在该项目的设计中没有任何作用
学习在数据的收集、分析或解释中;在撰写手稿时,或在决定
公布结果。
缩写
本手稿中使用了以下缩写:
缩略词
一维
二维和二维
三维
BTMS电池热管理系统
C放电率
CC-CV恒流恒压
计算流体力学
数据采集
放电深度
ECM等效电路模型
电化学阻抗谱
电动汽车
实验
HPPC混合脉冲功率特性
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