[发明专利]基于热阻网络模型的电池热失控预测方法

摘要

本发明公开了一种基于热阻网络模型的电池热失控预测方法，方法把大型电池包内的电池单体简化成热网络节点，将电池组系统内的对流、导热、辐射过程简化成热阻，利用电路求解方法实现电池组传热过程的快速计算。此外，将不同的冷却方式简化成相应的热阻模块嵌入电池组热阻网络，可以评估冷却方式对热失控防护的有效性。热失控预测过程包括：基于电池单体的传热特征参数建立单体热阻网络；计算电池稳态工作发热量并设定相应的热管理方案，通过实验获得热失控过程电池单体发热特征；建立电池组热阻网络；给定热失控发生位置并设定正常电池热失控温度下限；记录预测电池组损毁进度和损毁时间，并评定不同热管理措施的防护效果。

主权项

1.一种基于热阻网络模型的电池热失控预测方法，所述方法包括以下步骤：第一步骤(S1)中：根据电池组各个部件连接方式和物性参数建立热阻网络并设定网络节点的热阻值，其中，物性参数包括电池的热物性参数、电池的运行参数、电池组几何参数、电池组包装材料物性参数和/或热管理材料物性参数；第二步骤(S2)中：建立单体电池产热模型，基于电池物性参数和电池运行参数计算电池发热功率，建立热管理模块热阻模型，其中，热管理模块包括纯相变材料温控模块、单一热管温控模块和/或热管与相变材料相结合的温控模块；第三步骤(S3)中：建立电池单体模块热阻网络，其中，热阻网络内的热流输入包括内热源产生的热流和外界输入热流，热阻网络中的电池由等效电流源、和等效电容组成，其中等效电流源为所述电池发热功率，等效电容由电池热容值转换得到，电池与热管理模块连接，电池向外界的热流输出包括导入热管理模块的热流和导出到其他电池的热流；第四步骤(S4)中：根据电池组内电池单体的排布设置电池单体的连接形式建立电池组热阻网络；第五步骤(S5)中：设置热失控发生位点，利用电路求解对电池组热失控过程进行计算，获得电池组各电池温度变化并评估热管理模块冷却效果。