[发明专利]一种圆柱形锂离子电池产热速率的分析方法

权利要求书

1.一种圆柱形锂离子电池产热速率分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，选定测量电池，确定电池热参数；

步骤二，将电池放入绝热加速量热仪进行充放电循环或者进行热失控实验，得到中心温度的实验值T’_C与表面温度的实验值T’_w；

步骤三，建立一维非稳态数学模型，求解热源项，将每一步迭代计算得到的中心温度T_C输入模型中，通过不断迭代源项，直到求解出来的中心温度T_C逼近中心温度的实验值T’_C，跳入下一个时间步长；

步骤四，将计算得到的边界温度T_w与表面温度的实验值T’_w进行比较，如果计算得到的边界温度T_w逼近表面温度的实验值T’_w，则求得的产热速率即为真实电池的产热速率，否则对上述步骤进行迭代，直至得到产热速率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：电池热参数包括圆柱形锂离子电池密度ρ、比热容C_p、径向导热系数λ和对流换热系数h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤三具体步骤为求解一维非稳态圆柱坐标系下传热问题的热源项，一维非稳态圆柱坐标系能量方程如下：

其中，ρ为圆柱形锂离子电池的密度，单位是kg/m³；c为比热容，单位是J/(kg·K)；λ为径向的导热系数，单位是W/m/K；r为圆柱形锂离子电池半径，单位是m；T为控制单元温度，单位是K；Q(t)为热源即产热速率，单位是W/m³；

边界条件为：

q_w＝h(T_w-T_∞)

q_w、T_w和T_∞分别表示边界热流，边界温度，环境温度，单位分别是W/m²,K和K；将控制方程与边界条件在求解域上进行离散，采用全隐式的离散方法，使用高斯赛德尔方法求解离散得到的代数方程式，通过不断迭代Q(t)，当求出中心温度与实验测得中心温度之差小于0.1K时，即认为计算得到的Q(t)为真实值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤三中的迭代方法：在一个时间步长内，如果计算得到的中心温度T_C大于中心温度的实验值T’_C时，则在源项上增加1000W/m³,反之如果计算得到的中心温度T_C小于中心温度的实验值T’_C时，则在源项上减小1000W/m³，直到两者温差小于0.1℃。