The invention discloses an in situ method for obtaining the thermal physical property parameters of a cylindrical winding lithium ion power battery. The concrete step is to set up an experimental device first, then use an external heat source to heat the battery according to a certain power, and measure the different instantaneous temperature changes on the battery. Secondly, the simulation software is set up in the simulation software. The heat transfer coefficient parameters in different directions of the battery and the heat transfer model, including the specific heat capacity parameters, are used to calculate the numerical solution of the temperature change at the measurement points of each thermocouple. Finally, the measured temperature values and the simulated values are fitted, and the specific data of the thermal physical property parameters of the battery are obtained. The beneficial effect of the invention is that the invention can take into account the wet structure in the real battery, that is, the electrolyte, and the contact thermal resistance between different structural layers, and the important thermal physical parameters such as the thermal conductivity and the specific heat capacity of the battery can be obtained in situ and accurately. One
【技术实现步骤摘要】
圆柱卷绕式锂离子动力电池热物性参数的原位求取方法
本专利技术涉及锂离子电池
,具体来说,涉及一种圆柱卷绕式锂离子动力电池热物性参数的原位求取方法。
技术介绍
在企业生产的试错实践中,动力电池的结构演化出了多种典型的封装形式,不同构型之间电池的热参数特性差异很大,需区别对待。其中圆柱卷绕型是一种重要的动力电池构型,如松下生产供给Tesla公司的Model系列电动车使用的如18650、21700型电池,其结构是由长度方向很长的正极片、隔膜和负极片堆叠卷绕而成。圆柱电池的优点包括生产工艺成熟,产品良率好高,规格型号统一等;但同时缺点也比较明显,其电芯内部导热性较差,在大电流充放电时,电芯由于产热高,散热慢,极易引发热量积累和热失控的危险。故需深入研究电池内部实时的产热、传热和散热过程,找寻和分析电池出现温升过高,温差过大等热问题,进而优化电池结构,改善电池热特性。导热系数和比热容是锂离子电池重要热物性参数,与电池内部传热、散热过程有关,并影响电池在充放电过程中的温度分布状况。然而,由于圆柱型锂离子动力电池是由多层热物性差异较大的物质层(集流体、活性涂层和隔膜)堆叠后卷绕而成,各层之间均存在一定的接触热阻,这一接触热阻形成了厚度极小但温度突变明显的一层界面,对整体热物性尤其是导热系数存在显著影响。另一方面,该型电池的导热系数具有显著的各向异性,其内部不同的物质层均具有不同的材质与厚度,这些材质既包括Al、Cu等金属,也包括PP或PE等有机物,还包括多孔结构的活性材料混合物。其中,金属层的导热系数明显高于活性物质层或有机层。因此,该型电池具有层内(轴向和角向) ...
【技术保护点】
1.一种圆柱卷绕式锂离子动力电池热物性参数的原位求取方法,其特征在于,包括以
【技术特征摘要】
1.一种圆柱卷绕式锂离子动力电池热物性参数的原位求取方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:首先搭建实验装置;S2:使用外部热源按一定的功率加热电池,并测量该电池上多点不同的瞬时温度变化;S3:在仿真软件中建立包含该电池不同方向上导热系数参数以及比热容参数在内的传热模型,并计算得到各热电偶测量点处温度变化的数值解,具体步骤为:S3.1:在仿真软件中搭建简化的18650电池二维轴对称传热模型,该传热模型中包含该电池不同方向上的导热系数以及热参数,其外壳体边界设置为绝热边界,加热片位置设置为热流边界;S3.2:利用传统的串并联法计算电芯热参数的初始值;S3.3:计算该18650电池热模型对外热源加热的温度响应;S4:拟合实测温度值和仿真计算值,获得该电池热物性参数的具体数据。2.根据权利要求1所述的一种圆柱卷绕式锂离子动力电池热物性参数的原位求取方法,其特征在于,在步骤S1中,所述的搭建实验装置的具体步骤为:S1.1:在制备一款18650圆柱卷绕式电池的过程中,于卷芯的一侧外部中间位置处贴附一块圆形陶瓷加热片;在加热片相对应的卷芯另一侧内部中间位置沿轴向方向每隔一定距离布置一个K型热电偶,共布置4个热电偶;S1.2:连接加热片与外接恒功率源,然后将卷芯放入壳体中,并注入电解液,以保证与电池的真实结构和状态相一致;S1.3:将该实验装置放在一个绝热环境中备用。3.根据权利要求1所述的一种圆柱卷绕式锂离子动力电池热物性参数的原位求取方法,其特征在于,在步骤S2中,所述的使用外部热源按一定的功率加热电池,并测量该电池上多点不同的瞬时温度变化的具体步骤为:S2.1:调节加热片功率为10W,对该实验样品电池进行加热;S2.2:记录上述4个热电偶位置处的温度随时间的变化,记录时间间隔...
【专利技术属性】
技术研发人员:周伟男,
申请(专利权)人:山西长征动力科技有限公司,
类型:发明
国别省市:山西,14
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