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電池的熱模型用于模擬電池在充放電過(guò)程中的發(fā)熱和散熱的實(shí)時(shí)變化。熱力學(xué)第二定律的表述之一為:不能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不造成其它影響，即存在溫差的地方都存在熱量從高溫部分向低溫部分傳遞的過(guò)程。對(duì)電池單體而言，熱量傳遞的方式主要包括電池本身的熱傳導(dǎo)、輻射換熱、電池和周圍流體間的對(duì)流換熱三種方式，如圖2.11所示。

在創(chuàng)立熱模型時(shí)，作者做了如下假設(shè):

(1)電池內(nèi)核各種材料材質(zhì)均勻，而且密度、比熱容和熱導(dǎo)率不受電池溫度和SOC的影響。

(2)電池內(nèi)核中的電解液流動(dòng)很小，認(rèn)為電池內(nèi)核導(dǎo)熱形式只有熱傳導(dǎo)，不存在對(duì)流換熱。

(3)電池是非透明的固體材料，電池內(nèi)部不存在輻射換熱。

(4)電池內(nèi)核的電流密度一致。

在笛卡爾坐標(biāo)系下，根據(jù)之前假設(shè)創(chuàng)立的三維瞬態(tài)換熱數(shù)學(xué)模型，其能量守恒方程如下所示:

式中:Pb一電池密度，下標(biāo)b代表電池;T電池溫度;c，一電池定壓比熱容;k熱導(dǎo)率，下標(biāo)x, y和z代表坐標(biāo);q.一電池單位體積的生熱率。

電池模型的求解條件包括此模型的初始條件和邊界條件，其溫度分布是受時(shí)間和空間坐標(biāo)影響的函數(shù)。

初始條件為:

式中:h一電池與外界環(huán)境的對(duì)流換熱系數(shù);T一環(huán)境溫度;lb一電池長(zhǎng)度;lb一電池寬度;hb一電池高度。

鋰離子動(dòng)力電池的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容己經(jīng)由2.4節(jié)獲得，鋰動(dòng)力電池密度質(zhì)量等，都是己知的參數(shù)，鋰動(dòng)力電池的熱物性參數(shù)具體見(jiàn)表2.6。

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