电池发热和电池容量衰减的动态锂离子电池模型

资 源 简 介

电池发热和电池容量衰减的动态锂离子电池模型

详 情 说 明

锂离子电池作为现代储能技术的核心，其性能建模一直是研究热点。论文提出的动态模型创新性地将两个关键衰减因素——发热效应和容量损失纳入统一框架，为电池健康管理提供了更全面的分析工具。

该模型的核心在于构建多物理场耦合方程：一方面通过热力学方程描述电池内部温度场分布，捕捉不同充放电速率下的产热规律；另一方面结合电化学退化机理，量化循环过程中活性材料损失、SEI膜增长等导致的容量衰减现象。特别值得注意的是，模型通过动态参数关联这两个过程，揭示了温度升高加速材料衰退的正反馈机制。

在工程应用层面，这种集成建模方法能够更准确地预测电池寿命，尤其适用于需要优化热管理系统的场景。模型通过引入老化因子修正传统SOC估算算法，使得电动汽车等大电流应用场景的剩余电量预测精度提升约20%。研究还发现中高倍率放电时，局部过热导致的容量损失占比可达总衰减量的40%，这一发现为电池Pack的散热设计提供了量化依据。

这种融合电化学-热-老化机制的建模思路，代表了下一代电池管理系统的发展方向，未来可结合机器学习方法进一步提升模型在复杂工况下的适应性。