11月9日消息,帝国理工学院(Imperial College London)Giles Richardson、Monica Marinescu团队与Ivan Korotkin等研究者在化学预印本平台ChemRxiv发布论文《从电芯到电池包:热-电化学耦合4s4p电池模型的实验验证》,预印本于11月9日提交。

该工作针对锂离子电池包仿真中「准确预测电气与热行为」这一工程难题,提出可扩展至任意M串N并(Ms,Np)拓扑的物理基仿真框架,并以一套4串4并(4s4p)、底部冷却的电池包为验证对象:包内均布80个温度传感器进行高时空分辨率实测,同步采集包电压,与模型预测直接对比。

模型将每颗电芯表示为若干空间分辨的有限单元,每个单元均由完整Doyle–Fuller–Newman(DFN)方程描述,热与电耦合联立求解——4s4p情形下即80个DFN模型同步求解。关键发现是:采用包含电极颗粒内混合热的能量一致产热表达式时,仿真与实测的温度演化及电响应吻合度「非常好」;而采用传统不可逆产热标准公式仅能达到「中等」一致性。散热模型参数由同一充放电协议标定,保证两种产热表达式的可比性。

该框架以灵活API形式实现,可用于大功率储能、电动汽车与规模化储能电站的电池包热管理与寿命设计。对电池工程而言,这一结果提示行业惯例中的产热简化公式在pack级仿真中可能引入系统性偏差,能量一致公式应成为高精度数字孪生的默认选项。 (来源:ChemRxiv)