层叠式锂离子电池三维热模型研究任务书

 2021-12-28 20:36:31

全文总字数:1771字

1. 毕业设计(论文)主要内容:

动力电池是电动汽车的核心部件,而锂离子电池因其优异的综合性能备受关注,并被看作未来极具实用化前景的电动汽车储能解决方案之一。锂离子电池在使用过程中会出现温度分布不均的情况,而温度分布不均会影响每个单体电池的使用寿命,导致电池损坏乃至安全事故。基于此,本课题将开展采用有限元方法进行电池温度场建模与分析的研究:

(1) 了解锂离子电池P2D模型;

(2) 了解COMSOL有限元分析方法基本原理;

(3) 建立层叠式锂离子电池三维电化学热耦合模型;

(4) 进行锂离子电池充放电实验对模型进行验证;

(5) 结果分析并提出改进。

附仿真参数及要求:

电池尺寸:

项目

宽度/mm

高度/mm

厚度/mm

正极集流体

108

106

8.3

负极集流体

108

106

5.0

正极

108

106

85.0

负极

108

106

53.0

隔膜

108

106

16.0

电池热参数特性:

项目

密度/(kg·m-3)

比热容/(J/kg/K)

导热系数(W/m/K)

x方向

y方向

z方向

正极柱

2700

900

238

238

238

电芯

3032

1345

22

1.1

22

负极柱

8960

385

400

400

400

散热条件:自然散热

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

(1)翻译与本课题相关的英文资料(不少于5000中文字符);

(2)查阅文献资料,撰写开题报告(不少于5000中文字符);

(3)熟悉锂离子电池P2D模型及有限元分析方法原理;

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

1-4周,查阅国内外相关资料,做好阅读笔记,做好外文翻译,并做好开题报告;

5-8周,了解锂离子电池P2D模型;了解COMSOL软件使用方法,学习COMSOL中电池案例。

9-12周,建立层叠式锂离子电池三维电化学热耦合模型,仿真结果分析,并据此提出电池散热方案;

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4. 主要参考文献

[1]Ji C, Wang B, Wang S, et al. Optimization on uniformityof lithium-ion cylindrical battery module by different arrangement strategy[J].Applied Thermal Engineering, 2019, 157: 113683..

[2]Zhang L W, Yu Y S. Simulation of thermal characteristics of lithiumbatteries for electric vehicles[C]//IOP Conference Series: Materials Scienceand Engineering. IOP Publishing, 2019, 657(1): 012036.。

[3] ChiappiniD,TribioliL,BellaG.ACoupledLatticeBoltzmann-FiniteVolumeMethodfortheThermalTransientModelingofanAir-CooledLi-IonBatteryCellforElectricVehicles[C]//14thInternationalConferenceonEnginesVehiclesSocietyofAutomotiveEngineers(SAE).2019(2019-24-0207).

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