تجزیه و تحلیل حرارتی و مکانیکی در باتری های لیتیوم یونی

باتری های لیتیوم یونی با فراهم نمودن بستری خالی از سوخت فسیلی، تحولی بزرگ در زندگی ما ایجاد کرده اند. تقاضا برای این باتری ها به دلیل حرکت صنعت خودرو به سمت خودروهای الکتریکی، به شدت افزایش یافته است. برای بهینه سازی توان و انرژی باتری، پیش بینی رفتار سلول تحت شرایط بارگذاری مختلف ضروری است، زیرا این سلول ها سیستم های پیچیده ای با ولتاژ غیرخطی هستند. این تحقیق مدل روشنی برای سلول های الکتروشیمیایی براساس سیستم مکانیکی فنر - جسم - میراکننده با سه درجه آزادی توسعه می دهد که نمایانگر تخلیه کلی، انتقال جرم و اثرات لایه ای سلول است. این سیستم برای تخمین ولتاژ ترمینال، ولتاژ مدار باز و اثرات لایه مرزی استفاده می شود. پارامترها با کمینه سازی خطای بین پاسخ های تجربی و شبیه سازی تعیین می شوند و با یک مدل حرارتی ترکیب می شوند تا پروفایل های دمایی باتری پیش بینی شوند. تست های مشخصه یابی توان پالس هیبریدی (HPPC) برای استخراج پاسخ های ولتاژ و دما انجام می شود. مدل ترکیبی، پاسخ های ولتاژ و دما را با انحراف معیار خطای ۲.۱۵% و ۰.۴۰% برآورد کرد.برای اعتبارسنجی مدل، یک بسته باتری به موتور DC بدون جاروبک (BLDC) متصل شد. به دلیل منحصر به فرد بودن جهت قطب های موتور، بار دینامیکی پالسی بر روی باتری اعمال و تست HPPC برای کالیبره کردن پارامترهای مدل انجام شد و آزمایش های چرخش با بسته باتری صورت گرفت. ولتاژ و جریان باتری و موتور BLDC ثبت و با ولتاژ پیش بینی شده مقایسه شدند. مدل، پاسخ ولتاژ بسته باتری را با انحراف معیار خطای ۰.۰۳۸۵% تخمین زد

کلیدواژه ها:

باتری های لیتیوم یون ، خودروهای الکتریکی ، پیش بینی رفتار ، ولتاژ ترمینال ، مدل مکانیکی