ارزیابی چند فیزیکی چرخه عمر پک باتری لیتیوم آهن فسفات (LiFePO۴) در خودروهای الکتریکی

ارزیابی دقیق عملکرد و طول عمر باتری های لیتیوم-یون، یکی از چالش های اصلی در توسعه خودروهای الکتریکی محسوب می شود. بر این اساس این مقاله، شبیه سازی چند فیزیکی را برای تحلیل مکانیزم های تخریب پک باتری ۹۵ کیلووات ساعتی متشکل از سلول های کیسه ای 𝐋𝐢𝐅𝐞𝐏 𝐎 𝟒 در یک دوره ۳ ساله ارائه می دهد. روش پیشنهادی با تلفیق چندین مدل اثرات متقابل متغیرهای الکتریکی، حرارتی و شیمیایی را شبیه سازی می کند. این مدل ها شامل مدار معادل دینامیکی مرتبه دوم (همراه با اصلاح هیسترزیس)، مدل حرارتی متمرکز و مدل پیرشدگی نیمه تجربی کالیبره شده هستند. به منظور افزایش دقت مدل سازی در شرایط واقعی، مشخصه بار مصرفی باتری متاثر از رانندگی تصادفی و داده های اقلیمی برای اعمال تنش های محیطی و عملیاتی دینامیک به کار گرفته شده اند. نتایج مطالعات عددی نشان می دهد که نوسانات فصلی دما تاثیر غالبی بر نرخ تخریب باتری دارد. به طوری که نرخ کاهش ظرفیت در ماه های تابستان تقریبا سه برابر ماه های زمستان است. در نهایت، نتایج ضمن اثبات کارایی مدل پیشنهادی در بازتولید رفتارهای غیرخطی باتری، نشان می دهند که با مدیریت حرارتی مناسب، پک باتری طراحی شده پتانسیل عملکردی فراتر از ۸ سال را در سیکل رانندگی شهری دارا خواهد بود.

کلیدواژه ها:

باتری لیتیوم-آهن-فسفات ، شبیه سازی چند فیزیکی ، سلامت باتری ، خودروی الکتریکی