基于电化学-热耦合模型的锂离子电池组件产热分析

基于电化学-热耦合模型的锂离子电池组件产热分析

杨佳兴, 张恒运, 徐屹东

Heat generation analysis for lithium-ion battery components using electrochemical and thermal coupled model

Jiaxing YANG, Hengyun ZHANG, Yidong XU

表2 P2D模型控制方程

Table 2 P2D model control equations

位置		控制方程		边界条件
正负电极颗粒	物质传输	$\frac{\partial c_{s}}{\partial t} = \frac{1}{r^{2}} \frac{\partial}{\partial r} (D_{s} r^{2} \frac{\partial c_{s}}{\partial r})$	(1)	$\frac{\partial c_{s}}{\partial t} \|_{r = 0} = 0$ , $- F D_{s} \frac{\partial c_{s}}{\partial r} \|_{r = r_{p}} = j_{P}$ , $c_{s} \|_{t = 0} = c_{s, 0}$
	物质传输	$i_{s} = - σ_{e f f} \nabla φ_{s}$	(2)	$i_{s} \|_{x = 0} = i_{s} \|_{x = l_{n e} + l_{S} + l_{p e}} = I$ , $i_{s} \|_{x = l_{n e}} = i_{s} \|_{x = l_{n e} + l_{S}} = 0$
	电荷守恒	$i_{l} + i_{s} = I$ ， $\nabla \cdot i_{l} + \nabla \cdot i_{s} = 0$	(3)	$\nabla \cdot i_{l} = α_{P} j_{P}$ ， $\nabla \cdot i_{s} = - α_{P} j_{P}$
电解液	物质传输	$i_{l} = - κ_{e f f} \nabla φ_{l} + \frac{2 κ_{e f f} R T}{F} (1 - t_{+}) (1 + \frac{d l n f_{\pm}}{d l n c_{l}}) \nabla l n c_{l}$	(4)	$i_{l} \|_{x = 0} = i_{l} \|_{x = l_{n e} + l_{S} + l_{p e}} = 0$
电解液	物质守恒	$ε \frac{\partial c_{l}}{\partial t} = \nabla \cdot (D_{e f f} \nabla c_{l}) + (1 - t_{+}) \frac{\nabla \cdot i_{l}}{F}$	(5)	$i_{l} \|_{x = l_{n e}} = i_{l} \|_{x = l_{n e} + l_{S}} = I$