鋰離子電池的熱分析與仿真設(shè)計(jì)

劉業(yè)鳳 ，王君如，華正豪

（1-上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200093；2-上海市動(dòng)力工程多相流動(dòng)與傳熱重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200093)

0 引言

近年來，三元材料鋰離子電池作為綜合了Ni、Co和Mn等富鋰正極材料的新型動(dòng)力電池，以高比容、高性能和高循環(huán)壽命等特點(diǎn)逐漸占領(lǐng)動(dòng)力電池市場(chǎng)。然而其安全性能存在著一些問題，如過充過放、溫度分布不均和熱量堆積等[1]。此外，空調(diào)作為現(xiàn)代汽車不可或缺的一部分，其能耗也主要由電池來承擔(dān)，并且隨著汽車的行駛，電池的工作溫度波動(dòng)較大[2-4]，若沒有高效的電池?zé)峁芾泶胧?，電池組極易發(fā)生過熱自燃，甚至引發(fā)爆炸。因此，對(duì)電池放電行為的生熱量分析以及電池組的散熱管理存在著重要的研究?jī)r(jià)值。

目前常用的電池?zé)崮Ｐ蜑椋弘娀瘜W(xué)-熱耦合模型、電-熱耦合模型和熱濫用（熱失控）模型[5-6]。常用的電池組散熱管理措施主要為風(fēng)冷、液冷、加入相變介質(zhì)冷卻以及熱管、熱電和冷板等基于制冷制熱原理的熱管理系統(tǒng)，還有多種散熱冷卻方式的耦合使用。CHEN等[7]研究了電池組并行通風(fēng)冷卻方式中電池間距對(duì)通風(fēng)情況下?lián)Q熱系數(shù)的影響因素，并通過優(yōu)化彎管和入口布置，減少進(jìn)出口和彎管處的阻力系數(shù)從而提高風(fēng)冷時(shí)的對(duì)流換熱系數(shù)以達(dá)到冷卻目的。ZHAO等[8]設(shè)計(jì)了一種電池模塊微通道冷卻方式，將兩塊液冷板分別安裝在電池組的正負(fù)極，相鄰電池之間的間隙利用連接液冷板的微通道進(jìn)行隔離，冷卻液因此可以流經(jīng)每一節(jié)單體電池，以此提高換熱效率。RAO等[9]設(shè)計(jì)了一種基于液體冷卻的熱管理系統(tǒng)，用于具有可變接觸面的圓柱形鋰離子電池模塊，接觸表面尺寸由鋁塊長(zhǎng)度決定，鋁板可以有效地將熱量從電池傳遞到冷卻水。梁佳男等[10]設(shè)計(jì)了一組微熱管陣列方式對(duì)低溫?zé)釂⒌匿囯x子電池組進(jìn)行熱管理研究，微熱管陣列方式即不采用傳統(tǒng)直接加裝在正負(fù)極兩次的冷卻流板，而是將微熱管插入電池間隔形成陣列，其加熱及散熱能力遠(yuǎn)比傳統(tǒng)方式高。徐海峰等[11]設(shè)計(jì)了電池組液冷模型，研究在電動(dòng)汽車實(shí)際運(yùn)行工況下冷卻液溫度與流速對(duì)電池散熱的影響。眭艷輝等[12]設(shè)計(jì)了一種動(dòng)力電池組高效均溫對(duì)流散熱結(jié)構(gòu)，分析了梯形排列電池組的散熱特點(diǎn)。

本文將圓柱形三元材料鋰離子電池作為研究對(duì)象，探討不同環(huán)境溫度和放電倍率對(duì)電池放電性能的影響，以及不同環(huán)境溫度和剩余容量（State of Charge，SOC）對(duì)電池內(nèi)阻的影響。利用實(shí)驗(yàn)所測(cè)內(nèi)阻數(shù)據(jù)，擬合函數(shù)關(guān)系Rtoatal（SOC，T），完善鋰離子電池生熱速率公式。利用已知生熱速率公式，建立單體電池仿真模型，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析對(duì)比驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將電池集成為電池模塊，研究電池模塊在串行通風(fēng)和并行通風(fēng)情況下的溫度場(chǎng)分布。

1 鋰離子電池

1.1 單體電池生熱機(jī)理與傳熱模型

鋰離子電池工作時(shí)產(chǎn)生的熱量主要來自于內(nèi)部活性材料發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的反應(yīng)熱[12]和鋰離子在正負(fù)極之間往返運(yùn)動(dòng)克服阻力產(chǎn)生的內(nèi)阻熱[13]，前者為可逆反應(yīng)熱，后者為不可逆熱。經(jīng)推導(dǎo)可得電池的整體生熱速率：

式中，qir為電池的不可逆熱生熱速率，W；qr為電池可逆生熱速率，W；I為電流，A；Rj為電池內(nèi)部各材料的歐姆內(nèi)阻，Ω；Rp為電池發(fā)生極化反應(yīng)時(shí)將熱量等效為內(nèi)阻生熱的極化內(nèi)阻，Ω；?Eeq/?T為電池溫度系數(shù)。

由式(1)可知，鋰離子電池在正常溫度范圍內(nèi)工作時(shí)，影響電池放電性能的主要參數(shù)包括電池的放電倍率、電池溫度、電池內(nèi)阻以及電池溫度系數(shù)?Eeq/?T。鋰離子電池完整的傳熱模型應(yīng)包含電池內(nèi)部熱源生熱、電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的熱傳導(dǎo)與熱輻射、電池外壁與周圍流體進(jìn)行的對(duì)流換熱，以及電池內(nèi)部與電池外部的熱輻射傳熱。

由能量守恒定律和傅里葉定律[14]，在圓柱坐標(biāo)系O(r,φ,z)下建立以下單體電池的傳熱模型：

式中，Qc為電池內(nèi)部材料吸熱量，J；Qh為電池與外界換熱量，J；ρ為電池密度，kg/m3；C為電池比熱容，J/(kg·K)；λ為電池導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)；qtotal為電池生熱速率，W；V為電池體積，m3；mi為電池微元體的質(zhì)量，kg；Ci為電池微元體的比熱容，J/(kg·K)；ΔTi為電池微元體的溫度變化量，K；hj為電池表面微元面與環(huán)境的對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/(m2·K)；Aj為電池表面微元面的面積，m2；ΔTj為電池微元面與環(huán)境流體之間的溫度差，K；Δt為時(shí)間，s。電池組在通風(fēng)散熱環(huán)境下屬于湍流狀態(tài)，因此附加湍流控制方程(6)和方程(7)。

1.2 單體電池仿真模型的建立

電池外部包有不銹鋼金屬外殼以及正極端蓋，電池內(nèi)部由正極層、負(fù)極層和隔膜共同卷繞而成?？梢詫㈦姵貎?nèi)部卷繞結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，電池厚度的計(jì)算公式為：

式中，n為卷繞結(jié)構(gòu)的具體層數(shù)；D為電池內(nèi)部卷繞結(jié)構(gòu)的總厚度，mm；δp為正極材料薄膜的實(shí)際厚度，mm；δg為隔膜材料薄膜的實(shí)際厚度，mm；δN為負(fù)極材料薄膜的實(shí)際厚度，mm；δe為填充在正負(fù)極與隔膜之間縫隙的電解液厚度，mm。

為方便幾何建模計(jì)算，將其假想為不流動(dòng)的固體薄層。經(jīng)計(jì)算，電池卷繞結(jié)構(gòu)的總層數(shù)為25層，等效幾何厚度如下：正極層D1=3.625 mm，電解液D2=D2'=0.625 mm，隔膜D3=0.625 mm，負(fù)極層D4=4 mm。電池等效卷繞結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 電池等效卷繞結(jié)構(gòu)

采用Fluent流體分析軟件對(duì)電池及電池組熱流場(chǎng)進(jìn)行有限元數(shù)值分析，對(duì)電池進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格劃分，如圖2所示。該單體電池網(wǎng)格模型，網(wǎng)格尺寸為0.8 mm，網(wǎng)格總數(shù)為813 845個(gè)，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為125 814個(gè)。

圖2 ICEM中單體電池網(wǎng)格模型

2 實(shí)驗(yàn)研究

本文選用某廠提供的型號(hào)為L(zhǎng)R2170SA的圓柱形、三元材料鋰離子電池作為研究對(duì)象。電池的額定容量為4 000 mA·h。充放電實(shí)驗(yàn)在(25±2) ℃的環(huán)境溫度下，先以0.5C（2 000 mA）倍率對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，截止電壓為4.2 V，再以4.2 V對(duì)電池進(jìn)行恒壓充電，截止電流為(80±5) mA。最后以0.5C（2 000 mA）倍率對(duì)電池進(jìn)行恒流放電，截止電壓為2.75 V。

2.1 放電性能測(cè)試

由于電池的放電性能受放電倍率影響較大，本文對(duì)0.2C、0.5C、1C、2C放電倍率的電池進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，如圖3所示，隨著電池的放電倍率的增加，電池持續(xù)放電時(shí)間明顯減少。

圖3 25 ℃，4種放電倍率電池電壓隨時(shí)間的變化

放電負(fù)載儀剛通入電流時(shí)，電池電壓首先經(jīng)歷瞬間的壓降過程。壓降的產(chǎn)生是因?yàn)殡姵卦诜烹娭敖?jīng)歷過長(zhǎng)時(shí)間靜置，靜置期間的電池內(nèi)部游離態(tài)離子需要克服更多阻力來打破電化學(xué)平衡。當(dāng)電池以0.2C倍率放電時(shí)，電壓壓降僅約為0.05 V，而1C倍率放電時(shí)，電壓壓降達(dá)到約為0.4 V。

在電池放電過程中，電池壁面溫度持續(xù)升高，由于4種放電倍率下的曲線大致相同，以1C放電倍率為例（圖4），溫度為25 ℃。電池放電深度（Depth of Discharge，DOD）為電池剩余容量與電池容量的比值，當(dāng)DOD大于0.8時(shí)，鋰離子在充放電過程中完成正常的脫嵌行為[15]，歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻保持不變，電池經(jīng)過短暫上升后趨于穩(wěn)定。當(dāng)DOD大于0.9時(shí)，正極處鋰離子濃度接近飽和[16]，鋰離子嵌入電化學(xué)阻抗增大，極化內(nèi)阻與歐姆內(nèi)阻同時(shí)增大，導(dǎo)致電池總內(nèi)阻急劇增大，電池生熱速率急劇上升，使電池壁面溫度迅速升高。

圖4 電池電壓和壁面溫度隨DOD的變化

放電倍率越小時(shí)，電池在放電前后壁面溫升越小。例如，放電倍率為0.2C時(shí)，溫升僅有4 ℃，而放電倍率為2C時(shí)，溫升接近30 ℃。無論電池在何種倍率下放電，電池中間端的溫度始終高于電池正負(fù)極兩端的溫度，這種現(xiàn)象在高倍率放電時(shí)愈發(fā)明顯，正負(fù)極兩端溫度與中間溫度差值將會(huì)達(dá)到接近2 ℃。這是因?yàn)?，電池?nèi)部熱源生熱，熱量通過內(nèi)部材料由內(nèi)向四周傳導(dǎo)，而周向和軸向的熱阻不同，因此熱擴(kuò)散率不同，導(dǎo)致電池壁面三點(diǎn)的溫度會(huì)出現(xiàn)明顯差異。另外，電池在0.2C極低倍率情況下放電時(shí)，電池壁面溫度同時(shí)出現(xiàn)了增長(zhǎng)和下降趨勢(shì)。這是由于電化學(xué)反應(yīng)過程中電極/溶液界面反應(yīng)的熵變引起的可逆熱效應(yīng)。

2.2 電池內(nèi)阻測(cè)量

電池內(nèi)阻的影響因素包括電池放電時(shí)的環(huán)境溫度，DOD以及電池的放電倍率，其中電池的放電倍率對(duì)電池的內(nèi)阻影響較小[17]，因此在內(nèi)阻測(cè)量過程中只需要考量不同環(huán)境溫度和DOD對(duì)內(nèi)阻的影響。

在5、15、25和35 ℃的環(huán)境溫度下分別以不同SOC進(jìn)行了多組混合功率脈沖特性（Hybrid Pulse Power Characterization，HPPC）[18]實(shí)驗(yàn)，常溫下電池內(nèi)阻約25 mΩ，低溫下可達(dá)65 mΩ，結(jié)果如圖5所示。電池的內(nèi)阻隨著SOC的變化出現(xiàn)兩頭高，中間低的趨勢(shì)。隨著溫度的降低，電池的內(nèi)阻明顯增大，但當(dāng)溫度上升至25 ℃以上時(shí)，電池內(nèi)阻的降幅減小并且逐漸趨于穩(wěn)定。同時(shí)，電池的極化內(nèi)阻受有機(jī)電解液的影響巨大。溫度越低，有機(jī)電解液中活性離子移動(dòng)速度降低，導(dǎo)致極化內(nèi)阻增大，溫度上升至常溫時(shí)，離子的移動(dòng)速度恢復(fù)正常，電池內(nèi)阻因此降低[19-20]。

圖5 4種環(huán)境溫度下電池總內(nèi)阻隨SOC的變化關(guān)系

2.3 電池內(nèi)熱源計(jì)算

在結(jié)合生熱速率式(1)與導(dǎo)熱微分方程(5)進(jìn)行求解時(shí)，需要獲取單體電池的體積生熱功率。通常在研究電池?zé)峁芾韺?duì)電池進(jìn)行生熱分析時(shí)，會(huì)采用常熱源或由R（SOC）關(guān)聯(lián)的生熱速率公式。為了能夠較好模擬電池的實(shí)際溫升過程，利用實(shí)驗(yàn)獲取的內(nèi)阻數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到電池內(nèi)阻關(guān)于SOC和溫度的函數(shù)關(guān)系式Rtotal（SOC，T）見式(8)：

式中，P00=23.15、P10=-0.2345、P01=-1.201、P20=0.000 798 1、P11=0.115 7、 P02=28.78、P30=-9.088×10-10、P21=-7.666×10-7、P12=-0.484 9、P03=34.02、P31=1.294×10-9、P22=0.002 371、P13=-0.256 3、P04=3.269、P32=-3.516×10-9、P23=4.45×10-6、P14=-0.003 55、P05=-0.681 5，相關(guān)系數(shù)約為0.993。

生熱速率式(1)中電流的大小可自行賦值，以控制熱源大小。而式中電池溫度系數(shù)?Eeq/?T，由于同種類電池的溫度系數(shù)僅在小范圍內(nèi)發(fā)生變化[21]，本文取溫度系數(shù)為?Eeq/?T定值。將內(nèi)阻Rtotal（SOC，T）、電流I、溫度系數(shù)?Eeq/?T代入生熱速率式(1)，完整的電池體積生熱速率公式便可以確定。

3 鋰電池模塊放電生熱過程模擬分析

3.1 單體電池的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析

在瞬態(tài)模擬單體電池的放電過程中，利用Fluent對(duì)電池壁面平均溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并以5 s的時(shí)間間隔記錄數(shù)據(jù)。將記錄的模擬溫度數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，如圖6和圖7所示。

圖6 放電倍率1C下，不同環(huán)境溫度的實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果誤差分析

圖7 25 ℃，不同放電倍率的實(shí)驗(yàn)與模擬誤差分析

在兩種工況下，電池的模擬溫度與電池實(shí)際溫升大致相同，模擬數(shù)據(jù)在放電初期時(shí)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合，隨著放電時(shí)間的推移，模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)偏差，到放電末期這種偏差較大；低溫情況下，模擬數(shù)據(jù)可以明顯看出電池經(jīng)歷了3個(gè)放電階段的溫度變化，但整體模擬數(shù)據(jù)略高于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；高溫情況下，模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)貼合度較大，但不能很好反映電池經(jīng)歷3個(gè)階段的溫升變化趨勢(shì)。

將相同時(shí)刻下的模擬數(shù)據(jù)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行相對(duì)誤差的計(jì)算，相對(duì)誤差結(jié)果在5%以內(nèi)，模擬與實(shí)驗(yàn)的整體溫升趨勢(shì)較吻合，本模擬可以較準(zhǔn)確的反映環(huán)境溫度為5～35 ℃范圍內(nèi)電池溫度。

3.2 電池模塊模型的簡(jiǎn)化

在研究電池散熱方案模擬電池模塊生熱量和散熱量時(shí)，主要研究其在各種工況下的散熱量，從而找尋優(yōu)化散熱的辦法?？梢詫㈦姵乜醋骶鶆虬l(fā)熱的圓柱體，忽略電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)及內(nèi)部溫度場(chǎng)分布；在模擬電池模塊熱狀態(tài)時(shí)，可將電池組生熱速率由隨時(shí)間變化的值轉(zhuǎn)變?yōu)楹銦嵩矗姵貎?nèi)部各性能參數(shù)為定值，不受溫度和放電深度的影響。并假定電池導(dǎo)熱系數(shù)各項(xiàng)異性，軸向、徑向和周向3個(gè)方向的導(dǎo)熱系數(shù)恒定且不隨溫度發(fā)生變化。

模塊內(nèi)電池以7行×7列排布成電池矩陣，共計(jì)49節(jié)電池，相鄰的電池之間間隔為3 mm，電池與空氣計(jì)算域接觸進(jìn)行流場(chǎng)分析。以相同的方式在ICEM中建立電池模塊的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格模型，網(wǎng)格總數(shù)為353 140，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為328 842。

由于只考慮電池模塊整體溫度分布而忽略電池內(nèi)部傳熱過程，因此電池的內(nèi)熱源采用0.5C、1C和2C倍率下的恒熱源，內(nèi)阻值取常溫情況下25 mΩ且不考慮環(huán)境溫度和電池剩余容量對(duì)電池內(nèi)阻的影響。根據(jù)建立的流場(chǎng)大小長(zhǎng)度，將通風(fēng)風(fēng)速劃分分別為0.5、1和2 m/s，選定環(huán)境溫度統(tǒng)一為25 ℃，電池通風(fēng)散熱過程中的換熱系數(shù)由此根據(jù)Fluent內(nèi)嵌設(shè)定自行計(jì)算。

3.3 電池模塊的通風(fēng)熱狀態(tài)

3.3.1 串行通風(fēng)

串行通風(fēng)即指風(fēng)沿著X軸負(fù)方向吹向正方向，風(fēng)向與電池豎直方向垂直。在0.5C放電倍率下、分別以0.5、1和2 m/s通風(fēng)風(fēng)速模擬電池模塊在串行通風(fēng)下的熱狀態(tài)，3種工況下仿真結(jié)果類似，以1 m/s仿真結(jié)果為例如圖8所示。由圖8可知，串行通風(fēng)下電池模塊整體溫度場(chǎng)分布極不均勻，在X軸方向，迎風(fēng)面電池（近X軸負(fù)方向）的溫度最低，溫度朝出風(fēng)口方向（X軸正方向）降低，這是由于風(fēng)剛接觸電池時(shí)此時(shí)接觸面的傳熱系數(shù)最大，而沿著X軸正方向向出口處行進(jìn)的風(fēng)已與前排進(jìn)行換熱，因此與后排電池?fù)Q熱能力較差，導(dǎo)致后排電池溫度整體下降不明顯；在Y軸方向，電池模塊中心溫度最高，溫度朝四周方向降低，這是由于正中間位置的電池與流體的接觸面積最小，換熱能力最差，而靠近流體的電池由于與流體的換熱面積逐漸增大，換熱能力較高。

圖8 放電倍率0.5C，風(fēng)速1 m/s，電池模塊溫度場(chǎng)截面分布

表1所示為3種通風(fēng)風(fēng)速電池模塊仿真結(jié)果，串行通風(fēng)下，電池模塊中單體電池最大溫差達(dá)到23.4 ℃。根據(jù)電池在0.5C放電倍率下的電池模塊熱狀態(tài)圖，通過分析可合理預(yù)測(cè)在1C、2C放電倍率下的電池整體溫度與溫差將會(huì)更高，串行通風(fēng)換熱效果將更差，因此不再另外建立1C、2C放電倍率下電池模塊的仿真模擬。

表1 0.5C放電倍率下，3種通風(fēng)風(fēng)速電池模塊仿真結(jié)果

3.3.2 并行通風(fēng)

并行通風(fēng)即指風(fēng)向由Y軸正方向向Y軸負(fù)方向吹，風(fēng)向與電池豎直方向平行。仍以0.5C放電倍率為基礎(chǔ)，同樣分別以3種通風(fēng)風(fēng)速進(jìn)行電池模塊并行通風(fēng)熱狀態(tài)仿真模擬，3種工況下仿真結(jié)果類似，以1 m/s仿真結(jié)果為例如圖9所示。由圖9可知，在0.5C的放電倍率下，并行通風(fēng)的電池模塊溫度分布比較均勻，Y軸正方向靠近進(jìn)風(fēng)口的電池溫度最低，Y軸負(fù)方向靠近出風(fēng)口的電池溫度較高。電池模塊內(nèi)單體電池最大溫差也可控制在5 ℃內(nèi)。但電池模塊中心處的電池溫度依然最高，同樣是因?yàn)橹行奈恢秒姵氐膫鳠崦孀钚。瑐鳠嵝蕵O低，導(dǎo)致此處溫度較高。

圖9 放電倍率0.5C，風(fēng)速1 m/s，電池模塊溫度場(chǎng)分布

不同放電倍率下電池模塊的溫度結(jié)果如表2所示。并行通風(fēng)在放電倍率為2C以下時(shí)對(duì)電池模塊仍然具有較好的散熱冷卻能力，電池模塊最大溫差仍然可以保持在5 ℃以內(nèi)，但1C放電倍率，0.5 m/s風(fēng)速下電池模塊的最高溫度已經(jīng)接近45 ℃。在放電倍率達(dá)到2C時(shí)，雖然通過提高風(fēng)速可以降低電池的最高溫度，但是在2 m/s的風(fēng)速下，電池組的最高溫度依然大于50 ℃，因此并行通風(fēng)在高倍率放電情況下也依然達(dá)不到有效降低電池模塊溫度的目的。

表2 并行通風(fēng)下電池模塊溫度結(jié)果

4 結(jié)論

本文以圓柱型三元鋰離子電池為研究對(duì)象，通過理論分析結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究對(duì)單體電池及電池模塊的放電生熱過程進(jìn)行研究分析，建立了生熱速率模型；利用實(shí)驗(yàn)所測(cè)內(nèi)阻數(shù)據(jù)，擬合函數(shù)關(guān)系Rtotal（SOC，T），并推導(dǎo)出鋰離子電池生熱速率公式，得出如下結(jié)論：

1）在實(shí)驗(yàn)研究中，電池容量隨著環(huán)境溫度的下降而明顯減小，放電倍率越大導(dǎo)致電化學(xué)反應(yīng)不充分，電池容量也會(huì)減??；電池壁面溫度隨放電倍率的增加而明顯升高；

2）電池內(nèi)阻隨著環(huán)境溫度的下降而顯著增大，電池內(nèi)阻隨著SOC的減小而出現(xiàn)兩頭高中間低的現(xiàn)象，因?yàn)殡姵貎?nèi)阻直接影響電池的生熱速率，因此內(nèi)阻的變化導(dǎo)致電池壁面溫度在放電初期和放電末期顯著升高的現(xiàn)象；

3）通過誤差分析可知，模擬的溫升趨勢(shì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較吻合，相對(duì)誤差在5%以內(nèi)，同時(shí)該模擬在5～35 ℃范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性較高。在單體電池基礎(chǔ)上，對(duì)電池模塊進(jìn)行了熱狀態(tài)分析；

4）在串行通風(fēng)條件下，不但電池模塊散熱能力差，溫度分布也極不均勻，而并行通風(fēng)條件下，電池模塊散熱能力較好，溫度分布較均勻；但當(dāng)放電倍率達(dá)到2C時(shí)，2 m/s的風(fēng)速下電池組最高溫度也超過50 ℃；提高電池模塊散熱能力，不能僅考慮提高風(fēng)速，還應(yīng)結(jié)合更多散熱手段將電池模塊溫度降至理想范圍。