車載動力電池成組熱不一致性研究

郭健忠，張華偉，張麒麟，許小偉

（1.武漢科技大學汽車與交通工程學院，湖北 武漢 430065；2.山東同創汽車散熱裝置股份有限公司，山東 泰安 271411）

1 引言

為滿足車載電力驅動系統的性能要求，單體電池通常會采用串并聯成組形式來突破自身電壓與容量的限制。然而單體電池在制造與使用過程中產生的不一致性，如電池內阻、荷電狀態差異，則造成成組后各分支電路上電流分配不均，從而產生溫度差異，長時間使用，還會導致電池組加速衰退。因此，評價電池系統的性能指標需要綜合考慮各單體電池運行時的熱均衡程度，才能確保對電池組整體性能的準確評估。

國內外關于電池成組性能的早期研究大多集中在串并聯電池組電學狀態量的不一致性分析上，例如分析單體電池在內阻、容量與荷電狀態存在差異性時的并聯支路電流分配不均衡情況[1]、單體電池不同成組方式對整體一致性與安全性的影響[2-3]。對于電池成組熱一致性分析的研究大多集中在溫控系統設計與控制策略方法上[4]；未對大規模電池系統內部溫度不一致性產生的原因進行深入探討，且現有電池成組模型與熱模型的銜接計算方面不太完善[5-7]。可在已建立的針對磷酸鐵鋰電池電、熱模型的基礎上對模型進行簡化與耦合，提出可實時估算電池串并聯成組內部溫度變化的仿真方法，通過模擬電池包真實的動態電流輸入，研究影響動力鋰離子電池成組內部溫度不一致性的多種因素，并形成有效的電池串并聯成組后熱不一致性分析手段。……