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我們看下實(shí)際充電曲線，上圖是某手機(jī)實(shí)測(cè)的充電曲線，黃色是USB電壓，藍(lán)色是USB電流，橙色是功率，大功率的持續(xù)時(shí)間只有1小段，該手機(jī)使用了更復(fù)雜的電池和充電架構(gòu)設(shè)計(jì)：120W秒充技術(shù)，它采用的是兩顆電荷泵設(shè)計(jì)，將USB網(wǎng)絡(luò)的20V3A高電壓和高電流轉(zhuǎn)換為兩路10V6A電壓電流，最終匯合成10V12A的大電流輸入電池，實(shí)現(xiàn)120W高級(jí)秒充。

此外，如果較小的溫度變化沒(méi)有對(duì)電池 的化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，則基于電池的平均溫度，使用集總模型來(lái)描述電池的化學(xué) 性質(zhì)幾乎不會(huì)對(duì)其中具體的細(xì)節(jié)產(chǎn)生影響。&nbsp;</p><p>本案例模擬充放電循環(huán)期間以及隨后松弛階段的鋰離子電池。集總電 池模型用于對(duì)電池單元化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行建模，二維軸對(duì)稱模型用于對(duì)電池溫度進(jìn)行建模。

電池充放電電路是手機(jī)中最關(guān)鍵的電路之一，是手機(jī)一切功能的源頭，如果該電路出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)使得整個(gè)手機(jī)工作不穩(wěn)定， 甚至無(wú)法開(kāi)機(jī)。

1概述 電池作為純電動(dòng)車的動(dòng)力元件，直接影響到車輛的續(xù)駛里程、壽命和整車性能。對(duì)于純電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，動(dòng)力電池的充放電可能隨時(shí)進(jìn)行。充放電是典型的電化學(xué)過(guò)程，其伴生的反應(yīng)熱很容易引起電池組內(nèi)100℃以上的溫差，如不及時(shí)散熱，對(duì)充放電過(guò)程、電池的可靠性和壽命都有極大的負(fù)面影響，電池熱效應(yīng)問(wèn)題也會(huì)影響到整車的性能和壽命。

鋰離子電池放電曲線 如下是鋰離子電池在不同放電電流下的放電曲線，可以看出：放電電流越大，電池的容量下降越快，容量越低，電池的標(biāo)稱容量使用越不充分。 電池容量越低時(shí)，電池的內(nèi)阻相應(yīng)會(huì)增加較多，比較大的電流進(jìn)行放電時(shí)，內(nèi)阻增長(zhǎng)的比較快。

電池充放電過(guò)程中的內(nèi)阻焦耳熱Qj+Qp屬于不可逆反應(yīng)熱，內(nèi)阻主要包含歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，產(chǎn)熱公式為：式中：Qj為歐姆內(nèi)阻熱，J；Qp為極化內(nèi)阻熱，J；I為充放電電流，A；E為平衡電位，V；U為負(fù)載下電池的電芯電壓，V；Rw歐姆內(nèi)阻，Ω；RD為極化內(nèi)阻，Ω。

相比模擬結(jié)果，最高溫度模擬精度為5.6%，充電結(jié)束溫度模擬精度為14%，溫差精度在12.5%，基本可以指導(dǎo)熱管理設(shè)計(jì)。 4.4.3放電冷卻性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 將含有液體熱管理的電源系統(tǒng)置于步入式高低溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)高低溫箱溫度為40℃，相對(duì)濕度50%，當(dāng)電池溫度達(dá)到40℃后，通過(guò)充放電設(shè)備對(duì)電源系統(tǒng)以1C進(jìn)行放電，同時(shí)開(kāi)啟液體熱管理系統(tǒng)，對(duì)電池進(jìn)行冷卻。

一是顯示當(dāng)前儲(chǔ)能站的充放電情況，以及相關(guān)關(guān)鍵數(shù)據(jù)情況；二是對(duì)儲(chǔ)能電站下多個(gè)儲(chǔ)能單元的事故匯總，可通過(guò)點(diǎn)擊光字牌查看詳細(xì)；三是對(duì)計(jì)劃控制中儲(chǔ)能電站的顯示數(shù)據(jù)，包括充放電實(shí)時(shí)曲線、日中計(jì)劃曲線、日內(nèi)超短期曲線。 3、日前計(jì)劃。一是充放電計(jì)劃維護(hù)：此頁(yè)面對(duì)用戶的展示內(nèi)容包括儲(chǔ)能站的充放電計(jì)劃、新能源預(yù)測(cè)信息曲線及儲(chǔ)能充放電信息曲線。

其他發(fā)熱功率估算方法： 依據(jù)充放電能量效率計(jì)算： 依據(jù)充放電電壓曲線及SOC~OCV曲線計(jì)算； 發(fā)熱功率估算 電芯溫度情況 熱管理初步設(shè)計(jì)—導(dǎo)熱 導(dǎo)熱材料主要關(guān)注點(diǎn)： 導(dǎo)熱性能、密度、阻燃性能、絕緣性能、熱穩(wěn)定性、壓縮回彈性、拉伸和耐磨性能、粘接性、使用溫度、耐久性 在模塊中應(yīng)用石墨片后對(duì)加熱速率影響不大

相比模擬結(jié)果，最高溫度模擬精度為5.6%，充電結(jié)束溫度模擬精度為14%，溫差精度在12.5%，基本可以指導(dǎo)熱管理設(shè)計(jì)。 4.4.3放電冷卻性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 將含有液體熱管理的電源系統(tǒng)置于步入式高低溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)高低溫箱溫度為40℃，相對(duì)濕度50%，當(dāng)電池溫度達(dá)到40℃后，通過(guò)充放電設(shè)備對(duì)電源系統(tǒng)以1C進(jìn)行放電，同時(shí)開(kāi)啟液體熱管理系統(tǒng)，對(duì)電池進(jìn)行冷卻。

圖2 電池模塊在不同溫度下的性能：a）充電容量，b）溫度升高，c和d）充放電電壓曲線。 圖3 在不同溫度5和10℃下，容量隨循環(huán)數(shù)和放電電壓曲線的變化。

非對(duì)稱動(dòng)力學(xué)與反應(yīng)路徑盡管一些電池材料的充放電產(chǎn)物是確定并且一致的，但其在恒流充放電的電壓曲線并不重合。

圖13顯示低溫下電池溫度云圖，模擬冬季冷車啟動(dòng)加熱至工作溫度后高速運(yùn)行。初溫-20℃，監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫達(dá)5℃關(guān)冷卻，流量4L/min，入口30℃。含低溫加熱與1C放電。加熱時(shí)最高溫10.9℃，溫差6℃，加熱率1.6℃/min；放電時(shí)最高30℃，末端溫差≤3.7℃。溫差先增后減，加熱拉大溫差，放電均勻發(fā)熱縮小溫差。

電動(dòng)汽車在充放電過(guò)程中，動(dòng)力電池存在過(guò)充、過(guò)放、電池間電量不均衡的可能性，對(duì)電池的使用壽命和工作效率產(chǎn)生影響。

本文將介紹利用LS-DYNA進(jìn)行鋰電池多物理場(chǎng)耦合建模的過(guò)程。LS-DYNA更新了三種不同的電化學(xué)模型：Newman模型、Thermal熱模型、Multiphysics多物理場(chǎng)模型（R14或beta版本可用），并對(duì)高速充放電過(guò)程進(jìn)行了仿真。該模型可應(yīng)用在性能測(cè)試、過(guò)充測(cè)試和新型鋰電池設(shè)計(jì)等方面。

根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，?動(dòng)力電池可以進(jìn)一步細(xì)分為磷酸鐵鋰電池、?錳酸鋰電池、?鈦酸鋰電池、?三元鋰電池等體系，?其中電池的續(xù)航能力是評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車的重要指標(biāo)之一。大家應(yīng)該都知道動(dòng)力電池的工作溫度會(huì)對(duì)電池性能產(chǎn)生很大的影響。但是會(huì)產(chǎn)生什么具體的影響呢？讓我們先看一下下方兩個(gè)曲線圖左圖的橫坐標(biāo)是電池循環(huán)充放電次數(shù)，縱坐標(biāo)是電池可用容量。

圖7 （a-c）PH、PEAC2和PHAC2電池模塊示意圖；（d-f）PH、PEAC2和PHAC2電池模塊在0.5、1和1.5C放電速率下的最大溫度曲線；（g-i）PH、PEAC2和PHAC2電池模塊在0.5、1和1.5C時(shí)的最大溫差直方圖 圖8 （a-c）PH、PEAC2、PHAC2電池模塊十次充放電循環(huán)的最大溫度曲線；（d-f）PH、PEAC2、PHAC2電池模塊十次充放電循環(huán)的最大溫差直方圖

鋰離子電池衰退模型及仿真4.1 COMSOL 中電池充放電循環(huán)仿真4.1.1 電池充放電循環(huán)邊界條件設(shè)置4.1.2 電池加速衰退設(shè)置4.1.3 電池充放電循環(huán)仿真后處理技巧4.2 鋰離子電池常見(jiàn)衰退現(xiàn)象及其數(shù)學(xué)描述4.2.1 負(fù)極 SEI 膜增厚過(guò)程仿真4.2.2 活性鋰損失計(jì)算4.3 鋰離子電池衰退模型構(gòu)建及仿真演示 5.

據(jù)科學(xué)測(cè)算，更高倍率的放電會(huì)導(dǎo)致容量更快的衰減，當(dāng)放電電流較低時(shí)電池電壓接近平衡電壓，就可以釋放出更多的能量。 在鋰電池充電時(shí)建議的使用窗口為10%~90%，不要進(jìn)行深度充放電，以免對(duì)電池的正負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷。如果以淺充淺放來(lái)計(jì)算，鋰電池的循環(huán)壽命至少有1000次。 但是，如果經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電，那么鋰電池的壽命將會(huì)大幅下降到不足200次。