一种用于锂离子电池热管理系统的相变材料热仿真分析方法

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1.一种用于锂离子电池热管理系统的相变材料热仿真分析方法,其特征在于,该方法包含以下步骤:步骤1,在1阶球坐标系下建立包含相变材料的蓄热小球热仿真模型：所述的蓄热小球内填充满相变材料,且外包装厚度不计,热仿真分析过程中小球所处环境视为恒温条件下,以小球中心为坐标0,沿半径r方向以间距Δr等比例划分为i份,小球表面为坐标i-1,小球外部点为i,参照非线性1阶球坐标系的差分格子,其中,i＝0～11；时间t＝kΔt,k代表时刻,T代表温度,为节点i处k时刻的温度,是节点i处k+1时刻的温度；步骤2,基于非线性1阶球坐标热传导基础方程式和有限差分法解析,其包含以下步骤：步骤2.1、非线性1阶方程如式(1)所示,式(1)中a为温度热传导率； 其中：步骤2.2、根据有限差分法可得温度节点i的温度变化式如(2)所示, ,其中,c代表比热,λ代表热传导率,ρ代表密度；步骤3,针对相变材料潜热蓄热过程,导入热焓与温度关系式,其包含以下步骤：步骤3.1,式(3.1)和式(3.2)分别为同一物质固态和液态状态下的热焓H与温度T的关系式,其中,L为凝固潜热,c代表比热,不考虑凝固潜热与密度间关系；H1＝L+c液XT (3.1)H2＝c固×T (3.2)步骤3.2,根据有限差分法可计算的下一时间节点热焓变化量,如式(4)所示,根据热焓与温度关系式(3.1)、(3.2)可求得k+1时刻的温度； 步骤3.3、中心节点热焓变化量根据热收支公式(5)球体积×温度变化＝表面积×Flux×a求得,如式(6)所示； 其中,Flux代表热流密度；步骤4,针对小球状相变材料定义热仿真分析所需的材料属性、边界条件、初始温度；步骤5,采用EXCEL2010宏功能进行方程式运算,实现相变材料的热仿真分析；步骤6,在绝热环境下,基于相变材料进行锂离子电池吸热试验,测试相变材料外表面温度,与仿真结果对比,确认其准确性。

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