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2017-05-24 by:CAE仿真在线 来源:互联网
本文主要对18650型号的锂离子电池进行仿真热分析,分析过程使用了用户子程序DFLUX进行电池热源的设置。
一、问题描述
单只18650圆柱锂离子电池在23℃环境下,以2A的恒定电流放电100s,求解整只电池的温度分布。
二、问题分析
求取电池的温度分布,我们需要建立电池的几何模型、材料模型和边界条件。18650圆柱锂离子电池几何模型很容易建立,材料模型可通过前人的文献获取。
根据18650锂离子电池生热速率公式,可知生热速率Q与电池体积、放电电流、电池内阻、温度和温度影响系数有关。
由电池与电路的基本知识,通过实验测试我们可以求得电池内阻(欧姆内阻和极化内阻)与荷电状态SOC的关系。根据文献锂离子动力电池热分析与散热优化,我们可以获取电池以2A恒流放电时内阻R与SOC的关系如下:
SOC公式为SOC=1-(I*t)/(3600*H),式中H为电池容量,2.2 AH。
电池外表面自然对流,电池侧面可选择5,底部和顶部可选择10,单位为瓦/平方米/K。
三、Abaqus的建模分析
1)建立几何模型
直径18mm,长度65mm,建立模型使用m单位,并创建圆柱坐标系,结果如下
2)建立材料属性
材料属性参数如上所示,结果如下图
创建界面属性并赋给几何体。
点击
3)创建装配体。
4)创建热传导分析步
建立热传导分析步,时长为3600s。
步长为60s。
5)设定表面热对流条件
侧面
顶面底面
6)创建边界条件及载荷
创建体热流(body heat flux),采用用户自定义的
创建初始预定义温度场
创建用户子程序dflux.for,内容如下
7)划分网格,,单元类型为DC3D8, 网格划分结果如下
8)创建分析任务
在General 下user subroutine file下选择创建的用户子程序。
9)提交任务,并进行后处理,查看温度分布结果。
文章整体思路源于文献锂离子动力电池热分析与散热优化
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文章转自微信公众号:【ABAQUS大将军】,如有不妥请联系本站删除
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