设置正确的功率，是控制仿真精度的关键因素之一

在上一篇文章《锂离子电池直流内阻测试研究》中，我们了解到电芯的直流内阻是随时间不断变化的，并且在充电和放电以及不同的电流大小时，直流内阻都不一样，意味着实际工作时电芯的功率是随时间不断变化的。

前言

当我们进行稳态仿真时，使用固定的功率，只要功率设定的合理，仿真结果并不会有太大的偏差，但当我们需要进行瞬态分析时，我们继续使用固定的功率进行仿真的话，仿真结果可能就会有较大的误差，所以我们需要去减小误差的话，设置正确的功率随时间变化的曲线是一个路径。

当然，瞬态分析时，影响我们仿真的结果较多，包括所有材料的导热系数，比热容，密度，以及模型的精准度。而提到电芯的比热容又是一个难题，电芯为复合材料，需要得到电芯的比热容一般有两种方法：

(1)采用理论办法，通过对电芯各组分材料(已知比热容)进行质量加权平均，最终完成单个电芯平均比热容的计算；

(2)采用实验和理论的综合办法，在自制绝热设备或加速绝热量热仪中对电芯进行充放电，记录电芯电压、温度、充放电时间等数据，再根据 Newman 等人提出的电池热理论模型，理论计算得到电芯发热功率，最终通过公式Q=c m △T反算得到单个电芯平均比热容；这一方法我们将在后面的文章进行实践。

讲回本文的在flotherm中如何设置功率随时间变化的曲线，首先我们需要得到电芯在不同电流下的直流内阻（注意是直流内阻，根据上一篇文章的测试方案测试可得，规格书上标注的一般为交流内阻，在无法测得直流内阻的情况下，一般认为直流内阻是交流内阻的2-2.5倍）再通过公式Q=I2*R计算出各个时间的功率。

案例分析

下面以一个案例进行操作讲解，25℃环境条件，在密闭机箱内放置32个50Ah方形电芯，2.2C放电再1C充电单个循环的过程，并且不使用风扇，需要了解此循环是否会有过温风险，电芯参数如下:

电芯容量50Ah

标称电压3.2V

工作温度充电：0℃~45℃

放电：-20℃~60℃

重量1.5Kg

尺寸L*W*T: 189*115.2*36.5mm

表一：50Ah磷酸铁锂方形电芯参数

1. 搭建简单模型，在一个密闭机箱内放置32个50Ah方形电芯。

图1：结构简易模型

2. 在flotherm中建立一个功耗为1W的Thermal，如图2

图2：功耗设置

3. 创建一个Transient Attribute，此次为2.2C放电再1C充电的过程

图3：创建Transient Attribute

4. 如图4所示设置参数，type选择profile

图4：设置Transient Attribute

5. 点击Click To Edit编辑, time为时间，multiplier为基础功率的乘数，在此步骤中可在Excel表格中计算好功率随时间变化的的数据，再点击import CSV File导入Excel文件（注意保存的Excel文件需要为CSV格式）

图5：参数设置

6. 根据设置好的参数进行计算，查看温度曲线图，可以看到电芯在放电时由于采用2.2C放电，放电电流较大，温度上升明显，而在充电时采用1C充电，温度上升缓慢。

图6：温度曲线图

图7：温度示意图

结论：本案例在环境温度为25 ℃，采用2.2C放电1C充电单个循环的充放电模式，循环结束电芯最高温度49.2℃，高于电芯充电安全温度。

THE END

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