电池在充放电过程中产生的总热量瞬态仿真分析

　　镍氢电池的生热模型热量的计算是建模求解电池温度场的基础。工程应用中准确获得电池单位体积生热速率q的表达式比较困难，目前主要由理论和实验2种方法获得基于电池内部物质发热均匀的假设给出了一种电池生热的模型，NoborSato和利用电化学反应原理分析了MH－Ni电池的生热量，根据电化学反应中电子迁移个数与反应生热量之间的关系，得到化学反应生热速率和电池充放电电流之间的关系式。文中即采用此方法计算MH－Ni电池的生热量。

　　MH－Ni电池的生热因素主要有以下4项：电池化学反应生热、电池极化生热、过充电副反应生热和内阻焦耳热。电池的充电过程分为2个阶段：在没有发生充电副反应之前为第1个阶段，生热量主要来自电池化学反应生热、电池极化生热、内阻焦耳热。其生热量的表达式为式中：Q为电池充电第1阶段的生热量，kJ／h；I为电池的充电电流，A；R为电池内阻和极化内阻之在发生过充电副反应之后为第2阶段，生热量主要来自电池化学反应生热、电池极化生热、过充电副反应生热、内阻焦耳热。其中大部分的生热量来自于过充电副反应生热。充电末期和过充电时，过充电副反应就开始发生，其生热量为式中，Q为发生过充电副反应的生热量，kJ／h.电池放电过程中的生热量主要来自电池化学反应生热、电池极化生热和内阻焦耳热。MH－Ni电池放电时化学反应为吸热反应，所以生热问题不是很严重，其生热量为式中：Q为电池在放电过程中的生热量，kJ／h；为电池的放电电流，A.MH－Ni电池在充放电过程中产生的总热量为式中Q为电池在充放电过程中产生的总热量，在进行镍氢电池组温度场瞬态仿真分析时，利用实验监测得到的电流数据，计算出电池组在充放电过程中总生热量，从而得到电池单位体积的生热速率，以此为体积热源的源项，加载到公式的S项中。