锂离子电池温度场相似准则推导与有限元验证分析

"锂离子电池温度场相似准则推导与有限元验证 (2013年)" 这篇2013年的论文主要探讨了锂离子电池在运行过程中内部温度场的相似准则及其有限元验证方法。作者们从三维非稳态导热微分方程出发，通过量纲分析法来研究锂离子电池内部温度分布的相似性原则。量纲分析是一种科学方法，它用于简化物理问题，找出决定系统行为的基本变量和比例常数，从而推导出相似准则。 锂离子电池的热管理是其安全性和性能的关键因素，因为过高的温度可能会导致电池性能下降、寿命缩短甚至发生热失控。因此，理解电池内部的温度场对于电池设计和优化至关重要。论文中提到的相似准则可以指导研究人员在实验室规模上进行模拟实验，以预测全尺寸电池的热行为，而无需进行大规模的实际测试，这有助于减少成本并提高研究效率。 在理论推导的基础上，论文采用了ANSYS这一商业有限元分析软件，构建了单层结构和多层结构锂离子电池的温度场模型。通过数值模拟，他们验证了所提出的相似准则和相似关系的准确性。有限元方法是一种强大的数值计算技术，能将复杂的几何形状和非线性问题转化为简单的数学模型进行求解，非常适合处理这类热传导问题。 关键词“锂离子电池”表明研究对象是当前广泛应用于便携式电子设备和电动汽车的储能装置；“温度场”强调了研究的焦点在于电池工作时的热特性；“相似理论”指的是利用量纲分析来建立模型的理论基础；而“有限单元法”则指出了具体的计算方法。 论文的分类号"U463.51"可能代表了能源与动力工程领域，文献标志码"A"通常表示该论文是原创性的科学研究。这篇论文为锂离子电池的热管理提供了重要的理论依据，对电池工程和科学研究具有实际应用价值。