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基于孔隙网络模型的电池热管理系统跨尺度分析
基于孔隙网络模型的电池热管理系统跨尺度分析
摘要：电池热管理对于电池的安全性和性能具有重要影响。传统的热管理方法往往局限于宏观层面，未能考虑到微观层面的热传输特性。本文提出了一种基于孔隙网络模型的电池热管理系统，可以实现跨尺度的热分析。在宏观层面，利用热传导方程和热边界条件描述了电池组的整体热传输。在微观层面，采用孔隙网络模型描述了电池内部的热扩散过程。通过此系统可以实现不同尺度之间的信息传递和耦合，提高了电池系统的热管理效果。
关键词：电池热管理；基于孔隙网络模型；跨尺度分析；热传输
1.引言
电池作为现代能源系统中的重要组成部分，广泛应用于电动汽车、储能系统等领域。然而，电池在充放电过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地管理好这些热量，将会对电池的安全性和性能造成不利影响。因此，研究电池热管理策略具有重要的意义。
2.相关工作
现有的电池热管理方法主要分为宏观层面和微观层面两种。宏观层面的方法主要利用传统的热传导方程描述电池组的整体热传输特性。微观层面的方法则关注电池内部的热扩散过程，常用的模型有孔隙网络模型和多孔介质模型。
3.基于孔隙网络模型的电池热管理系统
本文提出了一种基于孔隙网络模型的电池热管理系统，可以实现跨尺度的热分析。在宏观层面，采用热传导方程和热边界条件描述电池组的整体热传输过程。在微观层面，采用孔隙网络模型描述电池内部的热扩散过程。孔隙网络模型将电池内部视为一个由孔隙和固体材料组成的网络，通过不同孔隙的连接和传输特性来模拟热扩散过程。
4.跨尺度信息传递和耦合
基于孔隙网络模型的电池热管理系统可以实现不同尺度之间的信息传递和耦合。在宏观层面，通过整体热传导方程求解得到电池组的温度分布。在微观层面，通过孔隙网络模型求解得到电池内部的温度分布。通过这种方式，可以将宏观尺度的信息传递给微观尺度，从而实现整体和局部的耦合。
5.实验验证
为了验证基于孔隙网络模型的电池热管理系统的可行性和有效性，本文进行了一系列的实验。实验结果表明，该系统可以提高电池的热管理效果，减少电池的温升和热失控的风险。
6.结论
本文提出的基于孔隙网络模型的电池热管理系统可以实现跨尺度的热分析，提高了电池系统的热管理效果。未来的研究可以进一步优化该系统的算法和参数，以实现更精确和高效的热管理。
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