Dynamic behavior and modeling of prismatic lithium‐ion battery

材料科学 荷电状态 电池(电) 锂离子电池 结构工程 应变率 压缩(物理) 缩进 电池组 汽车工程 机械工程 复合材料 工程类 热力学 物理 功率(物理)
作者
Xiaoping Chen,Tao Wang,Yu Zhang,Hongbo Ji,Yu Ji,Quan Yuan,Ling Li
出处
期刊:International Journal of Energy Research [Wiley]
卷期号:44 (4): 2984-2997 被引量:20
标识
DOI:10.1002/er.5126
摘要

The inevitable vehicle collision has made the safety of lithium-ion battery (LIB) carried by electric vehicles (EVs) a problem that restricts the further and large-scale promotion of EVs. Therefore, establishing the numerical mechanics model of LIBs and studying their mechanical integrity are imperative. In this study, we design indentation, compression, and drop-weight experiments for prismatic LIBs (PLIBs). Mechanical integrity and internal short circuit are analyzed in consideration of state of charge (SOC) and dynamic effects. A homogeneous PLIB model that considers anisotropic property, SOC, and dynamic effects is developed for the first time for application in different loading conditions. After its effectiveness is validated, the affecting parameters (ie, SOC and impact velocity) of the mechanical behaviors during dynamic loadings are investigated using the established model. The results show that strain rate effect and SOC state have impact on the mechanical properties of PLIB. However, the strain rate effect has much larger influence than the SOC state. Results may shed lights on the safety design of PLIBs in a mechanical aspect.
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