關(guān)于電池熱問題我是在單體上做的，我就只講單體熱問題，這是我們在單體熱問題上整理出來的一個研究思路。我覺得大家可以參考一下，如果在企業(yè)內(nèi)部有一個類似的電池熱模擬可以做相應(yīng)的工作，第一部分是標定物性，最重要的是熱物性和產(chǎn)熱率。放在一起就是熱電模型，有了模型也不足以實現(xiàn)精確的溫度模擬，需要一些對邊界的精準控制。

比如說在實驗室條件下電池的接線和導線的裝加可能會帶來電池熱阻，在產(chǎn)品上更多的是焊接的問題，另外電池的研究有一個很重要的特點，不像數(shù)理問題，很多是代數(shù)，為了實現(xiàn)快速計算，大家在模型的維度和幾何處理做一些工作。

這個溫度分布的準不準還得和測溫的結(jié)構(gòu)比一比。這款模型我們起了一個名字叫構(gòu)效關(guān)系模型，電極怎么設(shè)計的出來的比重能量化，單體結(jié)構(gòu)怎么設(shè)計的，出來的溫度怎么樣，這是我們做這個模型出來的一個本質(zhì)。

我講三點，我感覺在這個路徑上面困難最大的三點。一是熱物性，這是一款25AH能量型EV用電池，我們想把它的比熱容和導向系數(shù)弄在一起。這件事情就是很容易，我們直覺是導熱系似乎不是我們電池做的事情，應(yīng)該到精密儀器系或者熱能系用一些已有儀器做。

試了三種方案，第一種是串并聯(lián)，第二種和第三種我們建了兩種儀器，一個是Hotdisk，另外一種就是氙氣和激光閃射的方法，串并聯(lián)最主要的問題是不便于處理電池之間的熱度，在層上很小會發(fā)生溫度使用的不一樣，Hotdisk也有這個問題，在非常短的時間內(nèi)，把熱傳到這個膜下面的東西，熱流根本沒有穿過電流本身，現(xiàn)在產(chǎn)生的問題是需要純干式的極片，或者一丁點的液體，電池本身是一個濕式，不希望破壞它的結(jié)構(gòu)。

在這樣的情況下我們做了一些方法，我就講一下結(jié)論。這是這款電芯最后得到的比熱容和常規(guī)系數(shù)。導熱系數(shù)在法相0.25，切項1.25，電池的不同方向是強烈導入易熱物性的物質(zhì)。比如在PVD板上我們也做了類似的嘗試，應(yīng)該是最高的精度。

產(chǎn)熱率是溫度分布的根子，得把產(chǎn)熱率標出來，這個可以算也可以量，算的公式企業(yè)的工程師都了解，1979年就有了，他把電池的產(chǎn)熱最后寫成這么一個公式，這里也有兩項值得我們標定，測內(nèi)阻，還有一項是OCA溫度的導入，為了算熱最后就是算內(nèi)阻和散熱系數(shù)，其中散熱內(nèi)阻測量相對變數(shù)比較小一點，我們發(fā)現(xiàn)不同的測量方法差異很大。

穩(wěn)態(tài)方法就是從滿到空，持續(xù)放電，換幾個不同的CC的電流，瞬態(tài)方法就是突然斷電流，大部分的內(nèi)阻測量方法都在這兩個范疇之內(nèi)，我們做了一款只有毫安級別的小電極去測穩(wěn)態(tài)方法，我們參考YS，參考所計算的特定產(chǎn)熱工況，選擇一個跟產(chǎn)熱工況類似的時間，這個方法盡量給準態(tài)方法的選擇提供依據(jù)，這是散熱，還有量，我可以直接把熱量出來。

傳統(tǒng)的量熱器比如熱重儀，還有一種叫DSC，動力電池上最常用的是這兩類，第一類叫ARC，第二類叫IBC，我想這個大家更熟悉一些，它的特點可以提供一個絕熱環(huán)節(jié)，就是外界對電池的熱焦化是0，在ARC中可以做各種的實驗，這個東西相對比較新，我們買的是全球的第一臺還是第二臺的大型芯片，還有一個特點無論你的電池如何放熱，都可以直接通過溫度的方式把溫度恒定了，溫度恒定對于我們來說是一個好的環(huán)境，我們前面講到內(nèi)阻溫度敏感，在這種情況下我們測得的產(chǎn)熱率是單一特定溫度產(chǎn)熱率，如果在ARC上面測只能得到一個不準確的溫度。

量熱儀器不好用，我們拿一個標準電阻，有這樣一個信號，量出來的是這個樣子，就是紅線，整個量熱儀包括放在其中的電芯，時間長度非常大，產(chǎn)熱率強動態(tài)一大實質(zhì)就是我們面臨的一個主要矛盾，有實質(zhì)我們就去做修正。

第三點想講一下電池的新型測量，電池研究的主要工具前面講了是模擬，建立一個新測量方法周期非常長，占用學生的精力非常多，有時候那個結(jié)論很多時候都不準確，這種費力不討好的事情還是少做一做。第一個方面電池預測準不準。第二點就是這種測量有什么本身設(shè)計缺陷。在外部到內(nèi)部對封閉結(jié)構(gòu)的單體從單點上分布。

舉幾個例子，這是我們大概五六年前做的一個相對比較吐槽的工作，還是25AH，里面12個特定位置埋熱，當時也做了一些工作，盡量減少對周圍的反應(yīng)影響，這個電池很堅持，堅持了幾個月，給了我們一些很寶貴的信息。

大電池內(nèi)部有很多并聯(lián)機構(gòu)，如果不一致會分布，在現(xiàn)實當中就是測不出來的，怎么辦呢?我們就把絕緣耳切出來，確實證明了我們的猜想，電流分布差異非常大。可能是電極板本身制成的差異，也可能是后續(xù)的問題。

我們做了一款軟的聚電壓的電路板，一面做了電壓，一面做了溫度，也是在電池內(nèi)部做了一些實驗，板子的壽命還是有問題的，這個我也在嘗試，我們想通過一種外部的方法無損的把電池內(nèi)部有無異常電流找到。如果不做分割集板怎么辦?在周圍布了一圈磁場傳感器，構(gòu)建一個磁場出來，以磁測電，目前的進展是電流分布的精度不太好，足以測量內(nèi)部短路，就是這樣的一個進展。

這就是我們在熱問題提出的三個難點，熱物性、產(chǎn)熱率以及新型的測量方法注重內(nèi)部測量。

通過建立起的精度還不錯的溫度模型，我們可以做電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計，就是我們前面講的3S的時間參數(shù)，時間有限舉一個例子，假如給一個約束，我就想做多少容量，多少體積的電池，厚度各個尺度的比例都可以變化，比如隔膜的厚度單層是不變的，我們有多少設(shè)計方案呢?這些設(shè)計方案的溫度控制效果如何呢?

橫軸是電芯的最高溫度，其中一個點就是一套設(shè)計方案，我們把這些設(shè)計方案帶到熱量模擬中去得到了電池質(zhì)量溫度和溫差，畫在這張圖上，這張大概一次會有200-500次方案，我們得到了這樣一張圖，這上面一些點很有趣，首先它是離散的，其中每一個離散的數(shù)就是正極的片數(shù)。因為有氣泡大小，大氣泡在上，下氣泡在下，它的最高溫度偏高，但是溫度均勻性還是不錯的。

還有一個很重要的信息，如果我們把每一個離散最優(yōu)點，左下角這一塊，最優(yōu)點畫出來，這些紅色的點，大家可以看到它在這張圖呈現(xiàn)出來的就是負性，我們把這個叫做此消彼漲，這是經(jīng)濟學的一個概念，不可能在不犧牲另外一個指標的前提優(yōu)化這個指標。

這個圖有什么用呢?前面講了要做單體適宜大小，假如整車企業(yè)給我們提了一個要求，我希望電池包或者單體在左下角的曲線當中，通過這個對應(yīng)容量，我們就能得到在這樣的問題要求下，單體電池最高能做到多大，這是一種選定單體對容量的方法，考慮對溫升和溫差的忍耐能力，這是我們在做電池結(jié)構(gòu)方面的一個例子，在比例包括形狀上面還有一些工作。