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作品名称：储能方形锂电池热稳健性优化设计方法
学校名称：湖南城市学院
参赛队伍：理想团队，未来可期
参赛学生：钟静怡雷兵刘书鲲
指导老师：黄志亮

详细说明

作品简介

本作品隶属于“工业美”赛道，符合储能方向所指“针对多样化、实用化应用需求的多种类储能方法，及其能效、安全提升路径”。本作品公开了储能方形锂电池热状态多学科分析与可靠性优化方法，旨在降低储能方形锂电池单体的制造误差控制成本并提升热性能可靠性。

锂电池单体热性能受其制造过程中不确定性误差的显著影响。目前缺乏基于不确定性的优化方法以控制锂电池单体热性能波动，并兼顾误差控制成本。本作品提出了储能方形锂电池热状态多学科分析与可靠性优化方法，旨在不消除不确定性的情况下，最优化方法方法误差控制成本并限制电池热性能的波动。建立误差控制成本目标函数和可靠性约束以表征不确定性影响，提出储能方形锂电池单体可靠性优化设计模型。外层优化制造参数的标准差以获得最优误差控制成本，内层分析每一设计点的单体热性能可靠性以限制其波动。给出电化学/传热/力学的耦合多学科分析方法，通过解析偏微分方程组表征热滥用条件下电池温度、压力、膨胀等热性能演化过程，解决可靠性优化嵌套寻优导致的效率问题。该方法应用于软包、硬包封装的两款锂电池设计问题。数值与试验结果表明了该方法在适用性、精度和效率上的优势，展现了其在锂电池研制应用上的良好前景。