由于可以有效改善城市空气质量,降低城市噪音污染,新能源汽车特别是纯电动汽车近年来取得了快速发展,虽然纯电动汽车有了很大的进步,但其普遍使用的锂离子电池组的容量与寿命还是难以满足人们的期望。锂离子电池的寿命缩减与电池应力息息相关,较大的应力会在活性颗粒层面,极片层面以及电池层面破坏电池内部结构,导致容量下降,电池寿命缩短。然而,现阶段用于研究电池应力的模型主要停留在颗粒与极片上,能够反映电池单体内部应力的模型很少。因此,建立有较高精确度的电池整体应力模型对研究电池失效机理,估计电池寿命都有很重要的意义。此外,还可以提供缓解应力的思路,指导电池的设计与使用。本文以一款商用软包锂离子电池为研究对象,利用电池充放电测试设备搭建了电池充放电应力测试平台,在不同初始外部压力与不同充放电倍率的条件下,测试了电池大面的应力变化数据与电池充放电性能数据,为建立电池电化学-结构耦合多尺度模型获取验证数据。为了寻找降低电池应力并且提高充电性能的方法,分析了初始外部压力与电池充放电倍率对于电池性能的影响。通过COMSOL Multiphysics软件以同款电池为对象建立电化学-结构耦合多尺度模型。首先以实验工况进行仿真运算,验证电池模型的准确性并且校准模型。在获得较高准确度的模型后,利用得到的模型进一步研究了初始外部压力与充电方式对电池应力的影响。同时,可以利用所得模型结构的分层特点,对电池内部的应力分布规律进行了研究。通过分析实验和仿真数据,可以发现较大的电流会增加电池内部的极化现象,同时增大电池内部的应力。当增大电池大面的初始外部压力时,电池内部应力升高的幅度会增大。因此,在电池成组的过程中,需要谨慎控制夹具对于电池的表面压力,防止过大的内部应力造成电池内部结构的过早损坏。同时,为了使电池有足够的时间来缓解内部应力,在使用电池组时应尽量避免其长时间处于大电流工况。此外,充电方式也需要根据实际情况合理选择。