电池模型主要分为等效电路模型和电化学模型,等效电路模型机理为利用RC电路拟合电池外特性曲线,参数无实际物理意义,仿真速度快、精度较低;电化学模型基于电池内部反应机理,通过对电池内部参数进行辨识,反映电池外部特性,仿真精度较高,具有实际物理意义,是连接电池外部特性与电池内部电化学反应机理的桥梁。然而电化学模型涉及参数过多,各反应式之间互相耦合,计算量大且复杂,难以平衡运算的精度与速度,无法广泛应用。本文针对电化学模型复杂度与计算精度的矛盾进行研究,基于大量的模型对比、分析,提出了一种新的电化学简化模型,能够在保证精度的前提下一定程度上减小了计算量,并通过拆解电池获得的实际参数结合实验数据进行了验证分析。通过电池内部电化学参数变化分析了电池的外特性。本文围绕新的电化学模型的建模仿真及外部特性分析做了以下研究:首先对由固液相扩散方程、固液相欧姆定律、Butler-Volmer电化学反应方程构成的准二维模型进行了详细地介绍,采用平均体积电流密度取代锂离子流量密度沿电极厚度方向的变化。采用三参数抛物线方程简化固相锂离子扩散偏微分方程为常微分方程,在单粒子模型的基础上考虑液相浓度和液相电势以及SEI膜阻抗引起的过电势对端电压的影响建立了新的电化学模型。然后以三星18650三元电池为研究对象,对电池进行拆解获得了电池的结构参数,采用实验结合仿真的方式获取了电池的正极开路电压表达式。对电化学参数进行参数敏感度分析,分析得到了各参数的敏感度高低。采用自适应混沌粒子群算法对参数进行辨识,并且通过实验与仿真对比验证了电化学模型的准确性。最后研究电池电化学参数对电池外特性的影响,首先对电池进行了加速老化循环寿命实验,并在其中穿插电池的性能测试,获取了电池不同老化阶段的参数,通过对电池不同阶段的电化学参数进行辨识,得到了在电池老化过程中电池电化学参数与电池外特性之间的联系。