很多小伙伴玩家都不太清楚电池模拟器|锂离子电池仿真软件总结与介绍,那么今天解雕侠小编给大家带来一篇 相关的文章,希望大家看了之后能有所收获,最后请大家持续关注我们!
数学模型模拟电池内部发生的物理和电化学过程,有助于理解机理和优化电池设计。 大型模型通常使用经验方法来预测电池性能。 然而,经验模型具有特定领域的使用限制,并且仿真精度限制了超出特定领域应用程序的泛化。 基于基本物理和化学方程式的物理模型提供了一种了解电池内部发生的过程的方法,但通常需要比经验模型更大的计算能力。 本文总结了一些锂离子电池仿真软件。
1、
包含专用电池模块,涵盖各种规模的各种模型,从电池多孔电极的详细结构到包括热管理系统的电池组。 这些模型处理各种物理现象,例如带电和中性物质的传输、电荷平衡、化学和电化学反应、焦耳热和电化学反应引起的热效应、传热、流体流动等。最先进的 Li -离子电池模型提供具有不同老化机制的高保真模型(eg模型),支持1D、2D和全3D建模。 除了对电化学反应本身进行建模外,您还可以将它们与传热结合起来,用于分析由锂嵌入膨胀和收缩引起的结构应力和应变,还提供构建能够描述多孔实际形状的异质模型的能力电解质和电极颗粒,研究电池的微观结构有助于更深入地了解电池的性能。
2.ANSYS
ANSYS是一款应用广泛的计算流体动力学软件,提供四种成熟的电池模型,可以模拟不同尺度的锂电池电极-电池-电池组。 ANSYS中的电池模型可以分析电池中复杂的电位/电流分布、电化学热源等现象,并以此来模拟电池中的热分布,解决电池内部发热的细节问题和温度和物理分布。 实验结果非常接近。 通过CAE技术可以模拟电池的热性能和电性能,辅助电池电极、极耳和电池结构的详细设计。

3. STAR-CCM+ 和 STAR-CD
STAR-CCM+ 可以预测微观电极结构区域的离子和电势的空间分布,包括固体和液体区域的电势、电解质中的盐离子浓度以及活性材料中的锂离子浓度。 同时,为了开发、评估和优化设计方案,缩短开发时间,降低开发成本,电池热管理的CFD仿真分析贯穿于整个产品开发周期。 +仿真液冷电池组的热管理应用电池模拟器,重点介绍热管理仿真分析过程中需要注意的重点。
4.
它是模型的原作者 Doyle 开发的第一个开源电池仿真软件。 它使用用户编写的程序电池模拟器,并使用有限差分法求解一组描述电化学动力学、电荷和质量守恒的微分代数方程 (DAE)。 电池结构被认为是一维的,在活性电极颗粒的径向方向上增加了一个维度来解决锂在电极内的扩散,因此称为伪二维(P2D)模型,可以模拟锂离子、钠离子和镍氢电池中的电化学过程。
参考:
[1]米。 道尔, TF, J. 的和//细胞。 杰.. Soc.,140 (6) (1993),第 1526-1533 页。
[2], J., 2014. 对于 : . 2. f (2014)。 网址

5.(锂电仿真电池工具箱)
基于有限体积模型的锂离子电池设计、仿真和控制框架。 基于众所周知的基于理论的伪二维 (P2D) 模型,通过将描述细胞行为的偏微分方程组重新表述为一组 DAE,制定了该框架。 时域保持连续,而空间域根据有限体积法(FVM)离散化。 时间自适应 DAE 求解器 IDA 用于求解生成的 DAE 集。
参考文献:M.,L. Magni,RB,RD,DM。 : a 基于锂离子电池 、 和 的模型。 杰.. Soc., 163 (7) (2016), pp. A1192-A1205
6.
是 Julia 中多孔电极理论 (PET) 的开源高性能计算模型。 与 和 相比,计算效率有了实质性的提高。 在笔记本电脑上,完全充电或放电的动态模拟的典型运行时间为 3 毫秒,同时分配了大约 1MB 的总内存,对于某些应用程序,该软件比同类软件快两个数量级。
参考文献:MD、DA、MZ、RD。 —: open-for-scale-based-ion。 杰.. 社会学报,168 (9) (2021),
7.
基于语言、基于物理的电化学模型通过使用最先进的自动微分和数值求解器求解。 Doyle--模型可在0.1s内求解,而降阶单粒子模型和含电解质的单粒子模型可在毫秒内求解。 其他物理过程可包括:热效应、快速粒子扩散、三维几何效应等。 所有模型都以灵活的方式实现,并具有广泛的模型和参数集(NCA、NMC 等)。 还有一些功能可以模拟任何一组实验指令,例如 CCCV 或 GITT,或指定程序的循环。

参考文献:, V., , SG, Timms, R., , M., & , SJ (2020)。 (). . , 7.
8. 基于
英国伦敦帝国理工学院基于开源 CFD 代码开发了一种用户友好的电池模拟器。 该模拟器包含两种最常用的基于物理的电池模型(单粒子模型和伪二维模型)的内部求解器。 该模型由四个主要组件组成,包括 (i) 用 Qt 编写的 GUI,为用户提供交互式界面,并自动执行模拟的预处理、主处理和后处理,(ii) 三个求解器,分别用于求解SPM、P2D 半电池和 P2D 全电池,(iii) 用于在电池模拟中指定输入参数和操作条件的案例文件,以及 (iv) 使用可视化工具包 (VTK) 库处理模拟的预处理、主要处理和后处理。
参考文献:杨江,张,Offer,王,A user based on open- CFD, , 5, 2022, .
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