COMSOL锂离子电池仿真技术与应用

2023-10-14 03:30

本文主要是介绍COMSOL锂离子电池仿真技术与应用,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

背景:

随着各国燃油车禁售时间表的推出,新能源汽车的地位愈发稳固。而锂离子电池作为电动车的核心动力源,也越来越受到市场的追捧。锂离子电池在制作过程中涉及正极、电解液、负极、隔膜等材料的选取与匹配,极片设计参数的选择等问题;电池工作过程中涉及化学反应、传质、导电、产热等过程。由此可见,锂离子电池是一个非常复杂的体系。

在锂离子电池开发过程中,设计参数太多,实验任务繁重;各参数对电池性能的影响不明确,实验设计带有一定的盲目性,有时候甚至会出现费时、费力、费资金,却吃力不讨好的现象。改善这一状况的契机是将电池仿真技术应用到电池中来。锂离子电池仿真技术可以采用等效电路模型、半经验模型、电化学模型等。基于仿真能够很好的解决上文提到的问题。通过对电池微观行为进行研究,明晰电池内部多现象机理,并将其数值化,通过数值方法实现对物理特征联合计算,建立完整的电池模型。COMSOL Multiphysics具有强大的多物理场全耦合仿真分析功能、高效的计算性能,可以保证数值仿真的高度精确,已被广泛应用于各个学科领域,近年来运用COMSOL来解决电化学实际工程问题也越来越普遍。但由于许多学员应用COMSOL在实践中存在大量的技术操作难点,数值模拟技术如何与工程科学应用相结合成为大家普遍的问题,为解决大家在COMSOL仿真过程中遇到的痛难点,北京软研国际信息技术研究院特举办“COMSOL锂离子电池仿真技术与应用”专题线上培训班,本次培训由互动派(北京)教育科技有限公司具体承办,具体相关事宜通知如下:

内容

时间

  第      一       天

上午

1. COMSOL 仿真基础

1.1 数值仿真基本要素及其在 COMSOL 中的对应

1.1.1 模型参数与变量

1.1.2 物理场添加及电解条件设置

1.1.3 模型构建与网格划分

1.1.4 求解器类型与设置

1.1.5 后处理及数据分析

1.2 COMSOL 中锂离子电池接口介绍

1.2.1 电池基本物理过程及控制方程

1.2.2 常用电池边界条件及初始条件

1.2.3 常用电池电极材料参数设置

3 小时

下午

2. 锂离子电池 P2D 模型

2.1 P2D 模型的理解与分析

2.2 COMSOL 中电池 P2D 模型构建

2.2.1 模型参数输入

2.2.2 模型构建及模型材料设置

2.2.3 电池物理方程及参数设置

2.2.4 网格划分与求解器设置

2.3 电池典型充放电过程仿真及后处理技巧

3 小时

  第     二      天

上午

3. 锂离子电池电化学-热耦合模型

3.1 P2D 电化学模型与电池热模型耦合

3.2 电池集总参数模型及其与电池热模型耦合

3.3 两种电池电(化学)-热耦合模型的区别及应用场景

3.4 圆柱形或方形锂离子电池建模及仿真演示  (二选一)

3 小时

下午

4. 锂离子电池衰退模型及仿真

4.1 COMSOL 中电池充放电循环仿真

4.1.1 电池充放电循环边界条件设置

4.1.2 电池加速衰退设置

4.1.3 电池充放电循环仿真后处理技巧

4.2 锂离子电池常见衰退现象及其数学描述

4.2.1 负极 SEI 膜增厚过程仿真

4.2.2 活性锂损失计算

4.3 锂离子电池衰退模型构建及仿真演示

3 小时

  第     三      天

上午

5. 动力电池热管理技术及数值仿真

5.1 热管理技术简述

5.2 动力电池风冷及模型构建

5.2.1 空气流动过程仿真及常用物理接口介绍 5.2.2 锂离子电池-空气流动耦合模型构建

5.2.3 典型工况电池空冷模型构建及仿真演示

3 小时

下午

5.3 动力电池液冷及模型构建

5.3.1 液气流动过程仿真及常用物理接口介绍 5.3.2 锂离子电池-冷却液流动耦合模型构建

5.3.3 典型工况电池液冷模型构建及仿真演示

  第     四      天

上午

6 锂金属电沉积过程数值模拟

6.1 锂金属电沉积涉及的物理接口简介      6.1.1 一次、二次和三次电流分布接口 6.1.2 稀溶液理论与浓溶液理论

6.2 锂硫电池模型构建

3 小时

下午

6.3 锂离子电池异构模型

6.3.1 电池异构模型的意义

6.3.1 电池异构模型构建

七:总结:

3 小时

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