锂离子电池
电池设计模块具有用于锂离子电池的最先进型号。您会发现衰老和高保真模型的不同机制，例如Newman Model，以1D，2D和FULL 3D提供。除了自行建模电化学反应外，您还可以将它们与传热结合在一起，并考虑锂插入的膨胀和收缩引起的结构应力和菌株。该模块还提供了设置异质模型的功能，该模型描述了孔电解质和电极颗粒的实际形状。研究电池的微观结构有助于更深入地了解电池性能。
电池设计模块
了解，设计和优化电池系统
建模电池需要不同级别的细节，具体取决于模拟的目的。电池设计模块是Comsol多物理学的附加组件188金宝搏优惠®从电池的多孔电极中的详细结构到电池组比例尺（包括热管理系统），包含大量尺度上的描述的软件。
这些描述涉及物理现象，例如电荷和中性物种的运输，电荷平衡，化学和电化学反应，由于电化学反应，热传递，液体流动以及其他物理现象而引起的焦耳加热和热效应，这些现象对于理解一体的理解很重要电池系统。
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铅 - 酸电池
为了模拟铅 - 酸电池，该软件包括离子电位和电解质组成以及固体电极中电势和孔隙率的因变量。该模型解释了固体的溶解和沉积。内置功能还使您还可以研究各种设计参数如何影响电池的性能，例如电极和分离器的厚度和几何形状，当前收集器和馈线的几何形状等等。
通用电池
电池设计模块的主力是带正电极，负电极和分离器的电池单位单元的详细模型。通过对多孔电极的通用描述，您可以定义电极中的任何数量的竞争反应，并将其搭配到任意组合物的电解质。该模块允许您描述分离器中的孔电解质和电解质，用于任何组合物，具有浓缩，稀释理论（Nernst – Planck方程），并与多孔电极理论结合使用支持电解质。
您可以使用电池设计模块进行建模
用COMSOL对电池进行各种电化学分析188金宝搏优惠®软件。
异质和同质模型
对电池的代表性单元电池的多孔电极和孔电解质的详细结构进行建模。
固体电解质界面的生长（SEI）
锂离子电池的负石墨电极中的模型老化。
扩散引起的应力
计算插入应力和由扩张和收缩引起的菌株。1
短路
调查电池内部短路。
伪维度
模拟电极颗粒中锂的插入。
双层电容
模型电化学电容器和纳米电极。
NIMH和NICD电池
用碱性二进制（1：1）电解质模型。
流电池
在应用的电荷 - 放电负载周期中模拟铅酸和钒流电池。
金属电镀
指定电极宿主能力，以避免在高速充电期间锂金属镀锂。
孔隙率效应
模型化学反应受多孔培养基中物种运输的影响。
阻抗光谱
使用基于物理的高保真模型研究电池的谐波响应。
具有参数估计的集总模型
根据一组拟合高保真模型与实验结果相吻合的小型参数定义简化的电池模型。2
- 需要结构力学模块
- 需要优化模块
电池设计模块中的功能和功能
电池设计模块提供了一套专用工具，以模拟不同操作条件下电池的性能。
简化的电池建模
为了更快地对3D电池组的热分析，可以在包装中的每个电池中使用经过验证的总（简化）型号。一旦得到验证，总模型可能会在特定的操作范围内提供出色的精度。电池设计模块包含基于物理的集体模型，并在多个空间尺寸中求解电化学方程。
这单粒子电池接口使用一个单独的单粒子模型在电池中的电荷分布进行建模，每个单粒子模型各自电池的正和负电极。这电池电量界面利用一组集总参数来增加电池中所有电压损耗的总和的贡献，这是由于欧姆电阻和所选的电荷传输和扩散过程。此外，您可以根据任意数量的电路元件来定义电池模型电池等效电路界面。
具有任意数量电化学反应的多孔电极
电池系统和化学物质通常会受到电极上不必要的侧反应的负担，您可以研究它们对电荷和放电周期的影响以及自我释放。
您能够模型的典型副反应包括氢的演化，氧气演化，固体电解质界面的生长，金属镀层，金属腐蚀和石墨氧化。
完全瞬态和阻抗光谱研究
电池系统通常是在操作过程中难以研究的封闭系统。可以使用瞬态方法，例如潜在步骤，电流中断和阻抗光谱法来表征操作过程中的电池。
通过进行瞬态研究，您可以在不同的时间尺度和频率下运行参数估计，以分离可能导致电池老化的欧姆，动力学，运输和其他损失。使用瞬态技术，建模和参数估计，您可以非常准确地估计电池系统的健康状况。
高保真电池建模
这锂离子电池界面用于计算锂离子电池中的电势和电流分布。可以使用多种插入电极材料，并且还包括由于SEI层引起的电压损耗。
这用二进制电解质电池界面用于计算通用电池中的电势和电流分布。可以使用多种插入电极材料，并且还可以包括由于多孔电极形成膜而导致的电压损耗。
插入物种和孔结构中的运输
多孔电池电极中的颗粒可以是固体（锂离子电极）或多孔（铅 - 酸，NICD）。在固体颗粒的情况下，在包装颗粒之间发现电极中的孔隙率。然而，对于小原子（例如氢和锂原子）的固体颗粒中可能会发生运输和反应。这些插入物种是用沿固体颗粒半径定义的单独扩散反应方程进行建模的。插入物种的通量在颗粒的表面与在颗粒之间的孔电解质中运输的物种耦合。插入物种和反应是针对锂离子电池预定的，但是您可以使用相同的功能来模拟氢的插入，例如NIMH电池。
在多孔颗粒的情况下，获得了双峰孔结构：包装颗粒和颗粒内部的微孔结构之间的大孔结构。多孔颗粒中的反应 - 扩散方程的定义与固体颗粒中物种的插入相似。
内置的热力学和材料特性
该模块中包含的电池材料数据库包含许多常见电极和电解质的条目，从而大大减少了创建新电池型号所需的工作量。
电池系统建模中更耗时和错误的步骤之一是收集输入数据并始终如一地使用它。例如，重要的是要在同一参考系统中定义正极和负电极。在将它们合并到相同的电池系统模型中之前，必须测量或校准平衡电极（半电池）电位。
每个业务和每个模拟都需要不同。
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