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。
整个课程采用“理论+实操”的讲授模式,通过多个模块场景案例的应用讲解 COMSOL在带大家一步步实操学习锂离子电池 P2D 模型、锂离子电池-热耦合模型、锂离子电池衰退模型及仿真、动力电池风冷、液冷模型构建、锂硫电池模型、电池异构模型等
适合汽车工业、电力工业、材料科学、无机化工、有机化工、环境科学与资源利用、工业通用技术、自动化技术、冶金技术、金属学及金属工艺、物理学、安全科学与灾害防治、航空航天科学与工程、计算机软件及应用等专业领域的科研人员、工程师、及相关行业从业者、跨领域研究人员。
讲师来自国内重点大学,博士,具有丰富的COMSOL使用经验,近年来以第一作者发表论文近20篇,其中SCI检索12篇,申请专利5项。
擅长领域:锂离子电池数值仿真、动力电池热管理设计与结构优化、锂离子电池寿命预测与衰退控制、电池状态参数估算等。
COMSOL锂离子电池仿真技术与应用
第一天上午
- 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
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
第一天下午
- 锂离子电池典型机理模型
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 从P2D到P3D模型
2.4 锂离子电池内部电流分布模拟
第二天上午
- 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 不同类型锂离子电池建模及仿真演示
第二天下午
- 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
第三天上午
- 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
第三天下午
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
- 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
第四天下午
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