 |
توزیع حرارتی در بسته باتری های استوانه ای
معرفی
این مثال نشان می دهد که چگونه می توان توزیع دما را در بسته باتری در حین تخلیه 4 درجه سانتی گراد مدل کرد. این بسته با اتصال دو باتری استوانه ای به صورت موازی ساخته شده است. سپس شش جفت متصل موازی به صورت سری به هم متصل می شوند تا بسته کامل را ایجاد کنند – پیکربندی که 6s2p نیز نامیده می شود. این پیکربندی برای بسته باتری لیتیوم یونی در دستگاه‌های قابل حمل مانند اسکیت‌بردها، اسباب‌بازی‌ها، هواپیماهای بدون سرنشین و تجهیزات پزشکی بسیار رایج است. تقارن مسئله دو بار استفاده می شود به طوری که فقط توزیع دما برای سه باتری باید حل شود.
یک رابط بسته باتری برای تولید منابع گرمای مناسب استفاده می‌شود، که سپس به یک رابط انتقال حرارت در یک هندسه سه‌بعدی کوپل می‌شود.
برای توضیح دقیق مدل باتری زیربنایی، به آموزش تخمین پارامتر یک مدل باتری انبوه وابسته به زمان مراجعه کنید .
تعریف مدل
شکل 1 هندسه مدل را نشان می دهد. سه سیلندر باتری 21700 (قطر 21 میلی متر، ارتفاع 70 میلی متر) در مجاورت یکدیگر قرار گرفته اند. نوارهای رسانای الکتریکی کوچک آلومینیومی در بالا و پایین سیلندرها مطابق با پیکربندی 6s2p قرار دارند. فرض بر این است که کل بسته در پلاستیک پیچیده شده است و یک دامنه پر از هوا را تشکیل می دهد. با فرض ظرفیت شارژ اسمی 4 Ah برای هر سلول و ولتاژ نامی 3.7 ولت، بسته باتری دارای ظرفیت اسمی کلی تقریباً 178 Wh است.
شکل 1: هندسه مدل.
رابط Battery Pack برای تعریف مدل‌های باتری جداگانه (مجموعه) برای هر سیلندر باتری، با پارامترهای اهمی، جریان مبادله و زمان انتشار وابسته به دما مطابق عبارات Arrhenius استفاده می‌شود. رابط Battery Pack همچنین پتانسیل الکتریکی در هادی های الکتریکی را که برای اتصال باتری ها استفاده می شود، مدل می کند.
مشخصات دما با استفاده از یک رابط انتقال حرارت مدل‌سازی می‌شود، جایی که منابع گرمایی ناشی از مدل‌های باتری، و گرمایش ژول در هادی‌های الکتریکی، با استفاده از یک گره چندفیزیکی گرمایش الکتروشیمیایی گنجانده شده‌اند. همرفت در حوزه پر از هوا که باتری ها را در بر می گیرد، با فرض شرایط سکون، نادیده گرفته می شود. مرزهای بیرونی بسته با استفاده از شرایط خنک کننده همرفتی خنک می شوند. شرایط تقارن (بدون شار) برای مرزهای تقارن مسطح داخلی رو به بقیه بسته استفاده می شود.
رسانایی حرارتی ناهمسانگرد در هر باتری با استفاده از گره لایه‌های باتری استفاده می‌شود، که از سیستم مختصات استوانه‌ای جداگانه برای هر سیلندر باتری استفاده می‌کند، با رسانایی گرمایی به طور کلی در جهت لایه (شعاعی) در مقایسه با لایه درونی. جهت (زاویه ای و z) – نتیجه ورقه های فلزی مارپیچی در طراحی رول ژله ای باتری ها است.
این بسته از 100% تا 20% حالت شارژ (SOC) با استفاده از نرخ 4C به مدت 12 دقیقه تخلیه می شود.
نتایج و بحث
شکل 2 توزیع دما در بسته را در پایان شبیه سازی نشان می دهد، جایی که داده های محلول دو بار منعکس شده اند تا دمای بسته کامل 6s2p را نشان دهند. داخلی ترین قسمت های بسته دمایی حدود 2 درجه سانتیگراد بالاتر از بیرونی ترین قسمت ها را تجربه می کنند.
شکل 2: نمودار دما در t= 0.2 ساعت.
شکل 3 نموداری از ولتاژهای تک سلولی در طول تخلیه را نشان می دهد. بیرونی ترین سلول (سلول 1) ولتاژ تخلیه کمی کمتری را نشان می دهد، در نتیجه افت اهمی و جریان مبادله کمی کمتر است، و زمان انتشار کمی بیشتر است، برای دمای پایین تر، اما تأثیر آن کم است. دماهای مربوطه در شکل 4 نشان داده شده است .
شکل 3: ولتاژ سلول در برابر زمان.
شکل 4: میانگین دمای سلول در برابر زمان.
مسیر کتابخانه برنامه: Battery_Design_Module/Thermal_Management/battery_pack_6s2p
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، با افزودن یک بعد فضای سه بعدی همراه با انتقال حرارت در مایعات و یک رابط بسته باتری شروع کنید. |
2 |  3D کلیک کنید . |
3 | در درخت انتخاب فیزیک ، Electrochemistry>Batteries>Battery Pack (bp) را انتخاب کنید . |
4 | روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در درخت Select Physics ، Heat Transfer>Heat Transfer in Fluids (ht) را انتخاب کنید . |
6 | روی افزودن کلیک کنید . |
7 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
8 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Time Dependent را انتخاب کنید . |
9 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف
یک تابع تحلیلی برای محاسبه انرژی فعال سازی وابسته به دما با استفاده از رابطه آرنیوس اضافه کنید.
تحلیلی 1 (an1)
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Functions کلیک کنید و Local>Analytic را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تحلیل ، در قسمت متن نام تابع ، Arrh را تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، exp(Ea/R_const*(1/Temp-1/T0)) را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن Arguments ، Ea، Temp را تایپ کنید . |
5 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
ایا | J/mol |
دما | ک |
6 | در قسمت Function text، 1 را تایپ کنید . |
E_OCP
سپس توابع درون یابی را برای تعریف پتانسیل تعادل وابسته به SOC و وابستگی دمایی آن اضافه کنید.
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Functions کلیک کنید و Local>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، E_OCP را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید . از فهرست منبع داده ، فایل را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن Filename ، باتری_pack_6s2p_E_OCP_data.txt را تایپ کنید . |
5 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
ستون 1 | 1 |
6 | در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
int1 | V |
dEdT
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Functions کلیک کنید و Local>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، dEdT را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید . از فهرست منبع داده ، فایل را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن Filename ، باتری_pack_6s2p_dEdT_data.txt را تایپ کنید . |
5 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
ستون 1 | 1 |
6 | در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
int2 | V/K |
هندسه 1
هندسه مدل به عنوان یک دنباله هندسی پارامتری در یک فایل MPH جداگانه در دسترس است. اگر می‌خواهید آن را از ابتدا بسازید، دستورالعمل‌های بخش پیوست — دستورالعمل‌های مدل‌سازی هندسه را دنبال کنید . در غیر این صورت با مراحل زیر آن را از فایل بارگیری کنید.
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی Insert Sequence کلیک کنید و Insert Sequence را انتخاب کنید . |
2 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل battery_pack_6s2p_geom_sequence.mph دوبار کلیک کنید . |
3 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
4 |  روی دکمه Transparency در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای هندسه
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات پارامترها ، هندسه پارامترها را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
پارامترهای باتری
فایل پارامتر مورد نیاز برای تنظیم فیزیک باتری یکپارچه و رابط های انتقال حرارت را اضافه کنید.
1 | در نوار ابزار Home ، روی  پارامترها کلیک کنید و Add>Parameters را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، Battery Parameters را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Parameters را پیدا کنید .  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل battery_pack_6s2p_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
مواد
سپس، مواد را در حوزه‌های مختلف اضافه و تعریف کنید: هوا به منطقه اطراف باتری‌ها و آلومینیوم به کلکتورهای فعلی.
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در درخت، Built-in>Aluminium را انتخاب کنید . |
6 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
7 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
آب (مت1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Materials روی Air (mat1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دامنه هوایی را انتخاب کنید . |
آلومینیوم (mat2)
1 | در پنجره Model Builder ، روی آلومینیوم (mat2) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Conductors را انتخاب کنید . |
بسته باتری (BP)
حالا باتری های پک را تعریف کنید.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Battery Pack (bp) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بسته باتری ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، باتری ها و هادی ها را انتخاب کنید . |
باتری ها
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Battery Pack (bp) روی Batteries کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات باتری ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، باتری ها را انتخاب کنید . |
4 | قسمت تنظیمات بسته باتری را پیدا کنید . در قسمت متنی کیو پک، 3*Q_cell را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متنی SOC pack,0 ، 1 را تایپ کنید . |
پتانسیل تعادل سلولی 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Cell Equilibrium Potential 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پتانسیل تعادل سلولی ، بخش Open Circuit Voltage را پیدا کنید . |
3 | از لیست ورودی ولتاژ مدار باز ، از تعاریف را انتخاب کنید . |
4 | از لیست E OCV,ref ، E_OCP (int1) را انتخاب کنید . |
5 | از لیست dE OCV / dT ، dEdT (int2) را انتخاب کنید . |
تلفات ولتاژ 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Voltage Losses 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تلفات ولتاژ ، بخش Overpotential اهمی را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن η IR,1C، eta_1C*Arrh(Ea_eta1C، bp.T_cell) را تایپ کنید . |
4 | قسمت Activation Overpotential را پیدا کنید . در قسمت نوشتاری J 0 ، J0_0*Arrh(Ea_J0,bp.T_cell) را تایپ کنید . |
5 | قسمت Concentration Overpotential را پیدا کنید . چک باکس Include غلظت overpotential را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن τ ، tau_0*Arrh(Ea_Tau,bp.T_cell) را تایپ کنید . |
هادی های فعلی
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Battery Pack (bp) روی Current Conductors کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای رساناهای فعلی ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Conductors را انتخاب کنید . |
زمین 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Ground را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 1 را انتخاب کنید. |
هادی های فعلی
در پنجره Model Builder ، روی Current Conductors کلیک کنید .
فعلی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Current را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 167 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای جریان ، بخش جریان الکترود را پیدا کنید . |
4 | در قسمت I s,total text، -I_1C*C_rate را تایپ کنید . |
رابط های منفی
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Battery Pack (bp) روی Negative Connectors کلیک کنید . |
2 | فقط مرزهای 34، 79 و 128 را انتخاب کنید. |
اتصال دهنده های مثبت
1 | در پنجره Model Builder ، روی Positive Connectors کلیک کنید . |
2 | فقط مرزهای 31، 82 و 125 را انتخاب کنید. |
انتقال حرارت در سیالات (HT)
حال انتقال حرارت را در بسته باتری تعریف کنید.
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Heat Transfer in Fluids (ht) روی مقادیر اولیه 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن T ، T_init را تایپ کنید . |
شار حرارتی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Heat Flux را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای شار گرما ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، مرزهای شار گرما را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Heat Flux را پیدا کنید . از لیست نوع شار ، شار حرارتی همرفتی را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن h ، ht را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن T ، T_init را تایپ کنید . |
لایه های باتری 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Battery Layers را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لایه‌های باتری ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، باتری ها را انتخاب کنید . |
با توجه به سیم پیچی لایه ها، رسانایی حرارتی در حوزه باتری خواص ناهمسانگردی را نشان می دهد، با مقادیر رسانایی بالاتر در جهت درون لایه در مقایسه با جهت لایه (شعاعی).
4 | قسمت Battery Layers را پیدا کنید . از لیست پیکربندی لایه ، مارپیچی (اسوانه ای) را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن k tl ، kT_batt_tl را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن k il ، kT_batt_il را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن ρ eff ، rho_batt را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن C p,eff ، Cp_batt را تایپ کنید . |
جامد 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Solid را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Solid ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Conductors را انتخاب کنید . |
چند فیزیک
با اضافه کردن یک گره مولتیفیزیک گرمایش الکتروشیمیایی، یک جفت دو طرفه بین بسته باتری و رابط های انتقال حرارت برای منابع گرما و دما اضافه کنید .
گرمایش الکتروشیمیایی 1 (ech1)
در نوار ابزار Physics ، روی Multiphysics Couplings کلیک کنید و Domain>Electrochemical Heating را انتخاب کنید .
Multiphysics Couplings کلیک کنید و Domain>Electrochemical Heating را انتخاب کنید .مش 1
جارو 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Swept کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از فهرست انتخاب ، دامنه‌های Mesh Sweep را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش Sweep Method کلیک کنید . از لیست روش مش‌بندی چهره ، مثلثی (تولید منشور) را انتخاب کنید . |
چهار وجهی رایگان 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Free Tetrahedral کلیک کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Build All را انتخاب کنید .  |
تعاریف (COMP1)
افزودن کاوشگر برای دما و پتانسیل سلولی امکان تجسم نتایج را در حین حل فراهم می کند. رابط بسته باتری متغیرهای پتانسیل سلولی به نام‌های bp.E_cell_X و bp.T_cell_X را برای ولتاژهای سلولی و دمای متوسط سلولی با حجم تعریف می‌کند، جایی که X نشان دهنده تعداد سلول است. پروب ها را برای این متغیرها به صورت زیر اضافه کنید:
سلول دما 1
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Probes کلیک کنید و Global Variable Probe را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Probe متغیر جهانی ، Temp1 را در قسمت متن نام متغیر تایپ کنید . |
3 | در قسمت نوشتار Label ، Temperature Cell 1 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، bp.T_cell_1 را تایپ کنید . |
5 | از لیست جدول و واحد نمودار ، degC را انتخاب کنید . |
6 | چک باکس Description را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Cell 1 را تایپ کنید . |
7 | کلیک کنید تا قسمت Table and Window Settings گسترش یابد .  روی افزودن جدول کلیک کنید . |
8 | از لیست پنجره Plot ، پنجره جدید را انتخاب کنید . |
9 |  روی Add Plot Window کلیک کنید . |
سلول دما 2
1 | روی Temperature Cell 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پروب متغیر جهانی ، Temperature Cell 2 را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متن نام متغیر ، Temp2 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، bp.T_cell_2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن توضیحات ، Cell 2 را تایپ کنید . |
سلول دما 3
1 | روی Temperature Cell 2 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پروب متغیر جهانی ، Temperature Cell 3 را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متنی نام متغیر ، Temp3 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، bp.T_cell_2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن توضیحات ، Cell 3 را تایپ کنید . |
پتانسیل سلولی 1
1 | روی Temperature Cell 3 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای کاوشگر متغیر جهانی ، Cell Potential 1 را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | در قسمت متن نام متغیر ، Ecell1 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، bp.E_cell_1 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن توضیحات ، Cell 1 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Table and Window Settings را پیدا کنید .  روی افزودن جدول کلیک کنید . |
7 | از لیست پنجره Plot ، پنجره جدید را انتخاب کنید . |
8 |  روی Add Plot Window کلیک کنید . |
پتانسیل سلولی 2
1 | روی Cell Potential 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پروب متغیر جهانی ، Cell Potential 2 را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | در قسمت متن نام متغیر ، Ecell2 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، bp.E_cell_2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن توضیحات ، Cell 2 را تایپ کنید . |
پتانسیل سلولی 3
1 | روی Cell Potential 2 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پروب متغیر جهانی ، Cell Potential 3 را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | در قسمت متن نام متغیر ، Ecell3 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، bp.E_cell_3 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن توضیحات ، Cell 3 را تایپ کنید . |
مطالعه 1
مرحله 1: وابسته به زمان
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی Step 1: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد زمان ، h را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متنی زمان خروجی ، 0 0.8/C_rate را تایپ کنید . |
5 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
یک مجموعه داده را با یک انتخاب اضافه کنید و دو بار آن را آینه کنید تا دمای پیکربندی کامل 6s2p را تجسم کنید.
مطالعه 1 / راه حل 1 (3) (sol1)
در نوار ابزار Results ، روی More Datasets کلیک کنید و Solution را انتخاب کنید .
More Datasets کلیک کنید و Solution را انتخاب کنید .انتخاب
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  ویژگی ها کلیک کنید و Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، باتری ها و هادی ها را انتخاب کنید . |
آینه سه بعدی 1
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  More Datasets کلیک کنید و Mirror 3D را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Mirror 3D ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 1/راه حل 1 (3) (sol1) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plane Data را پیدا کنید . در قسمت متن X-Coordinate ، 2.5*(d_batt) را تایپ کنید . |
آینه سه بعدی 2
1 | روی Mirror 3D 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Mirror 3D ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست Dataset ، Mirror 3D 1 را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plane Data را پیدا کنید . از لیست Plane ، zx-planes را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن مختصات y ، d_batt/2 را تایپ کنید . |
6 |  روی Plot کلیک کنید . |
دمای سلول در مقابل زمان
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Probe Plot Group 6 را گسترش دهید ، سپس روی Probe Plot Group 6 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، دمای سلول در مقابل زمان را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . |
4 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Cell Temperature (degC) را تایپ کنید . |
5 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
6 | در نوار ابزار Cell Temperatures vs. Time ، روی  Plot کلیک کنید . |
پتانسیل سلولی در مقابل زمان
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results روی Probe Plot Group 7 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، Cell Potential vs. Time را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . |
4 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Cell Potential (V) را تایپ کنید . |
5 | در نوار ابزار Cell Potential vs. Time ، روی  Plot کلیک کنید . |
درجه حرارت
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست Dataset ، Mirror 3D 2 را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت نوشتار Label ، Temperature را تایپ کنید . |
سطح 1
1 | روی Temperature کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Heat Transfer in Fluids>Temperature>T – Temperature – K را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . از لیست واحد ، degC را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید .  روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای Color Table ، Thermal>HeatCameraLight را در درخت انتخاب کنید. |
6 | روی OK کلیک کنید . |
7 | در نوار ابزار دما ، روی  Plot کلیک کنید . |
8 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
ضمیمه – دستورالعمل های مدل سازی هندسه
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای هندسه
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات پارامترها ، هندسه پارامترها را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Parameters را پیدا کنید .  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل battery_pack_6s2p_geom_sequence_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
هندسه 1
سیلندر 1 (cyl1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات سیلندر ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، r_batt را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، h_batt را تایپ کنید . |
سیلندر 2 (cyl2)
1 | روی Cylinder 1 (cyl1) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات سیلندر ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، r_term را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، h_term را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، -h_term را تایپ کنید . |
آرایه 1 (arr1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، در قسمت Selection text cyl2 را تایپ کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات آرایه ، برای جمع کردن بخش Displacement کلیک کنید . |
7 | قسمت Size را پیدا کنید . در قسمت متن z اندازه 2 را تایپ کنید . |
8 | برای گسترش بخش Displacement کلیک کنید . در قسمت متن z ، h_batt+h_term را تایپ کنید . |
آرایه 2 (arr2)
1 | روی Array 1 (arr1) راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
3 | زیربخش اشیاء ورودی را پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن فعال کردن انتخاب کلیک کنید .  |
4 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، در قسمت Selection text cyl1 را تایپ کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
7 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
8 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
9 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، arr1(1،1،1) را در قسمت متن Selection تایپ کنید . |
10 | روی OK کلیک کنید . |
11 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
12 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
13 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، arr1(1،1،2) را در قسمت متن Selection تایپ کنید . |
14 | روی OK کلیک کنید . |
15 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش Size را پیدا کنید . |
16 | در قسمت متن x اندازه 3 را تایپ کنید . |
17 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن x ، d_batt را تایپ کنید . |
18 | در قسمت متن z ، 0 را تایپ کنید . |
19 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
بلوک 1 (blk1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، d_batt+d_sc را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text d_sc را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، h_sc را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -d_sc/2 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y ، -d_sc/2 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن z ، -h_sc-h_term را تایپ کنید . |
9 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
بلوک 2 (بلک2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، (d_batt+d_sc)/2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text d_sc را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، h_sc را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -d_sc/2+(d_batt)*2 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y ، -d_sc/2 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن z ، -h_term-h_sc را تایپ کنید . |
بلوک 3 (blk3)
1 | روی Block 2 (blk2) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، (d_batt)/2+d_sc را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -d_sc/2-d_batt/2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن z ، h_batt+h_term را تایپ کنید . |
بلوک 4 (بلک4)
1 | روی Block 3 (blk3) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، w_pc را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text d_batt/2+w_pc/2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، h_pc را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -w_pc/2 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y ، -w_pc/2 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن z ، -h_term-h_sc-h_pc را تایپ کنید . |
9 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
حرکت 1 (mov1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کرده و Move را انتخاب کنید . |
2 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
3 |  روی دکمه Transparency در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
4 | در پنجره تنظیمات برای انتقال ، قسمت ورودی را پیدا کنید . |
5 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
6 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، blk1 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید . |
7 | روی OK کلیک کنید . |
8 | در پنجره تنظیمات برای انتقال ، قسمت ورودی را پیدا کنید . |
9 | چک باکس Keep input objects را انتخاب کنید . |
10 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن x ، d_batt را تایپ کنید . |
11 | در قسمت متن z ، h_batt+h_term*2+h_sc را تایپ کنید . |
12 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
آرایه 3 (arr3)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، blk4 را در قسمت متن Selection تایپ کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش Size را پیدا کنید . |
7 | در قسمت متن x اندازه 3 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن z اندازه 2 را تایپ کنید . |
9 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن x ، d_batt را تایپ کنید . |
10 | در قسمت متن z ، h_batt+2*(h_term+h_sc)+h_pc را تایپ کنید . |
11 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
حرکت 1 (mov1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Move 1 (mov1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتقال ، روی  Build Selected کلیک کنید . |
3 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه  کار کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای صفحه کار ، قسمت تعریف هواپیما را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن مختصات z ، -(h_term+h_sc+h_pc) را تایپ کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> هندسه صفحه
در پنجره Model Builder ، روی صفحه هندسه کلیک کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> دایره 1 (c1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، r_batt را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متنی Sector angle عدد 90 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Rotation Angle را پیدا کنید . در قسمت متن چرخش ، 180 را تایپ کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> مربع 1 (sq1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  مربع کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربع ، بخش Size را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Side length ، r_batt را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -r_batt را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن yw ، -r_batt را تایپ کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> تفاوت 1 (dif1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
3 | فقط شیء sq1 را انتخاب کنید. |
4 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
5 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
6 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
7 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، در قسمت انتخاب متن c1 را تایپ کنید . |
8 | روی OK کلیک کنید . |
9 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، روی  ساخت انتخاب شده کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 3*(d_batt) را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، d_batt را تایپ کنید . |
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -r_batt را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن yw ، -r_batt را تایپ کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> تفاوت 2 (dif2)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی r1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
4 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
6 | فقط شی dif1 را انتخاب کنید. |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
اکسترود 1 (ext1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Geometry 1 کلیک راست کرده و Extrude را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Extrude ، بخش Distances را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
فواصل (متر) |
h_term+h_sc+h_pc |
h_batt+h_term+h_sc+h_pc |
h_batt+2*(h_term+h_sc+h_pc) |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
فرم اتحادیه (فین)
در نوار ابزار Geometry ، روی ساختن همه کلیک کنید .
ساختن همه کلیک کنید .باتری 1
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در باله شی ، فقط دامنه 4 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، باتری 1 را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
باتری 2
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در باله شی ، فقط دامنه 14 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، باتری 2 را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
باتری 3
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در باله شی ، فقط دامنه 22 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، باتری 3 را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
دامنه هوایی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در باله شی ، فقط دامنه‌های 2، 3، 5، 12، 13، 20، 21، 28 و 29 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، Air Domain را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
هادی ها
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Complement Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Complement Selection ، بخش Input Entities را پیدا کنید . |
3 |  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای معکوس کردن ، باتری 1 ، باتری 2 ، باتری 3 و دامنه هوا را انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب مکمل ، Conductors را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
7 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
باتری ها
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، بخش Input Entities را پیدا کنید . |
3 |  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در لیست انتخاب‌ها برای افزودن ، باتری 1 ، باتری 2 و باتری 3 را انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، Batteries را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
باتری ها و هادی ها
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، بخش Input Entities را پیدا کنید . |
3 |  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، هادی‌ها و باتری‌ها را انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، Batteries and Conductors را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
مرزهای شار حرارتی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، بخش Entities to Select را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت نوشتار برچسب ، مرزهای شار حرارتی را تایپ کنید . |
5 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید .  روی Paste Selection کلیک کنید . |
6 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، fin: 2-10, 14, 15, 22, 44, 49, 54, 56, 58, 92, 97, 103, 138, 143, 148 را در قسمت Selection تایپ کنید . |
7 | روی OK کلیک کنید . |
8 |  روی دکمه Wireframe Rendering در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
9 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
10 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
Domains Sweep Mesh
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Box Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب جعبه ، Mesh Sweep Domains را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Box Limits را پیدا کنید . در قسمت حداقل متن z ، -h_pc/2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت حداکثر متن z ، h_batt+h_pc/2 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Output Entities را پیدا کنید . از فهرست Include entity if ، Entity inside کادر را انتخاب کنید . |
