 |
مدل تک ذره یک باتری لیتیوم یونی
معرفی
مدل تک ذره‌ای برای باتری لیتیوم یونی ساده‌سازی فرمول مدل 1 بعدی است ( نمونه مدل باتری لیتیوم یون همدما 1 بعدی را ببینید )، با چند فرض. این مثال مدل رابط Single Particle Battery را برای مطالعه تخلیه باتری لیتیوم یون نشان می دهد. مدل همدما بوده و در ابعاد فضایی 0 بعدی تنظیم شده است. پروفیل های ولتاژ با فرمول 1 بعدی مربوطه برای طیفی از جریان های تخلیه مقایسه می شوند.
در فرمول مدل تک ذره ( مرجع 1 و مرجع 2 )، پتانسیل محلی و گرادیان غلظت در فاز محلول (الکترولیت) نادیده گرفته شده و با استفاده از یک اصطلاح مقاومت محلول توده ای در نظر گرفته می شود. به طور مشابه، گرادیان های پتانسیل در فاز جامد الکترودها نیز نادیده گرفته می شوند. علاوه بر این، الکترود متخلخل به عنوان تعداد زیادی ذرات منفرد در نظر گرفته می شود که همه آنها تحت شرایط یکسانی قرار می گیرند، زیرا توزیع جریان واکنش در سراسر الکترودهای متخلخل یکنواخت فرض می شود. فرمول تک ذره برای انتشار جامد در ذرات الکترود و سینتیک واکنش بینابینی حساب می شود.
مفروضات موجود در فرمولاسیون تک ذره معمولاً برای چگالی جریان اعمال شده با متوسط کم معتبر است. علاوه بر این، اعتبار مفروضات و قابلیت کاربرد مدل نیز به مقادیر پارامترها و شیمی الکترود-الکترولیت مورد استفاده در مدل بستگی دارد. به عنوان مثال، مفروضات برای الکترودهای نازک، الکترودهای با رسانایی بالا و غیره منطقی خواهند بود.
فرمول مدل تک ذره را می توان برای مطالعات تخمین پارامتر (پارامترهای جنبشی و انتقال) با مقایسه با داده های تجربی استفاده کرد. علاوه بر این، می توان آن را به جای فرمول 1 بعدی دقیق تر در سناریوهای محاسباتی گران قیمت مانند شبیه سازی حرارتی، رفتار دوچرخه سواری، شبیه سازی بسته باتری و غیره استفاده کرد.
تعریف مدل
رابط Single Particle Battery باعث انتشار جامد در ذرات الکترود و سینتیک واکنش بینابینی می شود. افت پتانسیل اهمی در الکترولیت با استفاده از عبارت مقاومت محلول توده ای گنجانده شده است.
در این مثال مدل، ذرات درونی در الکترود متخلخل به عنوان ذرات کروی با اندازه یکسان در نظر گرفته می شوند. انتشار لیتیوم در ذرات ماده فعال در الکترودهای مثبت و منفی توسط قانون دوم فیک توضیح داده شده است. سینتیک واکنش بینابینی با استفاده از سینتیک درج لیتیوم بیان می شود.
این مثال مدل در بعد فضای 0D برای مطالعه یک عملیات گالوانوستاتیک برای جریان‌های تخلیه مختلف از 0.1 تا 2 درجه سانتی‌گراد، و یک عملیات چرخه شارژ-تخلیه در 1 درجه سانتی‌گراد تنظیم شده است. ظرفیت سلول با احجام کسری مثبت و منفی مشخص شده است. الکترودها در باتری از حالت عملکردی تک تک الکترودها برای تعیین توزیع شارژ اولیه در باتری استفاده می شود.
پارامترهای مدل
تمام پارامترهای مدل مورد نیاز مدل تک ذره با پارامترهای استفاده شده در مدل باتری لیتیوم-یونی همدما یک بعدی ، به منظور مقایسه پروفیل های ولتاژ تخلیه بین دو فرمول، یکسان هستند.
تنظیمات مطالعه
در این مدل از مطالعه وابسته به زمان با مقداردهی اولیه استفاده شده است. این برای مرحله مطالعه اولیه توزیع فعلی و به دنبال مرحله مطالعه وابسته به زمان حل می شود.
توجه داشته باشید که هنگام محاسبه مطالعات موجود در فایل مدل موجود در Application Libraries، مطالعه 1 مستلزم آن است که حالت عملیات در سطح رابط باتری تک ذره روی Galvanostatic تنظیم شود و مطالعه 2 مستلزم این است که حالت عملیات بر روی چرخه شارژ-دشارژ تنظیم شود. سطح رابط باتری تک ذره.
نتایج و بحث
منحنی‌های تخلیه از مدل تک ذره با پروفایل‌های تخلیه مربوطه از مدل 1 بعدی ( باتری لیتیوم-یون همدما 1 بعدی ) مقایسه می‌شوند. توجه داشته باشید که داده های تخلیه از مدل 1 بعدی به عنوان فایل متنی به منظور مقایسه وارد می شوند. پارامتری که مقاومت محلول الکترولیت R sol را نشان می دهد به دما و جریان اعمال شده بستگی دارد. در این مدل، یک مقدار واحد برای مقاومت محلول الکترولیت R sol مقایسه معقولی از مدل تک ذره با مدل 1D برای محدوده جریان‌های تخلیه شبیه‌سازی‌شده به دست می‌دهد.
شکل 1 مقایسه پروفیل های ولتاژ دشارژ از مدل تک ذره و مدل 1D را به ترتیب در دبی 0.1 C، 1 C و 2 C نشان می دهد.
شکل 1: مدل تک ذره در مقایسه با مدل 1D در 0.1C، 1C و 2C.
شکل 1 نشان می دهد که مدل تک ذره منحنی های تخلیه را برای مدل 1 بعدی به خوبی بازتولید می کند. برای جریان های تخلیه بالاتر، انحرافات بزرگتر هستند. این انتظار می‌رود زیرا در جریان‌های تخلیه بالاتر، محدودیت‌های انتقال الکترولیت و افت پتانسیل منجر به توزیع ناهموار چگالی جریان واکنش روی الکترودهای متخلخل می‌شود و فرض تک ذره دقیق‌تر می‌شود. با این حال، مقاومت محلول الکترولیت R sol می تواند به عنوان تابعی از جریان اعمال شده تنظیم شود تا نمایش بهتری را حتی در مقادیر بالاتر جریان تخلیه ارائه دهد.
شکل 2 مقایسه مشابهی از پروفیل ولتاژ چرخه شارژ-تخلیه را از مدل تک ذره و مدل 1D در جریان اعمالی 1 C نشان می دهد.
شکل 2: مدل تک ذره در مقایسه با مدل 1 بعدی برای عملیات چرخه تخلیه شارژ در 1C.
منابع
1. S. Santhanagopalan، Q. Guo، P. Ramadass، و RE White، “بررسی مدل‌هایی برای پیش‌بینی عملکرد دوچرخه‌سواری باتری‌های لیتیوم یونی،” J. Power Sources ، جلد. 156، شماره 2، صفحات 620-628، 2006.
2. M. Guo، G. Sikha، و RE White، “مدل ذره واحد برای یک سلول یون لیتیوم: رفتار حرارتی”، J. Electrochem. Soc. ، جلد 158، شماره 2، صفحات A122–A132، 2011.
مسیر کتابخانه برنامه: Battery_Design_Module/Batteries,_Lithium-ion/li_battery_single_particle
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 روی  0D کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Electrochemistry>Batteries>Single Particle Battery (spb) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت Select Study ، Preset Studies for Selected Physics Interfaces>Time Dependent with Initialization را انتخاب کنید . |
6 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای مدل را از یک فایل متنی بارگیری کنید.
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل li_battery_single_particle_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
درون یابی 1 (int1)
این مدل از یک تابع درونیابی، وارد شده از یک فایل متنی، برای پتانسیل تعادل الکترود منفی استفاده می کند.
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، قسمت Definition را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن نام تابع ، Eeq_neg را تایپ کنید . |
4 |  روی Load from File کلیک کنید . |
5 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل li_battery_1d_Eeq_neg.txt دوبار کلیک کنید . |
6 | بخش Interpolation و Extrapolation را پیدا کنید . از لیست Interpolation ، spline مکعب را انتخاب کنید . |
7 | از لیست Extrapolation ، نزدیکترین تابع را انتخاب کنید . |
8 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
Eeq_neg | V |
مواد را اضافه کنید
این مدل از مواد باتری الکترود مثبت از کتابخانه مواد استفاده می کند.
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، Battery>Electrodes>LMO, LiMn2O4 Spinel (مثبت، باتری Li-ion ) را انتخاب کنید . |
4 | روی انتهای سمت راست دکمه تقسیم Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید. |
5 | از منو، Add to Global Materials را انتخاب کنید . |
6 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
تعاریف (COMP1)
متغیرهای مدل را از یک فایل متنی بارگیری کنید.
متغیرهای 1
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  متغیرها کلیک کنید و متغیرهای محلی را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل li_battery_single_particle_variables.txt دوبار کلیک کنید . |
باتری تک ذره (SPB)
حالا شروع به تنظیم فیزیک کنید.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Single Particle Battery (spb) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای باتری تک ذره ، بخش Operation Mode را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن I app ، Iapplied را تایپ کنید . |
4 | قسمت تنظیمات باتری را پیدا کنید . در قسمت متن ε pos ، epspos را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ε neg ، epsneg را تایپ کنید . |
6 | قسمت Initial Charge Distribution را پیدا کنید . از لیست، Electrode state-of-charges را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متنی SOC op,pos,0 ، opsocpos0 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متنی SOC op,neg,0 ، opsocneg0 را تایپ کنید . |
9 | قسمت Battery Volume را پیدا کنید . در قسمت متن سلول V ، Vcell را تایپ کنید . |
الکترولیت و جداکننده 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Single Particle Battery (spb) روی Electrolyte and Separator 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای الکترولیت و جداکننده ، قسمت تنظیمات الکترولیت را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن c l ، cl را تایپ کنید . |
4 | از لیست مقاومت محلول الکترولیت ، User defined را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن R sol ، Rsol را تایپ کنید . |
6 | قسمت Separator Settings را پیدا کنید . در قسمت متن L sep ، Lsep را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن ε sep ، epssep را تایپ کنید . |
الکترود مثبت 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Positive Electrode 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای الکترود مثبت ، قسمت تنظیمات الکترود را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن ε s ، epsspos را تایپ کنید . |
4 | قسمت Material را پیدا کنید . از لیست مواد ذرات ، LMO، LiMn2O4 Spinel (مثبت، باتری لیتیوم یونی ) (mat1) را انتخاب کنید . |
5 | قسمت خصوصیات انتقال ذرات را پیدا کنید . از لیست D ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Dspos را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن r p ، rppos را تایپ کنید . |
7 | برای گسترش بخش SOCs عملیاتی برای توزیع شارژ اولیه سلولی کلیک کنید . از لیست soc min ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، socminpos را تایپ کنید . |
8 | از لیست soc max ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، socmaxpos را تایپ کنید . |
9 | بخش ورودی مدل را پیدا کنید . در قسمت متن T ، T را تایپ کنید . |
واکنش الکترود متخلخل 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Porous Electrode Reaction 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای واکنش الکترود متخلخل ، بخش ورودی مدل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن T ، T را تایپ کنید . |
4 | قسمت Material را پیدا کنید . از لیست مواد ، LMO، LiMn2O4 Spinel (مثبت، باتری لیتیوم یونی ) (mat1) را انتخاب کنید . |
5 | بخش سینتیک الکترود را پیدا کنید . از لیست نوع چگالی جریان Exchange ، نرخ ثابت را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن k ، kpos را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن c l,ref ، clref را تایپ کنید . |
الکترود منفی 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Single Particle Battery (spb) روی Negative Electrode 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای الکترود منفی ، بخش تنظیمات الکترود را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن ε s ، epssneg را تایپ کنید . |
4 | قسمت تنظیمات گونه را پیدا کنید . از لیست cs ,max ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، csmaxneg را تایپ کنید . |
5 | قسمت خصوصیات انتقال ذرات را پیدا کنید . از لیست D ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Dsneg را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن r p ، rpneg را تایپ کنید . |
7 | برای گسترش بخش SOCs عملیاتی برای توزیع شارژ اولیه سلولی کلیک کنید . از لیست soc min ، User defined را انتخاب کنید . از لیست soc max ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، socmaxneg را تایپ کنید . |
واکنش الکترود متخلخل 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Porous Electrode Reaction 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای واکنش الکترود متخلخل ، بخش ورودی مدل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن T ، T را تایپ کنید . |
4 | قسمت Equilibrium Potential را پیدا کنید . از لیست Eq ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Eeqneg را تایپ کنید . |
5 | بخش سینتیک الکترود را پیدا کنید . از لیست نوع چگالی جریان Exchange ، نرخ ثابت را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن k ، kneg را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن c l,ref ، clref را تایپ کنید . |
8 | برای گسترش بخش Heat of Reaction کلیک کنید . از لیست، User defined را انتخاب کنید . |
مطالعه 1
یک مطالعه پارامتری برای C-rates مختلف انجام دهید. از Sweep کمکی در پسوندهای مطالعه استفاده کنید.
مرحله 2: وابسته به زمان
1 | در پنجره Model Builder ، در مطالعه 1 ، روی Step 2: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی زمان خروجی ، 0 40000 را تایپ کنید . |
4 | از لیست Tolerance ، User controlled را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متنی Relative tolerance ، 0.001 را تایپ کنید . |
6 | برای گسترش بخش Study Extensions کلیک کنید . کادر بررسی جارو کمکی را انتخاب کنید . |
7 |  روی افزودن کلیک کنید . |
8 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
a (ضریب ضربی برای مطالعه پارامتری) | 0.1 1 2 |
راه حل 1 (sol1)
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show Default Solver کلیک کنید . |
گام های واقعی انجام شده توسط حل کننده را ذخیره کنید تا مطمئن شوید که تغییرات ولتاژ شدید ناگهانی را ثبت می کند.
2 | در پنجره Model Builder ، گره Solution 1 (sol1) را گسترش دهید ، سپس روی Time-Dependent Solver 1 کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای حل وابسته به زمان ، بخش عمومی را پیدا کنید . |
4 | از لیست Times to store ، Steps taken by solver را انتخاب کنید . |
5 | روی Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Time-Dependent Solver 1 کلیک راست کرده و Stop Condition را انتخاب کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای وضعیت توقف ، قسمت عبارات توقف را پیدا کنید . |
7 |  روی افزودن کلیک کنید . |
8 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بیان را متوقف کنید | توقف کنید اگر | فعال | شرح |
comp1.spb.E_cell<2.0 | درست (>=1) | √ | توقف بیان 1 |
9 | قسمت Output at Stop را پیدا کنید . از لیست افزودن راه حل ، مرحله قبل از توقف را انتخاب کنید . |
10 | کادر بررسی Add warning را پاک کنید . |
11 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
منحنی های تخلیه را رسم کنید و آنها را با داده های فایل متنی که از مدل 1 بعدی اصلی نشات می گیرد مقایسه کنید ( شکل 1 ).
پتانسیل سلولی (spb)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی Cell Potential (spb) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . |
3 | از لیست نوع عنوان ، دستی را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن عنوان ، Decharge profiles را تایپ کنید . |
5 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
6 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، ظرفیت (Ah/m<sup>2</sup>) را تایپ کنید . |
7 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . |
8 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت چپ را انتخاب کنید . |
جهانی
1 | در پنجره Model Builder ، گره Cell Potential (spb) را گسترش دهید ، سپس روی Global کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش x-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | از فهرست داده های منبع محور ، زمان را انتخاب کنید . |
4 | از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن Expression ، (t[s]/1[h])*i_1C*a را تایپ کنید . |
6 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست Line ، Dash-dot را انتخاب کنید . |
7 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . از لیست Legends ، ارزیابی شده را انتخاب کنید . |
8 | در قسمت متن Legend ، مدل Single particle, eval(a) C را تایپ کنید . |
9 | در نوار ابزار Cell Potential (spb) ، روی  Plot کلیک کنید . |
میز 1
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  جدول کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | روی Import کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل li_battery_single_particle_01C_comparison.txt دوبار کلیک کنید . |
جدول 2
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  جدول کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | روی Import کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل li_battery_single_particle_1C_comparison.txt دوبار کلیک کنید . |
جدول 3
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  جدول کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | روی Import کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل li_battery_single_particle_2C_comparison.txt دوبار کلیک کنید . |
نمودار جدول 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Cell Potential (spb) کلیک راست کرده و Table Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . |
3 | از لیست رنگ ، چرخه (بازنشانی) را انتخاب کنید . |
4 | زیربخش نشانگرهای خط را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید . |
5 | از لیست موقعیت یابی ، Interpolated را انتخاب کنید . |
6 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
8 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
مدل 1 بعدی، 0.1 C |
نمودار جدول 2
1 | روی Table Graph 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | از لیست جدول ، جدول 2 را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست رنگ ، چرخه را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Legends را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
مدل 1 بعدی، 1 C |
نمودار جدول 3
1 | روی Table Graph 2 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | از لیست جدول ، جدول 3 را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Legends را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
مدل 1 بعدی، 2 C |
5 | در نوار ابزار Cell Potential (spb) ، روی  Plot کلیک کنید . |
باتری تک ذره (SPB)
در مرحله بعد، یک مطالعه چرخه تخلیه شارژ با نرخ 1C انجام دهید.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Single Particle Battery (spb) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای باتری تک ذره ، بخش Operation Mode را پیدا کنید . |
3 | از لیست حالت عملیات ، چرخه شارژ-دشارژ را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن I dch ، Iapplied را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن V min ، Vmin را تایپ کنید . |
6 | کادر بررسی شامل دوره استراحت را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن t rest,dch ، trestdch را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن I ch ، -Iapplied را تایپ کنید . |
9 | در قسمت متن V max ، Vmax را تایپ کنید . |
10 | کادر بررسی شامل دوره استراحت را انتخاب کنید . |
11 | در قسمت متن t rest,ch ، tretch را تایپ کنید . |
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت Select Study ، Preset Studies for Selected Physics Interfaces>Time Dependent with Initialization را انتخاب کنید . |
4 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 2
مرحله 2: وابسته به زمان
1 | در پنجره Model Builder ، در زیر مطالعه 2 ، روی Step 2: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی زمان خروجی ، range(0,10,8000) را تایپ کنید . |
4 | در پنجره Model Builder ، روی Study 2 کلیک کنید . |
5 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
6 | تیک Generate defaults defaults را پاک کنید . |
7 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
پتانسیل چرخه تخلیه شارژ را رسم کنید و آن را با داده های فایل متنی حاصل از مدل 1 بعدی اصلی مقایسه کنید ( شکل 2 ).
پتانسیل چرخه تخلیه شارژ
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، Charge Discharge Cycling Potential را در قسمت نوشتاری Label تایپ کنید . |
3 | قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان ، Label را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
5 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Time (s) را تایپ کنید . |
6 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، سلول پتانسیل (V) را تایپ کنید . |
7 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
8 | قسمت Data را پیدا کنید . از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 2/راه حل 3 (sol3) را انتخاب کنید . |
جهانی 1
1 | روی Charge Discharge Cycling Potential کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis Data کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Single Particle Battery>spb.E_cell – Cell potencial – V را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Legends را پیدا کنید . از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
مدل تک ذره |
جهانی
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Cell Current (spb) را گسترش دهید ، سپس روی Global کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش x-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | از فهرست داده های منبع محور ، زمان را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Cell Current (spb) ، روی  Plot کلیک کنید . |
جهانی
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Positive Electrode Operational State-of-Charge، Particle Surface (spb) را گسترش دهید ، سپس روی Global کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش x-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | از فهرست داده های منبع محور ، زمان را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Positive Electrode Operational State of Charge، Particle Surface (spb) ، روی  Plot کلیک کنید . |
جهانی
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Negative Electrode Operational State-of-Charge، Particle Surface (spb) را گسترش دهید ، سپس روی Global کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش x-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | از فهرست داده های منبع محور ، زمان را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار وضعیت عملیاتی الکترود منفی، سطح ذرات (spb) ، روی  Plot کلیک کنید . |
جهانی
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Total Power Dissipation Density (spb) را گسترش دهید ، سپس روی Global کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش x-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | از فهرست داده های منبع محور ، زمان را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار تراکم اتلاف انرژی (spb) ، روی  Plot کلیک کنید . |
جدول 4
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  جدول کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | روی Import کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل li_battery_single_particle_CDC_comparison.txt دوبار کلیک کنید . |
نمودار جدول 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Charge Discharge Cycling Potential کلیک راست کرده و Table Graph را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | از لیست جدول ، جدول 4 را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش نشانگرهای خط را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، دایره را انتخاب کنید . |
5 | از لیست موقعیت یابی ، Interpolated را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
8 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
مدل 1 بعدی |
9 | در نوار ابزار Charge Discharge Cycling Potential ، روی  Plot کلیک کنید . |
