 |
مدل سازی حرارتی یک باتری لیتیوم یون استوانه ای به صورت دو بعدی
معرفی
مدیریت حرارتی برای ایمنی و تضمین طول عمر باتری ها بسیار مهم است. دماهای بالا معمولاً با افزایش سرعت فرآیندهای تخریب، طول عمر باتری را کوتاه می‌کنند و بنابراین ممکن است خنک‌سازی فعال برای کاربردهای با توان بالا مورد نیاز باشد. یکی دیگر از جنبه‌های مدیریت حرارتی این است که از گرادیان‌های دمایی زیاد در یک باتری، یا بسته باتری، باید اجتناب شود، زیرا ممکن است منجر به چگالی جریان غیریکنواخت و پدیده‌های پیری غیریکنواخت شود.
مقیاس‌های طول متفاوت و هندسه‌های پیچیده یک باتری لیتیوم یونی نیاز به بررسی دارد. لایه‌های جداگانه‌ای که سلول‌های باتری را تشکیل می‌دهند، معمولاً در مقیاس ده‌ها میکرومتر در جهت عادی به لایه‌ها، اما تا ده‌ها سانتی‌متر در جهت ورق هستند و معمولاً در هندسه‌های چند لایه پیچیده می‌شوند. وقتی صحبت از باتری یا بسته باتری واقعی می‌شود، هندسه‌ها ممکن است در مقیاس سانتی‌متر تا متر (در مورد خودروهای الکتریکی) باشند و می‌توانند از صدها سلول جداگانه تشکیل شوند. حل این هندسه ها با یک مدل کامل سه بعدی از شیمی باتری از نظر محاسباتی پرهزینه است.
با این حال، از آنجایی که رسانایی حرارتی اجزای یک باتری لیتیوم یونی نسبت به گرمای تولید شده بسیار بالا است، در بسیاری از موارد می توان فرض کرد که باتری دارای مشخصات دمایی نسبتاً یکنواختی است. علاوه بر این، اگر شیمی باتری به شدت تحت تأثیر تغییرات دمایی کوچک قرار نگیرد، با توصیف شیمی باتری با استفاده از یک مدل توده‌ای، بر اساس میانگین دمای باتری، جزئیات کمی از بین می‌رود.
این مثال یک باتری لیتیوم یونی 18650 استوانه‌ای خنک‌شده با هوا را در طول یک چرخه شارژ-دشارژ شبیه‌سازی می‌کند و پس از آن یک دوره آرامش را دنبال می‌کند. یک مدل باتری یکپارچه برای مدلسازی شیمی سلول باتری و یک مدل متقارن محوری دو بعدی برای مدلسازی دمای باتری استفاده می‌شود. این دو مدل توسط منبع گرمای تولید شده و دمای متوسط با استفاده از گره جفت‌کننده چندفیزیکی گرمایش الکتروشیمیایی جفت می‌شوند.
تعریف مدل
مدل سلولی
مدل سلولی با استفاده از رابط Lumped Battery ایجاد می شود. این رابط به ورودی هایی مانند ظرفیت باتری و وضعیت شارژ اولیه نیاز دارد و از پارامترهای توده ای تشکیل شده است که نشان دهنده سهم اهمی، فعال سازی و تمرکز بیش از حد است. شرح مفصلی درباره نحوه بهینه‌سازی پارامترهای مدل یکپارچه در برابر داده‌های تجربی را می‌توان در مثال Application Libraries برآورد پارامتر یک مدل باتری یکپارچه وابسته به زمان یافت .
مدل یکپارچه می‌تواند در یک نسخه سراسری ، که در آن متغیرهای باتری به صورت سراسری تعریف شده‌اند، یا در یک نسخه محلی که متغیرها به صورت محلی در همان بعد فضایی رابط فیزیک انتقال حرارت حل می‌شوند، حل شود. در این مدل رابط Lumped Battery از مدل جهانی کوپلینگ به رابط Heat Transfer in Solids استفاده می کند. مدل جهانی به یک مقدار متوسط (جهانی) دما از رابط انتقال حرارت نیاز دارد و به طور مشابه یک مقدار متوسط از منبع گرمای تولید شده در حوزه ماده فعال را به رابط انتقال حرارت ارائه می‌کند. از سوی دیگر، محلیمدل نیاز به مقدار محلی دما در حوزه ماده فعال از رابط انتقال حرارت دارد و مقدار محلی منبع حرارت تولید شده را به رابط انتقال حرارت ارائه می‌کند. مدل محلی را می توان زمانی که تغییرات زیادی در دما در مواد فعال باتری وجود دارد استفاده کرد و در نظر گرفتن مقادیر محلی منبع حرارت تولید شده در مدل حرارتی ضروری است.
گره کوپلینگ چندفیزیکی گرمایش الکتروشیمیایی برای جفت کردن دما و منبع گرمای تولید شده بین رابط های باطری و انتقال حرارت در جامدات استفاده می شود.
تابع موج مربعی برای تنظیم جریان شارژ/تخلیه متناوب با نرخ 7.5 درجه سانتیگراد با زمان چرخه 600 ثانیه و به دنبال آن یک دوره آرامش پس از 1500 ثانیه استفاده می شود. شکل 2 را ببینید . (نرخ 1C مربوط به جریان شارژ/دشارژ مورد نیاز برای شارژ یا تخلیه کامل در یک ساعت است؛ 7.5C مربوط به جریان 7.5 برابر بیشتر است).
سلول روی حالت شارژ اولیه 20 درصد تنظیم شده است.
مدل حرارتی
مدل حرارتی با استفاده از رابط انتقال حرارت در جامدات به صورت دو بعدی با تقارن محوری است. دلیل استفاده از تقارن محوری این است که برای یک باتری مارپیچی از این نوع، هدایت گرما در جهت مارپیچی را می توان نادیده گرفت ( مرجع 2 ). علاوه بر این، به جای مدلسازی هدایت گرما در هر لایه از ورق‌های زخم در جهت شعاعی (به عنوان مثال، در هر لایه الکترود مثبت، هر لایه جداکننده و غیره)، ورق‌های زخم به عنوان یک حوزه مواد باتری فعال مدلسازی می‌شوند. نشان داده شده است که این تقریب ها برای سلول های باتری مارپیچی که توسط همرفت طبیعی خنک می شوند، معقول هستند ( مراجعه 2 ).
هندسه (شعاع 9 میلی متر، ارتفاع 65 میلی متر، به شکل 1 مراجعه کنید ) از سه حوزه تشکیل شده است:
• | قوطی باتری (فولاد، ضخامت 0.25 میلی متر) |
• | دامنه مواد باتری فعال (ورقه های زخمی مواد سلولی) |
• | سنبه (ایزولاتور که ورقه های سلول باتری به شعاع 2 میلی متر در اطراف آن پیچیده شده است)  |
شکل 1: هندسه مدل حرارتی
فرض بر این است که ماده فعال باتری شامل یک یا چند سلول باتری است که به صورت مارپیچی به داخل یک سیلندر پیچیده شده است. به عنوان اثر این، رسانایی حرارتی در مدل حرارتی ناهمسانگرد است، با رسانایی حرارتی بالاتر در امتداد صفحات باتری، جهت طول سیلندر، نسبت به جهت عادی به ورق ها، جهت شعاعی (نگاه کنید به مرجع 1 ) .
در جهت شعاعی، هدایت حرارتی، kT ,r ، از فرمول محاسبه می شود
که در آن L i ضخامت لایه‌های مختلف سلول و kT ,i رسانایی حرارتی مواد تشکیل‌دهنده این لایه‌ها است.
رسانایی حرارتی در جهت طول سیلندر، kT ، ang ، بر اساس محاسبه می شود
چگالی، ρ batt ، و ظرفیت حرارتی، C p ،batt ، برای مواد باتری فعال به طور مشابه با توجه به محاسبه می شود.
منبع گرمای تولید شده در حوزه مواد باتری فعال با استفاده از گره اتصال چندفیزیکی گرمایش الکتروشیمیایی مشخص شده است.
روی سطح قوطی باتری، شرایط مرزی شار حرارتی با استفاده از ضریب انتقال حرارت h = 20 W/(m2 · K) و دمای خارجی 298.15 K مشخص می‌شود. این معمولاً با خنک‌کردن هوا توسط همرفت اجباری با سرعت کم مطابقت دارد. .
دمای اولیه باتری روی 298.15 کلوین تنظیم شده است.
نتایج و بحث
شکل 2 پتانسیل سلول و جریان سیکل بار را نشان می دهد.
شکل 2: پتانسیل سلول و بار جریان.
شکل 3 دمای حداکثر، حداقل و متوسط باتری را در طول شبیه سازی نشان می دهد. اختلاف دما بین حداقل و حداکثر هرگز از 3 K تجاوز نمی کند. همچنین تفاوت نرخ گرمایش بین شارژ و دشارژ به دلیل اثرات آنتروپی (گرمایش برگشت پذیر) است.
شکل 3: میانگین، حداکثر و حداقل دما.
با بازگشت به شکل 2 همچنین مشاهده می شود که پتانسیل سلولی چرخه های مختلف تا حد زیادی تحت تأثیر تغییرات کوچک دما در شکل 3 قرار نمی گیرد . توجه داشته باشید که مدل باتری در حال حاضر شامل وابستگی دمایی ولتاژ مدار باز است. علاوه بر این، می تواند وابستگی دما پارامترهای توده را شامل شود.
شکل 4 دمای سیلندر باتری را در 1500 ثانیه نشان می دهد. حداکثر دما در ماده باتری فعال در مرکز باتری قرار دارد.
شکل 4: توزیع دما در باتری در t=1500 ثانیه.
منابع
1. S.-C. چن، ی.-ای. وانگ و سی.-سی. وان، “تحلیل حرارتی باتری های لیتیومی مارپیچی”، J. Electrochem. Soc. ، جلد 153، شماره 4، صفحات A637–A648، 2006.
2. PM Gomadam، RE White، و JW Weidner، “مدلسازی هدایت حرارتی در هندسه مارپیچی”، J. Electrochem. Soc. ، جلد 150، شماره 10، صفحات A1339–A1345، 2003.
مسیر کتابخانه برنامه: Battery_Design_Module/Thermal_Management/li_battery_thermal_2d_axi
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  2D Axismetric کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Electrochemistry>Batteries>Lumped Battery (lb) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در درخت Select Physics ، Heat Transfer>Heat Transfer in Solids (ht) را انتخاب کنید . |
5 | روی افزودن کلیک کنید . |
6 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
7 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Time Dependent را انتخاب کنید . |
8 |  روی Done کلیک کنید . |
هندسه 1
یک دنباله هندسی آماده شده را از یک فایل درج کنید. پس از درج، می توانید هر مرحله هندسه را در دنباله پیوست – دستورالعمل های مدل سازی هندسه مطالعه 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 li_battery_thermal_2d_axi_geom_sequence.mph دوبار کلیک کنید . |
3 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
4 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
هندسه باید مطابق شکل زیر باشد:
تعاریف جهانی
بارگذاری پارامترها از یک فایل متنی توجه داشته باشید که گره از قبل دارای پارامترهایی است که برای ساختن هندسه استفاده شده است.
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_thermal_2d_axi_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
شکل موج 1 (wv1)
یک تابع شکل موج برای تعریف جریان اعمال شده ایجاد کنید.
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Waveform را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای شکل موج ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | از لیست Type ، مربع را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن Period ، cycle_time را تایپ کنید . |
تعاریف
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 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
برنامه | lb.I_1C*7.5*(wv1(t))*(t<1500) | آ | جریان اعمال شده |
میانگین دما
پروب هایی را برای تغییرات دمای میانگین، حداکثر و حداقل در مدل حرارتی ایجاد کنید.
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Probes کلیک کنید و Domain Probe را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Domain Probe ، میانگین دما را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متن نام متغیر ، MeanT را تایپ کنید . |
4 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، Active Battery Material را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، T-T_init را تایپ کنید . |
6 | کلیک کنید تا قسمت Table and Window Settings گسترش یابد .  روی Add Plot Window کلیک کنید . |
حداکثر دما
1 | روی Mean Temperature کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Domain Probe ، Max Temperature را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متن نام متغیر ، maxT را تایپ کنید . |
4 | قسمت Probe Type را پیدا کنید . از لیست نوع ، حداکثر را انتخاب کنید . |
حداقل دما
1 | روی Max Temperature کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Domain Probe ، حداقل دما را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | در قسمت متن نام متغیر ، minT را تایپ کنید . |
4 | قسمت Probe Type را پیدا کنید . از لیست نوع ، حداقل را انتخاب کنید . |
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>Steel AISI 4340 را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
فولاد AISI 4340 (mat1)
1 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
2 | از لیست انتخاب ، باتری می تواند را انتخاب کنید . |
باتری پر شده (پوند)
اکنون شروع به تعریف مدل باتری یکپارچه خواهید کرد.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Lumped Battery (lb) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Lumped Battery ، قسمت Domain Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Active Battery Material را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Operation Mode را پیدا کنید . در قسمت متن I app ، Iapp را تایپ کنید . |
5 | قسمت تنظیمات باتری را پیدا کنید . در فیلد متنی سلول Q ، Q_batt را تایپ کنید . |
6 | در فیلد متنی سلول SOC ، SOC_init را تایپ کنید . |
پتانسیل تعادل سلولی 1
داده های ولتاژ مدار باز را در دمای مرجع و مشتق دمایی داده های ولتاژ مدار باز را از فایل های متنی در جداول زیر بارگیری کنید.
مشتق دمای داده های ولتاژ مدار باز برای محاسبه وابستگی دمایی ولتاژ مدار باز استفاده می شود. همچنین، این داده ها در محاسبه سهم برگشت پذیر (آنتروپیک) و گرمای سهم اختلاط به منبع حرارت کل استفاده می شود.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Lumped Battery (lb) روی Cell Equilibrium Potential 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پتانسیل تعادل سلولی ، بخش Open Circuit Voltage را پیدا کنید . |
3 |  روی پاک کردن جدول کلیک کنید . |
توجه داشته باشید که پاک کردن جداول قبل از بارگیری داده ها از فایل های متنی مهم است.
4 |  روی Load from File کلیک کنید . |
5 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل li_battery_thermal_2d_axi_E_OCP_data.txt دوبار کلیک کنید . |
6 |  روی پاک کردن جدول کلیک کنید . |
7 |  روی Load from File کلیک کنید . |
8 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل li_battery_thermal_2d_axi_dEdT_data.txt دوبار کلیک کنید . |
تلفات ولتاژ 1
پارامترهای یکپارچه مدل باتری را تنظیم کنید.
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_ohmic1C را تایپ کنید . |
4 | قسمت Activation Overpotential را پیدا کنید . در قسمت نوشتاری J 0 ، J0 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Concentration Overpotential را پیدا کنید . چک باکس Include غلظت overpotential را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن τ ، tau را تایپ کنید . |
انتقال حرارت در جامدات (HT)
مدل انتقال حرارت را تنظیم کنید که شامل سه حوزه جامد است که به ترتیب نشان دهنده قوطی باتری، مواد باتری فعال و حوزه سنبه است.
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی انتقال حرارت در جامدات (ht) کلیک کنید .
جامد 2
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 ، Active Battery Material را انتخاب کنید . |
4 | بخش رسانش گرما ، جامد را پیدا کنید . از فهرست k ، User defined را انتخاب کنید . از لیست، مورب را انتخاب کنید . |
5 | در جدول k تنظیمات زیر را وارد کنید: |
kT_batt_r | 0 |
0 | kT_batt_ang |
6 | بخش ترمودینامیک، جامد را پیدا کنید . از لیست ρ ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، rho_batt را تایپ کنید . |
7 | از لیست C p ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Cp_batt را تایپ کنید . |
جامد 3
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 ، Mandrel را انتخاب کنید . |
4 | بخش رسانش گرما ، جامد را پیدا کنید . از فهرست k ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، kT_sep را تایپ کنید . |
5 | بخش ترمودینامیک، جامد را پیدا کنید . از لیست ρ ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، rho_sep را تایپ کنید . |
6 | از لیست C p ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Cp_sep را تایپ کنید . |
شار حرارتی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Heat Flux را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 2، 7 و 12 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات Heat Flux ، بخش Heat Flux را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع شار ، شار حرارتی همرفتی را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن h عدد 20 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن T ، T_init را تایپ کنید . |
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، 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 . |
چند فیزیک
کوپلینگ بین رابط باتری و رابط انتقال حرارت را با استفاده از گره اتصال چندفیزیکی گرمایش الکتروشیمیایی تنظیم 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
نقشه برداری 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Mapped کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Mapped ، برای گسترش بخش Control Entities کلیک کنید . |
3 | کادر تیک Smooth seranserî نهادهای کنترل حذف شده را پاک کنید . |
4 | در پنجره Model Builder ، روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Build All را انتخاب کنید . |
مش باید مطابق شکل زیر باشد:
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 | در قسمت متنی بار خروجی ، 0 2100 را تایپ کنید . |
4 | از لیست Tolerance ، User controlled را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متنی Relative tolerance ، 1e-3 را تایپ کنید . |
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 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
6 | بر روی زبانه Probe Plot 1 کلیک کنید تا هنگام حل، نمودار پروب در فوکوس قرار گیرد. |
نتایج
هنگامی که حل کننده به پایان رسید، علاوه بر طرح پروب، چهار نمودار پیش فرض نیز دارید.
پتانسیل و بار سلولی (پوند)
ابتدا پتانسیل سلول و نمودار بار را تغییر دهید تا فقط پتانسیل سلول و جریان سیکل بار نشان داده شود. برای رسیدن به این هدف، نمودار سراسری را که ولتاژ مدار باز سلول را ترسیم می کند، غیرفعال کنید. با شکل 2 مقایسه کنید .
جهانی 2
1 | در پنجره Model Builder ، گره Cell Potential and Load (lb) را گسترش دهید . |
2 | روی Global 2 کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید . |
پتانسیل و بار سلولی (پوند)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Cell Potential and Load (lb) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . |
3 | از لیست نوع عنوان ، Label را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار Cell Potential and Load (lb) روی  Plot کلیک کنید . |
دما، سه بعدی (ht)
این نمودار دمای داخل باتری را در پایان بازه شبیه سازی نشان می دهد. زمان را به 1500 ثانیه تغییر دهید. نمودار حاصل را با نمودار نشان داده شده در شکل 4 مقایسه کنید .
1 | در پنجره Model Builder ، روی Temperature, 3D (ht) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست زمان (ها) ، Interpolation را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن Time ، 1500 را تایپ کنید . |
5 | در نوار ابزار دما، سه بعدی (ht) ، روی  Plot کلیک کنید . |
6 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
دما در مقابل زمان
در نهایت، این نمودار پروب را برای بازتولید نمودار در شکل 3 تغییر دهید .
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results روی Probe Plot Group 5 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، دما در مقابل زمان را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان ، دستی را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن عنوان ، Temperature change را تایپ کنید . |
5 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
6 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، \DELTA T (K) را تایپ کنید . |
نمودار جدول پروب 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Temperature vs. Time را گسترش دهید ، سپس روی Probe Table Graph 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . |
3 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
منظور داشتن |
حداکثر |
حداقل |
دما در مقابل زمان
1 | در پنجره Model Builder ، روی دما در مقابل زمان کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار دما در مقابل زمان ، روی  Plot کلیک کنید . |
ضمیمه – دستورالعمل های مدل سازی هندسه
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی Blank Model کلیک کنید .
Blank Model کلیک کنید .تعاریف جهانی
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_thermal_2d_axi_geom_sequence_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
افزودن کامپوننت
در نوار ابزار Home ، روی Add Component کلیک کنید و 2D Axismetric را انتخاب کنید .
Add Component کلیک کنید و 2D Axismetric را انتخاب کنید .هندسه 1
مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، r_batt را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، h_batt را تایپ کنید . |
5 | برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام لایه | ضخامت (متر) |
لایه 1 | d_can |
لایه 2 | h_batt-d_can*2 |
مستطیل 2 (r2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، r_batt-d_can را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، h_batt را تایپ کنید . |
5 | قسمت لایه ها را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام لایه | ضخامت (متر) |
لایه 1 | r_mandrel |
6 | تیک لایه های سمت چپ را انتخاب کنید . |
7 | تیک Layers on bottom را پاک کنید . |
8 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
لبه های کنترل مش 1 (mce1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Virtual Operations کلیک کنید و Mesh Control Edges را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای لبه‌های کنترل مش ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، 8، 12، 15، 18-20 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید. |
5 | روی OK کلیک کنید . |
باتری می تواند
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، Battery Can را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | در شی mce1 ، فقط دامنه 1 را انتخاب کنید. |
مواد باتری فعال
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، Active Battery Material را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | در شی mce1 ، فقط دامنه 3 را انتخاب کنید. |
سنبه
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، Mandrel را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | در شی mce1 ، فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
