 |
مقاومت داخلی باتری لیتیوم یونی
معرفی
این نرم افزار قابلیت سرعت باتری را بیشتر بررسی می کند و نشان می دهد که چگونه رابط باتری لیتیوم-یون یک ابزار مدل سازی عالی برای این کار است.
قابلیت نرخ بر حسب قطبش (افت ولتاژ) یا مقاومت داخلی ایجاد کننده این افت مورد مطالعه قرار می گیرد. یک آزمایش معمولی پالس جریان بالا، آزمایش مشخصه قدرت پالس هیبریدی (HPPC)، برای این منظور در اینجا شبیه سازی شده است. در درجه اول، تخلیه 10 ثانیه اول و آرامش متعاقب آن بررسی می شود.
رابط باتری لیتیوم-یونی بسیاری از ویژگی‌های فیزیکی باتری را در نظر می‌گیرد که برخی از آنها را می‌توان به عنوان پارامترهای طراحی که مستقیماً بر قابلیت سرعت تأثیر می‌گذارند، تعیین کرد. اینها عبارتند از ( رفر. 1 و رفرنس 2 ):
• | ضخامت الکترودها و جداکننده، |
• | تخلخل الکترودها و جداکننده، |
• | اندازه ذرات ماده فعال، |
• | انتخاب مواد الکترود فعال، |
• | انتخاب مواد دیگر، به عنوان مثال، الکترولیت و هادی الکترونیکی، و |
• | حالت شارژ (SOC) مواد الکترود؛ چندین ویژگی مواد وابسته به SOC هستند. |
خواصی که مقاومت داخلی را کاهش می دهند معمولاً حوزه های باتری نازک، تخلخل بالا و ذرات کوچک مواد فعال هستند. باتری با ویژگی های طراحی مخالف، مقاومت داخلی بالایی دارد، اما به دلیل ذرات بزرگ مواد فعال و الکترودهای بسته بندی ضخیم می تواند ظرفیت (انرژی) زیادی را ذخیره کند. این توضیح می دهد که چرا یک باتری نمی تواند انرژی و توان خروجی بالایی داشته باشد. یعنی باتری یا از نظر قدرت یا انرژی بهینه شده است.
شکل 1: انتخاب پارامترهای طراحی در سلول با جداکننده و ارتباط آنها با افزایش مقاومت داخلی. فلش های رو به بالا نشان دهنده افزایش و رو به پایین کاهش است. به عنوان مثال، مقاومت داخلی با کاهش تخلخل و افزایش اندازه ذرات افزایش می یابد.
انتخاب مواد فعال نیز مهم است. برخی از مواد قادرند غلظت لیتیوم خود را حتی در بارهای جریان بالا به طور موثر تغییر دهند. علاوه بر این، الکترولیت نیز مهم است. به عنوان مثال، باتری های پلیمری به ندرت از نظر انرژی بهینه می شوند زیرا این باتری ها حاوی یک الکترولیت غیر مایع با خواص انتقال یون لیتیوم ضعیف هستند.
سه پارامتر در کاربرد متفاوت است: حالت شارژ (SOC) سلول (که به نوبه خود SOC هر الکترود را دیکته می کند)، تخلخل الکترود مثبت، و اندازه ذرات ماده الکترود فعال مثبت. بنابراین، همراه با طرح اصلی، چهار مورد مقایسه شده است.
پارامترهای باتری بیشتر و تعاریف متغیر اضافی مورد استفاده در اینجا در برنامه Lithium-Ion Battery Seed یافت می شود .
تعریف مدل
این مدل برای یک سلول باتری گرافیتی/LMO تنظیم شده است. مواد از کتابخانه مواد باتری در دسترس هستند و عمدتا تنظیمات پیش فرض انتخاب شده اند. دامنه های مدل عبارتند از:
• | الکترود متخلخل منفی: گرافیت (MCMB Li x C 6 ) ماده فعال و هادی الکترونیکی. |
• | جداکننده. |
• | الکترود متخلخل مثبت: مواد فعال LMO (LiMn 2 O 4 )، هادی الکترونیکی و پرکننده. |
• | الکترولیت: 1.0 M LiPF 6 در EC:DEC (1:1 وزن). |
این مجموعه سلول باتری، بسته به وضعیت شارژ (SOC) سلول، ولتاژ سلولی حدود 4 ولت می دهد.
رابط باتری لیتیوم یونی شامل موارد زیر است:
• | هدایت الکترونیکی در الکترودها، |
• | انتقال بار یونی در الکترودها و الکترولیت/جداکننده، |
• | انتقال مواد در الکترولیت، امکان معرفی اثرات غلظت بر رسانایی یونی و پتانسیل بیش از حد غلظت، و |
• | حمل و نقل مواد در ذرات کروی که الکترودها را تشکیل می دهند، و |
• | سینتیک الکترود باتلر-ولمر با استفاده از منحنی‌های تخلیه تجربی اندازه‌گیری شده برای پتانسیل تعادل. |
پالس فعلی شارژ خنثی است و شامل 10 ثانیه تخلیه 10 درجه سانتیگراد، 10 ثانیه آرامش و 10 ثانیه شارژ 10 درجه سانتیگراد است. در شکل 2 پالس نشان داده شده است.
شکل 2: پالس جریان بالا خنثی شارژ مورد استفاده در مدل.
علاوه بر این، این مدل بازده انرژی پالس را به عنوان نسبت بین انرژی خروجی، W out و ورودی، W در محاسبه می‌کند .
(1)
نامگذار و مخرج در معادله 1 با ODE های جهانی و DAE حل می شوند.
SOC سلول اولیه با استفاده از ویژگی Initial Cell Charge Distribution روی 0.6 تنظیم شده است.
نتایج و بحث
ولتاژ سلول در طول 10 ثانیه اول تخلیه 10C و 10 ثانیه آرامش در شکل 3 نشان داده شده است . در مقایسه با ولتاژ سلول مدار باز، پلاریزاسیون در هر چهار مورد وجود دارد.
در شکل 3 نشان داده شده است که SOC سلول اولیه کاهش یافته (40%) ولتاژ را در تمام طول پالس کاهش می دهد. خواص مواد تحت تأثیر SOC سلول، پتانسیل مدار باز (OCP) الکترودها و سرعت واکنش الکتروشیمیایی در این مدل است. با این حال، به نظر می رسد تغییرات عمدتاً به دلیل OCP ها باشد، زیرا مقدار OCPs به طور قابل توجهی بین 40٪ و 60٪ SOC سلول متفاوت است.
شکل 3: رفتار ولتاژ سلول برای طرح های مختلف در طول 20 ثانیه اول پالس. (SOC0 برابر با SOC سلول اولیه است.)
هنگامی که اندازه ذرات ماده فعال مثبت کاهش می یابد، ولتاژ سلول به طور قابل توجهی افزایش می یابد، که نشان می دهد که بخش عمده ای از مقاومت داخلی از آنجا در طرح اصلی منشا می گیرد. در مقابل، تخلخل کاهش یافته در الکترود مثبت نشان می دهد که بخش الکترولیت الکترود مثبت به تخلخل بسیار بالایی (0.4) برای انتقال موثر یون های لیتیوم نیاز دارد.
در شکل 4 ، پلاریزاسیون کل، که برابر با اختلاف ولتاژ سلول و ولتاژ مدار باز است، نشان داده شده است. به نظر می رسد قطبی شدن به مقاومت های داخلی آنی و وابسته به زمان بستگی دارد. اولی هنگام روشن یا خاموش شدن جریان، افت ولتاژ فوری می دهد، دومی افت ولتاژ را آهسته تر افزایش می دهد و تنها مقاومتی است که در طول دوره آرامش مشاهده می شود. رفتار لحظه ای عمدتاً با مقاومت های اهمی مانند رسانایی و رفتار وابسته به زمان با فرآیندهای انتقال جرم آهسته، به عنوان مثال، انتشار در الکترولیت و مواد فعال مرتبط است. مقاومت داخلی محاسبه شده از قانون اهم در انتهای تخلیه 10C، همانطور که در رابطه 2 نشان داده شده است، محاسبه می شود .
(2)
مقاومت های محاسبه شده برای موارد مختلف (به ترتیب ارائه شده در افسانه های طرح، از بالا به پایین): 2.0 m ⋅Ω است . 2.1 متر ⋅Ω .، 1.4 متر ⋅Ω .، و 4.1 متر ⋅Ω .
شکل 4: پلاریزاسیون کل (EOCV، سلول-Ecell) در طرح های مختلف در طول 20 ثانیه اول پالس.
در شکل 5 و شکل 6 ، پتانسیل و OCP برای دو الکترود نشان داده شده است. مقاومت داخلی در هر دو الکترود تقریباً یکسان است. پلاریزاسیون که با اختلاف پتانسیل و پتانسیل مدار باز ارائه می شود، تقریباً 10 میلی ولت در هر دو الکترود است.
شکل 5: پتانسیل الکترود مثبت در طول 20 ثانیه اول پالس.
شکل 6: پتانسیل الکترود منفی در طول 20 ثانیه اول پالس.
بازده انرژی باتری در طول پالس به دلیل قطبش باید بطور قابل توجهی کمتر از 100٪ باشد. همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است، هم دشارژ و هم شارژ، پلاریزاسیون قابل توجهی می دهند . بازده انرژی از معادله 1 محاسبه می شود و (به ترتیب ارائه شده در افسانه های نمودار، از بالا به پایین): 90.8٪، 89.9٪، 93.4٪ و 87.8٪ می شود.
شکل 7: رفتار ولتاژ سلول برای طرح های مختلف باتری در طول کل پالس.
ارجاع
1. M. Doyle، J. Newman، AS Gozdz، CN Schmutz، و JM Tarascon، “مقایسه پیش بینی های مدل سازی با داده های تجربی از سلول های یون لیتیوم پلاستیکی،” J. Electrochem. Soc. ، جلد 143، شماره 6، صفحات 1890-1903، 1996.
2. A. Nyman، TG Zavalis، R. Elger، M. Behm، و G. Lindbergh، “تحلیل قطبش در سلول باتری لیتیوم یونی با شبیه سازی عددی”، J. Electrochem. Soc. ، جلد 157، شماره 11، صفحات A1236–A1246، 2010.
مسیر کتابخانه برنامه: Battery_Design_Module/Batteries,_Lithium-ion/li_battery_internal Resistance
دستورالعمل های مدل سازی
کتابخانه های کاربردی
1 | از منوی File ، Application Libraries را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Application Libraries ، Battery Design Module>Batteries، Lithium-Ion>li_battery_seed را در درخت انتخاب کنید . |
3 |  روی Open کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
قابلیت سرعت سه پارامتر باتری مورد آزمایش قرار می گیرد: حالت اولیه سلول (SOC)، تخلخل، و اندازه ذرات الکترود مثبت. اینها به پارامترهای جهانی اضافه می شوند تا تغییرات پارامتر را فعال کنند. ولتاژ سلول اولیه را به حالت شارژ اولیه سلول جایگزین کنید، زیرا دیگر به ولتاژ اول نیاز نیست.
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 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
SOCcell_init | 0.6 | 0.6 | وضعیت شارژ اولیه سلول |
rp_pos | 2e-6[m] | 2E-6 متر | الکترود مثبت اندازه ذرات |
epsl_pos | 0.4 | 0.4 | الکترود مثبت تخلخل |
صاف | 1e-3 | 0.001 | فاکتور صاف کننده پالس مستطیل |
تعاریف (COMP1)
متغیرها را از یک فایل متنی بارگیری کنید.
متغیرهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Definitions را گسترش دهید . |
2 | روی Component 1 (comp1)>Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
4 |  روی Load from File کلیک کنید . |
5 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل li_battery_management_variables.txt دوبار کلیک کنید . |
تکه ای 1 (pw1)
پالس را با یک تابع Piecewise تنظیم کنید. پالس 10 ثانیه تخلیه و به دنبال آن 10 ثانیه آرامش و 10 ثانیه شارژ است.
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Functions کلیک کنید و Local>Piecewise را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Piecewise ، در قسمت متن نام تابع ، پالس را تایپ کنید . |
3 | قسمت Definition را پیدا کنید . از لیست صاف کردن ، تابع پیوسته را انتخاب کنید . |
4 | از لیست منطقه انتقال ، اندازه مطلق را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن Size of transition zone ، smooth را تایپ کنید . |
6 | زیربخش فواصل را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
شروع کنید | پایان | تابع |
0 | 10 | -1 |
10 | 20 | 0 |
20 | 30 | 1 |
7 | قسمت Units را پیدا کنید . در قسمت متن Arguments ، s را تایپ کنید . |
8 |  روی Plot کلیک کنید . |
متغیرهای 1
پالس فعلی را در لیست متغیرها تنظیم کنید.
1 | در پنجره Model Builder ، روی Variables 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
I_pulse | 10*liion.I_1C*pulse(t) | آ | تست پالس 10 درجه سانتیگراد |
باتری لیتیوم یونی (LIION)
جریان الکترود – نرخ بار فعلی
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Lithium-Ion Battery (lion) روی Electrode Current 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جریان الکترود ، در قسمت نوشتار برچسب ، Electrode Current -Current Load Rates را تایپ کنید . |
3 | قسمت Electrode Current را پیدا کنید . در قسمت I s,total text، I_pulse را تایپ کنید . |
الکترود متخلخل 1
در گره‌های میان‌افزایی ذرات ویژگی‌های الکترود متخلخل ، فعال کردن مونتاژ سریع در گزینه بعد ذرات مفید است. این گزینه یک روش جایگزین را برای مونتاژ معادله انتشار در بعد ذره فعال می کند، که معمولاً زمان محاسبه را برای مدل های 1 بعدی کاهش می دهد. توجه داشته باشید که همان معادلات انتشار بدون توجه به روش مونتاژ حل می شود. علاوه بر این، چگالی جریان تبادل مرجع را برای سینتیک الکترود در گره‌های واکنش الکترود متخلخل مشخص کنید . همچنین، پارامترهایی را که باید تغییر کنند، به رابط باتری لیتیوم-یون معرفی کنید .
درهم آمیختگی ذرات 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Porous Electrode 1 را گسترش دهید ، سپس روی Particle Intercalation 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Particle Intercalation ، کلیک کنید تا قسمت Particle Discretization گسترش یابد . |
3 | کادر بررسی Fast assembly in particle dimension را انتخاب 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 سینتیک الکترود را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن i 0,ref ( T ) i0ref_neg را تایپ کنید . |
الکترود متخلخل 2
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Lithium-Ion Battery (lion) روی Porous Electrode 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای الکترود متخلخل ، بخش خصوصیات ماتریس متخلخل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن ε l ، epsl_pos را تایپ کنید . |
درهم آمیختگی ذرات 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Porous Electrode 2 را گسترش دهید ، سپس روی Particle Intercalation 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Particle Intercalation ، قسمت Particle Transport Properties را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن r p ، rp_pos را تایپ کنید . |
4 | بخش گسسته سازی ذرات را پیدا کنید . کادر بررسی Fast assembly in particle dimension را انتخاب 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 سینتیک الکترود را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن i 0,ref ( T ) i0ref_pos را تایپ کنید . |
توزیع اولیه شارژ سلولی 1
تنظیمات اولیه باتری را از ولتاژ سلول اولیه به حالت شارژ سلول تغییر دهید و پارامتر SOCcell_init را که بررسی شده است وارد کنید.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Lithium-Ion Battery (lion) روی Initial Cell Charge Distribution 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای توزیع اولیه شارژ سلول ، قسمت پارامترهای سلول باتری را پیدا کنید . |
3 | از لیست تنظیمات اولیه سلول باتری ، وضعیت شارژ اولیه سلول را انتخاب کنید . |
4 | در فیلد متنی سلول SOC ، SOCcell_init را تایپ کنید . |
جزء 1 (COMP1)
انرژی تجمعی ورودی و خروجی با یک معادله جهانی محاسبه می شود.
از منوی Home ، Add Physics را انتخاب کنید .
فیزیک را اضافه کنید
1 | به پنجره Add Physics بروید . |
2 | در درخت، Mathematics>ODE and DAE Interfaces>Global ODEs and DAEs (ge) را انتخاب کنید . |
3 | روی Add to Component 1 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
4 | از منوی Home ، Add Physics را انتخاب کنید . |
خروجی و ورودی انرژی تجمعی
در پنجره تنظیمات برای ODE و DAE جهانی ، خروجی و ورودی انرژی تجمعی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
معادلات جهانی 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Initial Cell Charge Distribution 1 را گسترش دهید ، سپس روی Component 1 (comp1)>Cumulative Energy Output and Input (ge)>Global Equations 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای معادلات جهانی ، بخش معادلات جهانی را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | F(U,UT,UTT,T) (1) | مقدار اولیه (U_0) (1) | مقدار اولیه (U_T0) (1/S) | شرح |
جاده | Woutt-abs(pos_cc(I_pulse))*Ecell*(pos_cc(I_pulse)<0) | 0 | 0 | |
پیروزی | Wint-abs(pos_cc(I_pulse))*Ecell*(pos_cc(I_pulse)>0) | 0 | 0 |
4 | قسمت Units را پیدا کنید .  روی تعریف واحد متغیر وابسته کلیک کنید . |
5 | در جدول کمیت متغیر وابسته ، تنظیمات زیر را وارد کنید: |
کمیت متغیر وابسته | واحد |
واحد سفارشی | A*V*s |
6 |  روی تعریف واحد اصطلاح منبع کلیک کنید . |
7 | در جدول مقدار واژه منبع ، تنظیمات زیر را وارد کنید: |
مقدار اصطلاح منبع | واحد |
واحد سفارشی | A*V |
مطالعه 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | تیک Generate defaults defaults را پاک کنید . |
4 | چک باکس Generate convergence plots را پاک کنید . |
مرحله 1: راه اندازی توزیع فعلی
حل چگالی انرژی تجمعی را در اولین مرحله مطالعه خاموش کنید.
1 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1 را گسترش دهید ، سپس روی Step 1: Current Distribution Initialization کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای راه‌اندازی توزیع فعلی ، بخش انتخاب فیزیک و متغیرها را پیدا کنید . |
3 | در جدول، کادر حل برای خروجی و ورودی انرژی تجمعی (ge) را پاک کنید . |
مرحله 2: وابسته به زمان
زمان های مورد علاقه برای ذخیره در راه حل را در لیست زمان ها مشخص کنید.
1 | در پنجره Model Builder ، روی Step 2: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن زمان خروجی ، محدوده(0،1،9) 9.999 10 10.001 range(11,1,19) 19.999 20 20.001 range(21,1,30) را تایپ کنید . |
4 | از لیست Tolerance ، User controlled را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متنی Relative tolerance ، 1e-3 را تایپ کنید . |
جاروی پارامتریک
پلاریزاسیون در پالس نشان دهنده توانایی سرعت سلول باتری است. یک جابجایی پارامتریک برای تغییر سه پارامتر تنظیم کنید.
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  پارامتر Sweep کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جابجایی پارامتری ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 |  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
SOCcell_init (وضعیت شارژ اولیه سلول) | 0.60 0.40 0.60 0.60 |
5 |  روی افزودن کلیک کنید . |
6 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
rp_pos (الکترود مثبت اندازه ذرات) | 2e-6 2e-6 5e-7 2e-6 | متر |
7 |  روی افزودن کلیک کنید . |
8 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
epsl_pos (الکترود مثبت تخلخل) | 0.40 0.40 0.40 0.10 |
راه حل 1 (sol1)
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show Default Solver کلیک کنید . |
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 ، برای گسترش بخش تحمل مطلق کلیک کنید . |
4 | از لیست روش تحمل ، دستی را انتخاب کنید . |
گام گذاری دقیق زمان همگرایی را برای این مدل بهبود می بخشد.
5 | برای گسترش بخش Time Steping کلیک کنید . از لیست مراحل انجام شده توسط حل کننده ، Strict را انتخاب کنید . |
6 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
پالس جریان بالا
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations روی Parametric Solutions 1 (sol3) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات راه حل ، پالس جریان بالا را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
نتایج
جاری
مشخصات فعلی پالس را رسم کنید.
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for 1D Plot Group ، Current را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، مطالعه 1/ Pulse جریان بالا (sol3) را انتخاب کنید . |
4 | از فهرست انتخاب پارامتر (SOCcell_init، rp_pos، epsl_pos) ، First را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
6 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Time (s) را تایپ کنید . |
7 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Current (A) را تایپ کنید . |
جهانی 1
1 | روی Current 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)>Definitions>Variables>I_pulse – 10 C pulse test – A را انتخاب کنید . |
3 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
I_pulse | آ |
4 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show legends را پاک کنید . |
5 | در نوار ابزار فعلی ، روی  Plot کلیک کنید . |
ولتاژ سلول در طول پالس تخلیه
قطبش را در دوره تخلیه 10 ثانیه در نمودارهای زیر ارزیابی کنید.
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 ، ولتاژ سلول در هنگام پالس تخلیه را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، مطالعه 1/ Pulse جریان بالا (sol3) را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب زمان ، از لیست را انتخاب کنید . در لیست Times (s) ، همه زمان‌ها را از 0 تا 19.999 انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
7 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Time (s) را تایپ کنید . |
8 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Cell voltage (V) را تایپ کنید . |
جهانی 1
1 | روی Cell voltage gjatë پالس تخلیه 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)>Definitions>Variables>Ecell – Battery cell voltage – V را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Legends را پیدا کنید . از لیست Legends ، ارزیابی شده را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن Legend ، SOC0=eval(SOCcell_init)، rp_pos=eval(rp_pos) m، epsl_pos=eval(epsl_pos) را تایپ کنید . |
جهانی 2
1 | روی Global 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | از لیست Dataset ، مطالعه 1/ Pulse جریان بالا (sol3) را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب پارامتر (SOCcell_init، rp_pos، epsl_pos) ، از لیست را انتخاب کنید . |
5 | در لیست مقادیر پارامتر (SOCcell_init,rp_pos (m),epsl_pos) ، 1 را انتخاب کنید: SOCcell_init=0.6، rp_pos=2E-6 m، epsl_pos=0.4 و 2: SOCcell_init=0.4، rp_pos=2E-6 m، epsl_pos=0. . |
6 | از لیست انتخاب زمان ، از لیست را انتخاب کنید . در لیست Times (s) ، همه زمان‌ها را از 0 تا 19.999 انتخاب کنید . |
7 | روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis Data کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Definitions>Variables>EOCVcell – Open-Circuit voltage , coulombic – V را انتخاب کنید . |
8 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست Line ، Dashed را انتخاب کنید . |
9 | قسمت Legends را پیدا کنید . از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
10 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
مدار باز، منبع طرح (آبی) |
مدار باز، SOC0 پایین تر (سبز) |
ولتاژ سلول در طول پالس تخلیه
1 | در پنجره Model Builder ، روی ولتاژ سلول در طول پالس تخلیه کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، قسمت Legend را پیدا کنید . |
3 | از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار ولتاژ سلول در هنگام تخلیه ، روی  Plot کلیک کنید . |
پتانسیل مثبت در طول پالس تخلیه
1 | روی Cell voltage در حین پالس تخلیه کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، پتانسیل مثبت در طول پالس تخلیه را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . در قسمت متن برچسب محور y ، پتانسیل (V) را تایپ کنید . |
جهانی 1
1 | در پنجره Model Builder ، پتانسیل مثبت در طول گره پالس تخلیه را گسترش دهید ، سپس روی Global 1 کلیک 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)>Definitions>Variables>Epos – Positive electrode positive – V را انتخاب کنید . |
جهانی 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Global 2 کلیک 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)>Definitions>Variables>EOCPpos – پتانسیل مدار باز در الکترود مثبت ، coulombic – V را انتخاب کنید . |
3 | در نوار ابزار پتانسیل مثبت در حین تخلیه پالس ، روی  Plot کلیک کنید . |
پتانسیل منفی در طول پالس تخلیه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Positive Positive gjatë پالس تخلیه کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، پتانسیل منفی در طول پالس تخلیه را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
جهانی 1
1 | در پنجره Model Builder ، پتانسیل منفی در طول گره پالس تخلیه را گسترش دهید ، سپس روی Global 1 کلیک 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)>Definitions>Variables>Eneg را انتخاب کنید – پتانسیل الکترود منفی – V . |
جهانی 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Global 2 کلیک 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)>Definitions>Variables>EOCPneg – پتانسیل مدار باز در الکترود منفی ، coulombic – V را انتخاب کنید . |
پتانسیل منفی در طول پالس تخلیه
1 | در پنجره Model Builder ، روی پتانسیل منفی در حین پالس تخلیه کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، قسمت Legend را پیدا کنید . |
3 | از لیست موقعیت ، سمت راست میانی را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار پتانسیل منفی در حین تخلیه ، روی  Plot کلیک کنید . |
پلاریزاسیون در طول پالس تخلیه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Cell voltage during discharge pulse کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، قطبش را در هنگام پالس تخلیه در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . در قسمت متن برچسب محور y ، قطبش (V) را تایپ کنید . |
جهانی 1
1 | در پنجره Model Builder ، Polarization در حین تخلیه پالس را گسترش دهید ، سپس روی Global 1 کلیک 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)>Definitions>Variables>Total_polarization – Total Cell Cell Polarization – V را انتخاب کنید . |
جهانی 2
در پنجره Model Builder ، روی Global 2 کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید .
پلاریزاسیون در طول پالس تخلیه
1 | در پنجره Model Builder ، روی قطبش در حین پالس تخلیه کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، قسمت Legend را پیدا کنید . |
3 | از لیست موقعیت ، سمت راست بالا را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار پلاریزاسیون در حین تخلیه ، روی  Plot کلیک کنید . |
مقاومت داخلی
مقاومت داخلی را در طرح های مختلف باتری در پایان تخلیه 10 ثانیه 10C محاسبه کنید.
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی ارزیابی  جهانی کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی ، مقاومت داخلی را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، مطالعه 1/ Pulse جریان بالا (sol3) را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب زمان ، از لیست را انتخاب کنید . |
5 | در لیست بارها ، 10 را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Expressions را پیدا کنید .  روی پاک کردن جدول کلیک کنید . |
7 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
پلاریزاسیون کل/(abs(I_pulse)) | اوه |
8 |  روی ارزیابی کلیک کنید . |
ولتاژ سلول در طول پالس تخلیه
پالس خنثی شارژ را بررسی کنید.
ولتاژ سلول در طول پالس
1 | در پنجره Model Builder ، روی Cell voltage during discharge pulse کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، ولتاژ سلول در طول پالس را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست انتخاب زمان ، همه را انتخاب کنید . |
جهانی 2
1 | در پنجره Model Builder ، ولتاژ سلول را در طول گره پالس گسترش دهید ، سپس روی Global 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب زمان ، همه را انتخاب کنید . |
ولتاژ سلول در طول پالس
1 | در پنجره Model Builder ، روی ولتاژ سلول در طول پالس کلیک کنید . |
2 | در نوار ابزار ولتاژ سلول در طول پالس ، روی  Plot کلیک کنید . |
بهره وری انرژی
بازده انرژی را محاسبه کنید.
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی ارزیابی  جهانی کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی ، Energy efficiency را در قسمت نوشتاری Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، مطالعه 1/ Pulse جریان بالا (sol3) را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب زمان ، آخرین را انتخاب کنید . |
5 | از لیست ستون های جدول ، راه حل های بیرونی را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Expressions را پیدا کنید .  روی پاک کردن جدول کلیک کنید . |
7 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
غیبت/برنده شدن | 1 |
8 |  روی ارزیابی کلیک کنید . |
