基于渐近方法的锂离子电池降阶热-电化学模型的系统推导与验证
化学物理
2021-05-03 v3 计算物理
摘要
广泛使用的锂离子电池 Doyler-Fuller-Newman (DFN) 模型因计算代价过高而不适用于某些应用，这促使了大量更简单模型的出现。这些模型通常以特设方式提出，导致与 DFN 模型不一致以及同一模型的多种表述，其中单粒子模型（SPM）就是后者的一个很好的例子。本工作中，我们讨论 SPM 型模型的概念，表明尽管文献中存在多种表述，这些模型始终遵循相同的结构，并将此讨论扩展到考虑热效应的模型。随后，我们提出一种使用渐近技术系统推导的带电解液热单粒子模型（TSPMe）。针对热 DFN 模型对 TSPMe 的验证显示出非常高的精度，而计算成本降低了四十倍以上。与实验数据的对比表明，该模型能合理地预测真实电池的行为，但需要非常好的参数集才能获得准确的预测。
引用
@article{arxiv.2011.01611,
title = {Systematic derivation and validation of a reduced thermal-electrochemical model for lithium-ion batteries using asymptotic methods},
author = {Ferran Brosa Planella and Muhammad Sheikh and W. Dhammika Widanage},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.01611},
year = {2021}
}
备注
Accepted version to Electrochimca Acta, 27 pages, 13 pages of appendix, 12 figures