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关于本次座谈

座谈简介

本次活动将介绍如何通过基于电化学原理的多物理场数值仿真,对锂离子电池的性能,热管理,滥用,应力变形等方面进行数值分析和预测。 使用 COMSOL 软件不仅能够对电池充/放电曲线、SOC 曲线、不同放电倍率下的电池容量、内阻、极化、电池老化等性能问题进行分析, 还能够分析热管理、流动管理等与产品安全性相关的问题,优化锂离子电池的设计和使用方案。

专家介绍

施翀 施翀
应用工程师
施翀毕业于复旦大学材料科学系材料工程专业,从事电化学防腐蚀研究。2014年加入COMSOL,主要负责COMSOL软件的技术支持和客户咨询工作,涉及电化学、传热、化工、流体等领域。

精彩问答

[问:zsyf88] 有使用图片吗?
[答:] 可以登录cn.comsol.com查看和下载相关资料
[问:liang-1011] 锂电池仿真的发展趋势?
[答:] 现在还是趋向于均质多孔模型和多物理场耦合模型
[问:tlf_2008] 有没有具体资料?
[答:] 可以登录cn.comsol.com查看相关资料
[问:york_feng] 除了锂离子点出外,其它电池也可以模拟吗?
[答:] 可以啊,像铅酸电池,燃料电池,镍镉电池等等都是可以的
[问:liang-1011] 锂电池寿命仿真误差?
[答:] 模拟的精度取决于很多因素,比如数学模型的准确性,参数的准确性等等,做得好的话可以得到很精确的结果,有客户实现误差在3%-5%左右。
[问:zhjb11] 请问:多电池并串联可以模拟吗?谢谢
[答:] 可以的,软件有预制的边界条件可以实现串并联的模拟,或者也可以在直接模型中直接画出串并联的连接线来实现模拟。
[问:liang-1011] 是否可以仿真冲击安全试验?
[答:] 可以的,这个就是结构力学的问题
[问:tsaqd8288] 软件如何得到
[答:] 请登录cn.comsol.com 报名才加免费的活动就可以进行软件下载。
[问:qditz] 热管理的温度范围是什么?
[答:] 这个需要仿真啊,通过仿真可以模拟出热管理的温度分布。
[问:shuguang6198046] 可以在多少度环境工作
[答:] 可以才是需要仿真的。
[问:zsyf88] COMSOL现在的主要客户是哪些?用户的反馈 如何?会不断完善吗?
[答:] 现在电池排名前十的电池厂商有一半以上都是COMSOL的客户,软件每年都会升级所以会不断完善。
[问:liang-1011] 锂电池仿真有哪些功能模块?
[答:] 包括专业的锂离子电池,铅酸电池等电池物理场接口,还有通用的电流分布物理场接口,可以用于各类电池的模拟,另外还可以与温度场,流场,结构场等实现耦合。
[问:CarlChan] 除了电池本身的升温,环境温度的影响,模拟仿真都可以做的吧?
[答:] 可以做到,简单一点环境温度的影响,可以直接通过边界条件来考虑。
[问:jslz] 有资料下载吗?
[答:] 可以登录:cn.comsol.com 查看相关的资料。
[问:tusondz] 模拟和实际相差多大
[答:] 模拟的精度取决于很多因素,比如数学模型的准确性,参数的准确性等等,做得好的话可以得到很精确的结果,有客户实现误差在3%-5%左右。
[问:qzdz] 仿真APP 如何形成?
[答:] 可以在软件的工具栏窗口,点击APP开发器就可以进行APP的创建,在COMSOL中我们可以通过图形化或者编程的方式来实现APP的创建。
[问:htwdb] 多物理场数值仿真能否实现锂离子电池剩余电量模拟?
[答:] 可以的,这个正是电池容量衰减模型可以实现的,如果有兴趣可以下载COMSOL软件,在软件自带的案例库中有相关的案例。
[问:xinxin7489] 有哪些具体的应用案例?
[答:] 可以下载软件试用一下,在软件自带的案例库中有很多相关的案例,推荐登录:cn.comsol.com关注。
[问:liu12715] 锂电池短路和假短路的情况可以模拟不?
[答:] 短路可以模拟,假短路不清楚具体是什么情况,需要弄清楚原理之后再来建模。
[问:szyouer] 电池与燃料电池模块中开发的模型是不是可以与 COMSOL 模块套件中任何其他物理接口耦合?
[答:] 对的,可以与温度场,流场等等任何其他物理场耦合。
[问:liang-1011] 锂电池仿真有哪些功能?
[答:] 可以认真听一下我们的PPT介绍,里面有详细的介绍。
[问:linger223] 容量衰减分析能做到什么程度?
[答:] 可以模拟经过不同循环之后,电池的容量衰减曲线,包括电量,电压,电阻等结果都可以模拟计算出来。
[问:chifeng] 锂亚电池可以做模型吗
[答:] 锂亚电池是指锂亚硫电池?COMSOL可以实现模拟,而且我们也正有客户在做相关的模拟工作。如果不是,也是可以模拟,因为软件是基于数学模型建模的,所以只要能有相关的数学模型,就能利用软件模拟。
[问:keiji] 一次性锂电池可以防真吗
[答:] 可以啊,因为我们是基于数学模型来建模的,所以理论上只要有了数学模型那么任何电池都可以模拟。
[问:qzdz] 一种电池建模一般需要了解多少参量?
[答:] 取决于选择哪种方法来模拟,如果是集总模型只需要集总的电阻和电容等参数即可,如果选择第三种均质多孔模型的话,需要输入扩散系数,电导率参数,正负极孔隙率,粒径,电化学动力学相关参数等等。
[问:chnei21] 模拟仿真与真实场景有多大差异?还是完全吻合?
[答:] 可以做到完全吻合,也可能有较大的差异,取决于我们采用什么样的模型来进行仿真。
[问:chenpld] 仿真结果跟实际的效果差别多大?
[答:] 模拟的精度取决于很多因素,比如数学模型的准确性,参数的准确性等等,做得好的话可以得到很精确的结果,有客户实现误差在
[问:dpfl] 用模型模拟的精度如何?
[答:] 模拟的精度取决于很多因素,比如数学模型的准确性,参数的准确性等等,做得好的话可以得到很精确的结果,有客户实现误差在3%-5%。
[问:syj317] 有哪些模拟仿真方式??有什么不同??
[答:] 后面的ppt我们会介绍到四种策略,可以听一下。
[问:djgyy] 有没有成功的应用案例?
[答:] 有很多成功的应用案例,现在已经有很多电池厂商和主机厂有购买COMSOL软件,并作出很多相关的成果了。
[问:dragon_eccn] 对于新材料电池的研发有哪些帮助?
[答:] 可以帮助我们更快得理解原理,进行性能的仿真,也可以更快更低成本得去优化参数和设计。
[问:szyouer] 在所有物理接口中,电迁移都是不是一个可选项?
[答:] 可以这么说,电迁移其实是物质传递的一种机制,这在均质多孔模型中已经有考虑。
[问:jamesleo] 可以仿真哪几类电池?(锰、锂离子、铅酸。。。)
[答:] 锂离子电池,铅酸电池,镍镉电池,燃料电池等等,几乎所有类型的电池都可以模拟。
[问:fyh6703] 混晶锰酸锂和磷酸亚铁锂的锂离子电池等动力电池模拟优化充电控制,提高充电速度,是否得出有较好的方案?
[答:] 可以采用之前在PPT中提到的四种模拟策略,尤其是第三种均质多孔电极理论,通过模拟我们可以来了解背后的影响因素,优化参数和设计。
[问:dsg333] 如何对锂电池的充放电热特征进行仿真?
[答:] 其实视频中已经有过介绍,可以通过软件中的电池模块和温度模块耦合来模拟,电池模块可以计算出热量,包括欧姆热和极化热,用于温度场,而温度场的温度又可以反过来影响电池性能。
[问:shj_23] 仿真与实际的偏差会有多大?准确性如何?
[答:] 影响准确性的因素有很多,比如模型的选择,参数的可靠性等等,有做得好的客户可以将误差控制在5%以下。
[问:shj_23] 电池的影响因子比较多,对于复杂的应用环境都能够仿真吗?如温度,干扰,湿度,对于各因子的变化也能够仿真出来吗?
[答:] 可以的,这也是为什么我们强调要实现多物理场仿真的原因。COMSOL软件有相关的模块可以来考虑这些影响因素。
[问:linghz] 多物理场数值仿真建模时有哪些注意事项?
[答:] 要注意的事项还挺多,特别在建模的时候耦合要做好,边界条件需要添加合理等等。当然一开始,我们的物理模型需要先选择正确,需要准备的参数都需要准备好。
[问:qzdz] 导致可循锂减少,主要几个原因具什幺?
[答:] 比如有锂离子与溶剂反应生成SEI膜,比如有锂的析出,比如正极上活性物质的分解等等,原因很多。
[问:ljch65] 锂电池负载怎样建模?
[答:] 负载是通过软件预设的边界条件来指定的,可以指定恒流充放电,恒压充放电,恒功率充放电,也可以导入实际的载荷循环数据。
[问:lingf] 如何仿真电池的寿命?
[答:] 刚才有介绍过一个电池容量衰减的案例,其实就是对引起电池寿命衰减的电化学反应或化学反应进行建模,考虑可循环锂的减少,从而可以模拟出电池容量或者寿命的衰减。
[问:kairong89] 请问 内部短路一般是什么原因造成的? 可有办法防护?谢谢
[答:] PPT中已经介绍过,内部短路可能是锂枝晶析出造成的,可能是制造过程中的毛刺引起的,也可能是外部的一些暴力破坏引起的。
[问:lulu968313] 用什么软件进行模拟计算?
[答:] 今天介绍的软件叫COMSOL Multiphysics,可以百度一下,COMSOL在电化学领域有比较强的功能。
[问:liang-1011] 锂电池安全问题是否可以仿真?
[答:] 可以啊,PPT中有介绍,可以模拟电池热管理和电池滥用,比如内部短路等
[问:guojun0718] 如何仿真放电过程中电池内的温度场分布
[答:] 其实视频中已经有过介绍,可以通过软件中的电池模块和温度模块耦合来模拟,电池模块可以计算出热量,包括欧姆热和极化热,用于温度场,而温度场的温度又可以反过来影响电池性能。
[问:wojiaomt] 请教一下,对于电池的使用者,是否有仿真的价值呢?
[答:] 有仿真的价值,其实现在已经很非常多的电池生产厂商,包括主机厂都已经在做相关的仿真工作。因为仿真确实可以缩短我们的研发周期,可以让我们对问题的本质有更深入的了解。
[问:gaon] 锂电池的温度燃烧实验可以模拟吗
[答:] 也可以模拟,可以通过锂电池与温度场的耦合来实现。
[问:cntszxb] 这个软件可以优化锂电的充/放电曲线吗?
[答:] 可以的,软件模拟的目的就是用来优化或设计相关的参数。
[问:lpgoal] 负载如何建模
[答:] 负载是通过软件预设的边界条件来指定的,可以指定恒流充放电,恒压充放电,恒功率充放电,也可以导入实际的载荷循环数据。
[问:zsyf88] 模拟,模型建立的依据?
[答:] 建立的依据还是根据相关的理论,现在已经有不少成熟的数学模型可用于电池的模拟了。其中比较常用的模型有newmann模型,就是由电化学大牛Jonh Newmann提出的。
[问:liang-1011] 锂电池仿真的主要挑战?
[答:] 主要的挑战一个是参数的获取,一个是计算量。当然参数都可以通过实验或者查找文献来获取。而计算量主要是因为锂电池几何结构的复杂程度引起的,我们可以采用1D简化的模型来模拟,也可以采用全3D模型来模拟。
[问:18782458718] 怎么提高充电速度
[答:] -
[问:guangod] 这个模型都是通过在软件中建模实现的吗?如何保证准确度?
[答:] -
[问:yjglwyyjg] 软件可以测试电池什么参数?
[答:] -
[问:yuanwenxuan] 需要什么适用条件?
[答:] -
[问:yuanxiaoxiao] 在什么环境下使用?
[答:] -
[问:lwysz] 可以仿真什么参数?
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[问:BOWEI181] 能够模拟出电池的寿命吗?
[答:] -
[问:LYKJ2012] 结构与力度有关联大吗?
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[问:LYKJ2012] 仿真结果是否一致?
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[问:liang-1011] 热管理仿真是否会提示注意要点?
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[问:zsyf88] 有使用图片吗?
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[问:zsyf88] 物理接口?通过软件,仿真分析实际电池?
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[问:ezcui] 是否有哪些独特的创新元素或创新优势呢?
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[问:liang-1011] 如何获取有效的仿真参数?
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[问:cntszxb] 仿真出来的参数值怎么可以和实际一样呢?
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[问:sky2016] 这款离子跟其它产品有何不同有啥创新性
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[问:sky2016] 放电性安全不充电速度快不
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[问:ch02836512] 原理是什么有何特殊性
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[问:altv] 锂电放电的最短时间是多少?
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[问:fuyan2580] 请问 固体电解液多长时间发生膨胀?谢谢
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[问:xm0012] 最大能有多少电量
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[问:liyan5903] 请问 设计的主要方向? 谢谢 学习一下
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  关于COMSOL  

COMSOL 是全球仿真软件提供商,致力于为科技型企业、研究实验室和大学提供产品设计和研究的软件解决方案。其旗舰产品 COMSOL Multiphysics® 是一个集物理系统建模和仿真 App 开发于一体的软件平台,尤其擅长对耦合或多物理场现象的仿真分析。多个附加模块将仿真平台扩展到电气、力学、流体流动和化工等领域。接口工具实现了 COMSOL Multiphysics® 仿真与 CAE 领域的所有主流技术计算工具和 CAD 工具的集成。仿真专业人员借助 COMSOL ServerTM 能够向其遍布世界各地的设计团队、制造部门、测试实验室及客户部署仿真 App。COMSOL 公司创立于 1986 年,在全球设有 21 个办公室,并通过分销商网络覆盖更多地区。