物理模型模擬了電池內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)和電物理過程手機物理模擬實驗軟件，有助于理解機理和優(yōu)化電池設(shè)計。 大型模型通常使用經(jīng)驗方法來預(yù)測電池行為。 然而，經(jīng)驗?zāi)Ｐ途哂刑囟I(lǐng)域的使用限制，并且仿真精度限制了超出特定領(lǐng)域應(yīng)用程序的泛化。 基于基本數(shù)學(xué)和物理方程的數(shù)學(xué)模型提供了一種理解電池內(nèi)部發(fā)生的過程的技術(shù)，但通常需要比經(jīng)驗?zāi)Ｐ透蟮墓烙嬆芰Α?本文總結(jié)了一些鋰離子電池仿真軟件。
1、
包括專用電池模塊，涵蓋各種規(guī)模的各種模型，從電池微孔電極的詳細結(jié)構(gòu)到包括熱管理系統(tǒng)的電池組。 該模型涉及帶電和中性物質(zhì)的轉(zhuǎn)移、電荷平衡、化學(xué)和電物理反應(yīng)、焦耳熱和電物理反應(yīng)引起的熱效應(yīng)、傳熱、流體流動和其他化學(xué)現(xiàn)象。 提供最先進的鋰離子電池模型，包含具有不同老化機制的模型等高保真模型，并支持 1D、2D 和全 3D 建模。 除了對電物理反應(yīng)本身進行建模外，您還可以將它們與傳質(zhì)結(jié)合起來，以剖析由鋰嵌入膨脹和收縮引起的結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)變，還提供改進異質(zhì)模型的功能，這些模型可以描述多孔電解質(zhì)和電極的實際形狀顆粒，電池微觀結(jié)構(gòu)的研究提供了對電池性能的更深入的了解。
2.ANSYS
ANSYS是一款應(yīng)用廣泛的流體熱估算軟件，提供四種成熟的電池模型，可以模擬不同尺度的鋰電池電極-電池-電池組。 ANSYS中的電池模型可以分析單體中復(fù)雜的電位/電壓分布、電物理熱源等現(xiàn)象，模擬電池中的熱分布，解決電池單體內(nèi)部的詳細發(fā)熱及溫度和化學(xué)分布. 實驗結(jié)果非常接近。 通過CAE技術(shù)模擬電池的熱性能和電性能，可以輔助電池電極、極耳和電池結(jié)構(gòu)的詳細設(shè)計。
3. STAR-CCM+ 和 STAR-CD
STAR-CCM+可以預(yù)測微觀電極結(jié)構(gòu)區(qū)域的離子和電勢的空間分布，包括固體和液體區(qū)域的電勢、電解質(zhì)中鹽離子的含量、活性材料中鋰離子的含量. 同時，為了開發(fā)、評估和優(yōu)化設(shè)計方案，減少開發(fā)時間和成本手機物理模擬實驗軟件，電池?zé)峁芾淼腃FD仿真分析貫穿于整個產(chǎn)品開發(fā)周期。 +仿真液冷電池包熱管理應(yīng)用，重點介紹熱管理仿真分析過程中需要注意的重點。
4.
它是模型的原作者 Doyle 開發(fā)的第一個開源電池仿真軟件。 它采用編程方法，利用有限差分法求解一組描述電物理動力學(xué)、電荷和質(zhì)量守恒的微分代數(shù)方程（DAE）。 . 認為電池結(jié)構(gòu)是一維的，在活性電極顆粒的徑向方向多了一個維度來解決鋰在電極中的擴散，因此稱為偽二維（P2D）模型, 可以模擬鋰離子、鈉離子和鎳金屬絡(luò)合物電池中的電物理過程。
參考：
[1]M.Doyle,TF,J..//cell.J..Soc.,140(6)(1993),pp.1526-1533。
[2], J., 2014.:.2.f(2014).URL
5.（鋰離子模擬電池工具箱）
基于有限體積模型的框架，用于鋰離子電池的設(shè)計、仿真和控制。 基于眾所周知的基于理論的偽二維 (P2D) 模型，該框架已從一組描述細胞行為的偏微分多項式重新制定為一組 DAE。 頻域保持連續(xù)，而空間域根據(jù)有限體積法（FVM）離散化。 時間自適應(yīng) DAE 求解器 IDA 用于求解生成的 DAE 集。
參考文獻：M.、L. Magni、RB、RD、DM.：基于鋰離子模型，以及。 J.. Soc., 163(7) (2016), pp. A1192-A1205
6.
是 Julia 中用于微孔電極理論 (PET) 的開源、高性能估計模型。 與 和 相比，估計效率得到了顯著提高。 在筆記本電腦上，一次充滿電或完全放電的動態(tài)模擬的典型運行時間為 3ms，同時分配約 1MB 的總顯存，但對于個別應(yīng)用程序，該軟件比其他軟件快兩個數(shù)量級。
參考文獻：MD、DA、MZ、RD.—：open-for-scale-based-ion。 J..Soc., 168(9)(2021),
7.
: 電池模擬軟件的詳細介紹和使用
李想要活下去，就像 2
基于語言、基于數(shù)學(xué)的電物理模型通過使用最先進的手動微分和數(shù)值求解器求解。 Doyle--模型可在0.1s內(nèi)求解，而降階單粒子模型和含電解質(zhì)的單粒子模型可在幾微秒內(nèi)求解。 其他化學(xué)過程可包括：熱效應(yīng)、快速粒子擴散、三維幾何效應(yīng)等。 所有模型都以靈活的方式實現(xiàn)，并且有廣泛的模型和參數(shù)集（NCA、NMC等）。 還有一些功能可以模擬任何一組實驗指令，例如 CCCV 或 GITT，或指定程序的循環(huán)。
參考文獻：,V.,,SG,Timms,R.,,M.,&,SJ(2020).()..,7。
8.基于
紐約帝國理工學(xué)院基于開源 CFD 代碼開發(fā)了一種用戶友好的電池模擬器。 該模擬器包含兩種最常用的基于數(shù)學(xué)的電池模型（單粒子模型和偽二維模型）的內(nèi)部求解器。 該模型由四個主要組件組成，包括（i）用 Qt 編寫的 GUI，為用戶提供交互式界面、手動模擬預(yù)處理、主處理和后處理，（ii）三個求解器，分別用于求解SPM、P2D 半電和 P2D 全電面板，(iii) 用于指定電池模擬中的輸入?yún)?shù)和操作條件的案例文件，以及 (iv) 模擬的預(yù)處理以及可視化工具包 (VTK) 庫處理、主要處理和后期處理。
參考文獻：, Zhang, Offer, Wang, Auser-based on open-CFD,, 5, 2022,.