电池设计工具汇总_Fluent_System_Marc_Star-CD_Star-CCM+_化学_汽车_理论_材料_储能

电池设计工具汇总

3天前浏览300

（1）ISEA电池和电池组数据库

软件下载地址：

https://git.rwth-aachen.de/isea/isea-cell-and-pack-database

参考文献：M. Kuipers et al. Development of a cell design environment for bottom-up estimation of performance parameters for lithium-ion batteries and virtual cell design – ISEA Cell & Pack Database (ICPD)，Journal of Energy Storage 72 (2023) 108396

ISEA电池和电池组数据库是一种电池设计模型，基于设计参数和材料特性计算电池性能。软件需要matlab软件，软件主界面如下图所示，主选项卡分为（A、B、C、D）几个面板。操作步骤如下图序号所示，从①按下“加载数据库”按钮打开一个对话框，选择存储数据库的文件夹开始，一步步设计自己的电池。

（2）开源工具cideMOD

地址：

https://cidemod.readthedocs.io/en/latest/index.html#

参考文献：R. Ciria Aylagas, C. Ganuza, R. Parra, M. Yañez, and E. Ayerbe. (2022). cideMOD: An Open Source Tool for Battery Cell Inhomogeneous Performance Understanding. Journal of The Electrochemical Society 169 090528 [10.1149/1945-7111/ac91fb]

开源工具cideMOD基于Doyle-Fuller-纽曼模型，是一种伪X维（PXD）模型，将纽曼提出的原始伪2维（P2D）模型从1D扩展到2D和3D电池几何形状。除了电荷平衡，质量平衡和反应动力学，以及能量平衡外，空间上解决了整个电池的几何形状，考虑到电池状态属性的不均匀性。

（3）圆柱电池设计与机器学习

参考文献：Wu B., J. Lu, D. Liu, H. Zhou, Z. Hou, Z. Deng, and J. Xiao. 2022. Machine Learning Software for Cylindrical Battery Design and Performance Prediction, Richland, WA: Pacific Northwest National Laboratory.

文献下载地址：

https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-32743.pdf

该软件可以为圆柱形电池提供最佳设计参数和性能预测，其尺寸范围从微型电池到EV电池。圆柱形电池设计V1.0由三种类型的圆柱形电池组成，微型电池（一次），微型电池（二次）和18650/21700/xxxxx圆柱形电池。该软件是在MATLAB中开发的。该软件具有输出容量范围从几mAh到几百万Ah的电池设计的能力。该软件利用机器学习，并包括图形用户界面，以实现快速原型设计，加快储能研究，开发和制造。

（4）锂离子电池DandeLiion在线求解器

网站地址：https://www.dandeliion.com

DandeLiion是一个针对锂离子电池的电化学模型以及三维软包电池的热电化学模型的超快速求解器，可以求解由Doyle、Fuller和Newman在90年代中期提出的Newman模型。基于锂离子电池的DandeLiion求解器，我们可以免费在服务器上提交要执行的仿真；结果可以在浏览器中查看或下载以进行详细的后处理。网站有一些现成的电池模型，这些模型内置了具体的参数。我们可以在这些模型基础上将部分参数修改成和自己电池一致的数值，可以快速建立模型，从而进行计算。

（5）MPET多相多孔电极理论

网址：https://pypi.org/project/mpet/

软件下载：https://github.com/TRI-AMDD/mpet

该软件使用多孔电极理论对电池进行模拟，通过物理参数输入和运行协议（指定的电流或电压），它可以预测电池的内部动态（电解质浓度和电势、固相浓度、反应速率等）和宏观的、容易测量的电化学量，例如电流和电压。

（6）LIONSIMBA：锂离子电池仿真模拟

软件下载：

https://github.com/lionsimbatoolbox/LIONSIMBA

网址：

http://sisdin.unipv.it/labsisdin/lionsimba.php

参考文献：M. Torchio, L. Magni, R.B. Gopaluni, R.D. Braatz, D.M. Raimondo. LIONSIMBA: a Matlab framework based on a finite volume model suitable for Li-Ion battery design, simulation, and control. J. Electrochem. Soc., 163 (7) (2016), pp. A1192-A1205

LIONSIMBA 是麻省理工学院 Braatz 团队开发的电池仿真模拟软件。基于有限体积模型的Matlab框架，适用于锂离子电池设计、仿真和控制。

（7）PyBaMM电化学模型（点击阅读详情）

PyBaMM基于Python语言，通过使用最先进的自动微分和数值求解器来解决基于物理的电化学模型。Doyle-Fuller-Newman模型可以在0.1s内求解，而降阶单粒子模型和含电解质的单粒子模型则可以在几毫秒内求解。其他物理过程可以包括：热效应，快速粒子扩散，三维几何效应等等。所有的模型都以灵活的方式实现，并且有广泛的模型和参数集（NCA、NMC、LiCoO2等）。还有一些功能可以模拟任何一组实验指令，比如CCCV或GITT，或者指定程序的循环。几篇文章介绍了PyBaMM模型环境搭建，以及如何使用所有默认参数设置运行PyBaMM模型，而且还可以下载官方的教程和案例。

（8）DUALFOIL

下载地址：

https://nanohub.org/resources/dualfoil

文献：[1]M. Doyle, T.F. Fuller, J. Newman. Modeling of galvanostatic charge and discharge of the lithium/polymer/insertion cell. J. Electrochem. Soc., 140 (6) (1993), pp. 1526-1533.

[2]Newman, J., 2014. Fortran programs for the simulation of electrochemical systems: dualfoil5. 2. f (2014). URL http://www.cchem.berkeley.Edu/Jsngrp

DUALFOIL是Doyle-Fuller-Newman模型原创作者开发的、第一个开源电池仿真软件，它采用用Fortran编写程序，并使用有限差分方法求解一组描述电化学动力学，电荷和质量守恒的微分代数方程（DAE）。DUALFOIL认为电池结构是一维的，在有源电极颗粒的径向方向上有一个额外的维度，以求解电极内的锂扩散，因此被称为伪二维（P2D）模型，可以模拟锂离子、钠离子和镍金属氢化物电池电化学过程。

(9)PETLION

参考文献：M.D. Berliner, D.A. Cogswell, M.Z. Bazant, R.D. Braatz. Methods—PETLION: open-source software for millisecond-scale porous electrode theory-based lithium-ion battery simulations. J. Electrochem. Soc., 168 (9) (2021), Article 090504

下载地址：https://github.com/MarcBerliner/PETLION.jl

PETLION是Julia中多孔电极理论（PET）的开源、高性能计算模型。与DUALFOIL和LIONSIMBA相比，计算效率有了实质性的提高。在笔记本电脑上，完全充电或放电的动态模拟的典型运行时间为3ms，同时分配约1MB的总内存，并且对于某些应用，该软件比可比其他软件快两个数量级。

(10)Battery simulator based on OpenFOAM

参考文献：Yang Jiang, Lingding Zhang, Gregory Offer, Huizhi Wang, A user-friendly lithium battery simulator based on open-source CFD, Digital Chemical Engineering, Volume 5, 2022, 100055.

英国伦敦帝国理工学院开发了一个基于开源CFD代码OpenFOAM的用户友好型电池模拟器。该模拟器包含两个最常用的基于物理的电池模型（单粒子模型和伪二维模型）的内部求解器。模型由四个主要组件组成，包括（i）用Qt编写的GUI，为用户提供交互式界面，自动化模拟的预处理，主处理和后处理，（ii）三个求解器，SPMFoam，halfCellFoam和fullCellFoam分别用于求解SPM，P2D半电池和P2D全电池，（iii）用于指定电池模拟中的输入参数和操作条件的案例文件，以及（iv）OpenFOAM与ParaView可视化工具包（VTK）库一起处理模拟的预处理，主处理和后处理。

公众号持续更新和分享锂电技术知识与资讯，终于获得了留言功能，前往屏幕最下方即可写下留言，期待与大家更多地留言互动交流，感谢朋友们继续支持与关注。

更多的内容，也可以在公众号搜索阅读

请大家继续支持本公众号，并提出宝贵的意见，期望朋友们在这里有所收获。

来源：锂想生活

COMSOL电池模拟学习经验

建立基于工艺参数的模型预测电极结构，然后通过基于电极结构特性的模型预测电池性能，打通从从一个工艺再到下一个工艺，最终到电池性能的全链条模型的过程非常难，我一直在学习。这里分享一下自己学习COMSOL电池模拟的经验。在学习 COMSOL 电池模拟的过程中，我自己觉得非常有效的方法，在这里分享给大家：1. 以官方资料和案例为基础 COMSOL 官方提供了丰富的学习资料和案例库，这些是我们学习的宝库。从官网的文档、教程，到案例库中的详细示例，都为我们提供了从入门到精通的指引。通过仔细研究这些官方资料，我们可以快速了解软件的基本操作和功能，以及对应模型的基础理论，模型设置方法，问题解决措施，项目模拟思路。 2. 结合项目，从简单的案例入手在初步熟悉了软件的基本操作后，建议大家立即结合自己的项目需求进行实践。先从一个最简单的案例开始，比如一个基础的电池模型构建和模拟。通过实际操作，我们可以更加深入地熟悉软件的工作流程和参数设置，为后续复杂模型的构建打下坚实的基础。 3. 理论与实践结合电池模拟涉及到许多基本理论和重要公式，例如BV方程、能斯特方程、欧姆定律等。在学习过程中，我们要基本理解这些理论知识，并将它们与软件中的模中的模型设置方法关联起来，弄懂每一个参数在软件中对应的设置位置和方式。这样不仅可以加深我们对理论知识的理解，还能让我们更加熟练地运用软件进行模拟分析。以上就是我觉得有效的学习方法。最后，我看到Comsol官方最近又安排了一个直播课程，强烈推荐给大家，他们的视频课，案例和其他资料基本上都是免费的，对咱们的学习非常有用。随着电池在交通、能源、消费电子等领域的广泛应用，对电池的性能、寿命和安全性等方面提出了更高的要求。多物理场仿真技术作为一种高效的方法，可以对电池中存在的电化学、传热、结构力学等多物理场现象进行耦合仿真分析，帮助研究者和工程师更好地理解电芯的工作原理，分析各种影响因素，预测电池使用寿命，优化电芯关键参数，助力电池产品研发。活动信息会议时间：8月15日（星期四）上午10:00—11:30会议形式：在线直播报名方式：扫描下方二维码或点击文末“阅读原文”，免费注册活动内容本次活动将介绍 COMSOL Multiphysics® 多物理场仿真软件在分析电池性能、寿命和安全等方面的应用，包括，倍率性能、DCR、能量密度、功率密度、循环和日历寿命预测、热管理、热失控和热蔓延等方面的仿真分析。我们还将简要介绍钠离子电池、液流电池等其他类型电池以及电池包热管理的相关仿真。最后，我们将展示 COMSOL 的代理模型和仿真 App 功能在电池仿真中的应用。活动最后将设有问答环节，您可以与演讲嘉宾进行交流和探讨。期待您的参加，同时欢迎转发邀请行业内及相关领域的同事和好友共同参会！公众号持续更新和分享锂电技术知识与资讯，终于获得了留言功能，前往屏幕最下方即可写下留言，期待与大家更多地留言互动交流，感谢朋友们继续支持与关注。更多的内容，也可以在公众号搜索阅读。请大家继续支持本公众号，并提出宝贵的意见，期望朋友们在这里有所收获。来源：锂想生活