【EA电池SPM参数化】Matlab构建的简化单粒子SPM电化学模型，锂离子电池，降阶电化学模型附Matlab代码

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🔥 内容介绍

本文聚焦锂离子电池简化单粒子（SPM）电化学模型及降阶研究。阐述传统电化学模型的局限性，引出简化单粒子模型的优势。详细介绍简化单粒子 SPM 电化学模型的基本原理，包括模型假设、方程构建，以及降阶处理的方法与思路。通过 MATLAB 构建模型进行仿真实验，对比不同条件下模型的输出结果，验证模型的有效性与准确性。结果表明，简化单粒子 SPM 电化学模型在降低计算复杂度的同时，能够较好地反映锂离子电池的电化学特性，为锂离子电池的性能分析、优化设计和管理提供了实用的理论模型与方法。

关键词：锂离子电池；简化单粒子模型；SPM；降阶电化学模型；MATLAB 仿真

一、引言

锂离子电池凭借能量密度高、循环寿命长、自放电率低等优点，在便携式电子设备、电动汽车、储能系统等领域得到广泛应用 。随着应用场景对锂离子电池性能要求的不断提高，深入研究锂离子电池的电化学特性，建立准确有效的电池模型至关重要。

传统的锂离子电池电化学模型，如准二维（P2D）模型，虽然能够详细描述电池内部的电化学过程，但模型复杂，包含大量的偏微分方程，计算复杂度高，难以满足实时应用场景（如电池管理系统快速控制、实时仿真）的需求 。为解决这一问题，简化单粒子（Single Particle Model，SPM）电化学模型应运而生，它通过合理的假设和简化，在保留电池主要电化学特性的基础上，降低模型复杂度，成为研究锂离子电池性能的重要工具 。同时，对 SPM 模型进行降阶处理，进一步提升模型的计算效率，使其更具实用性。因此，开展锂离子电池简化单粒子 SPM 电化学模型及降阶研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、简化单粒子 SPM 电化学模型原理

2.1 模型假设

简化单粒子 SPM 电化学模型基于以下假设 ：

1. 忽略电极厚度方向上电解液浓度和电势的变化，将电极视为均相体系。

1. 只考虑活性材料颗粒内部锂离子浓度的变化，忽略颗粒间的差异，假设颗粒具有相同的半径和扩散特性。

1. 电池内部温度均匀，不考虑温度对电化学过程的影响。

1. 忽略 SEI 膜的影响以及其他副反应。

2.2 模型方程构建

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

🔗 参考文献

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