自定义模块_利用COMSOL自定义方程模块构建锂离子电池模型

本文介绍了如何使用COMSOL的自定义方程模块构建锂离子电池模型,通过对比COMSOL案例库的一维电池模型验证了自定义模型的正确性。模型分为两部分,组件一计算固液相电势和电解液扩散,组件二模拟颗粒内嵌锂反应,并通过线性投影组件耦合。最终结果显示,自定义模型与内置模型计算结果一致。

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写在前面的话:近期返校,加上毕业科研压力较大,所以公众号会不定时更新,但是不会间断。

既然COMSOL有现有的锂离子电池模块,为何还要对电池进行PDE模型的构建?

  1. 从事模拟工作,要对方程有比其他人更深入的了解。从方程出发刚好理解模型

  2. 仅仅利用COMSOL的固有模块,在某些问题的研究上会有受到限制,就这么讲吧,随着研究的深入,自己编写方程是不可避免的。

  3. 在PDE方程层面添加入电池的副反应进行模拟会更加方便

锂离子电池的P2D模型方程已在前面推文中介绍过了,这次就是将那些方程通过COMSOL的自定义方程的形式进行复现,对比COMSOL的案例库一维锂离子电池模型文件,来检验模型的正确性。本模型用于交流学习,尊重版权以及劳动成果。

模型总体描述:通过两个组件进行模拟,组件一用来计算固液相电势,以及电解液的扩散,组件二用来模拟电池的颗粒内部嵌锂反应,然后通过线性投影组件耦合算子将浓度与电势建立对应耦合关系。

组件一:

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组件二:

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一般形式偏微分方程:

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对流扩散方程:

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其中固液相电势采用一般形式偏微分方程,电解液的扩散采用对流扩散方程,所有方程均用PDE书写。

计算结果展示:

PDE计算结果:

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COMSOL案例库li_battery_1d.mph

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计算结果可以看的出来两个是没有差别的。需要本模型的可以后台联系获取。

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