本教程演示利用Fluent中的MSMD模型对单电池进行计算。
本教程演示了以下操作:
本算例演示Kims论文中描述的锂离子电池的放电行为。在本算例中使用NTGK模型,计算的电池为14.6 Ah LiMn2O4阴极/石墨阳极电池。电池的几何形状如图所示。算例研究电池在不同放电速率下的电池性能。
Model Options
标签页Solution Method
组合框中激活选项MSMDE-Chemistry Models
组合框中激活选项NTGK Empirical ModelNominal Cell Capacity
为默认中14.6 ahConductive Zones
标签页Active Componnets
为e_zonesPassive Components
为tab_nzone与tab_pzone注:电化学反应只发生在active components,这里的tab_nzone与tab_pzone是正负极耳区域。
”
Electric Contacts
标签页Negative Tab
为tab_nPositive Tab
为tab_pModel Parameters
标签页,保持默认设置注:如果Y与U函数的形式与Kim的论文中结构不同,则需要修改cae_user.c文件中的源代码。
”
为电池定义新的e_material材料,为正极定义p_material,为负极定义n_material。
Electrical Conductivity
为defIne-per-uds,指定uds-0
的电导率为1.19e6 S/muds-1
的电导率为983000 S/m,如下图所示说明:如果正极区域和负极区域由相同的材料制成,则不需要创建两种不同的材料。在本算例中创建了两种具有相同物理特性的不同材料,仅作演示之用。
”
e_zone
的材料为e_materialtab_nzone
的材料为n_materialtab_pzone
的材料为p_materialwall_active
的换热系数为5 W/(m2.k),如下图所示wall_active
的边界条件拷贝给边界wall_n及wall_pcontrols
面板,打开Equations
对话框,如下图所示,取消选择Flow与Turbulencetab_p
上的平均电势,如下图所示采用相同设置方法,分别计算C-Rate为0.5C及5C,同时分别指定它们的计算时间步数为230及23,对结果进行比较,放电曲线如下图所示。
010
30010
300.100
60000
600.110
90010
900.100
120000
1200.110
150010
1500.100
180000
1800.110
210010
此文件中指定了电池的放电倍率随时间的变化,倍率变化如下图所示。
计算完毕后查看计算结果。