電化學(xué)-熱耦合仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
電化學(xué)-熱耦合仿真的視頻教程
基于workbench熱固耦合瞬態(tài)動力學(xué)疲勞計(jì)算
采用 workbench transient thermal 和transient structural模塊，編寫雨流載荷譜，導(dǎo)入到疲勞分析模塊，完成熱載荷（溫度函數(shù)、對流、輻射、熱流）和結(jié)構(gòu)約束與載荷（tabular data）的加載，解釋疲勞的設(shè)置方法和設(shè)置原因，完成疲勞的計(jì)算。
￥29.5 27分鐘 544播放
查看
Altair電池包解決方案系列研討會之電池熱-電耦合和熱失控仿真
Altair電池包解決方案系列研討會之電池熱-電耦合和熱失控仿真 1.SimLab Battery Solution 介紹； 2.電池包熱模型建模； 3.電池包熱管理和熱失控仿真。
免費(fèi) 1小時(shí)26分鐘 66播放
查看
電化學(xué)-熱耦合仿真的實(shí)例教程
</p><p>2） 正負(fù)極活性材料顆粒表面發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)過程</p><p>與假設(shè)中一致，該過程采用Bulter—Volmer方程描述，該方程是局部電流密度與交換電流密度和過電勢之間的關(guān)系，其中，交換電流密度與固相鋰離子濃度，液相鋰離子濃度和電化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)有關(guān)。注意：該過程非常重要，是連接電解液與電極活性材料之間的橋梁，僅發(fā)生在電解液與電極活性材料顆粒的界面（顆粒表面）上。</p><p>3） 電解質(zhì)中鋰離子的傳質(zhì)過程（包括擴(kuò)散與遷移）</p><p>該過程不考慮對流傳質(zhì)的情況，利用Nernst—Planck方程描述，擴(kuò)散過程與濃度梯度與液相擴(kuò)散系數(shù)有關(guān)，遷移過程則與液相電勢分布和濃度分布。</p><p>模型中遵從兩個(gè)守恒：電流守恒與物料守恒。</p><p>電流守恒是指總電流時(shí)時(shí)刻刻等于固相電流與液相電流之和，物料守恒則是指發(fā)生變化前后物質(zhì)的總量不發(fā)生變化。</p><p>在有了上述基于電化學(xué)理論的P2D模型以后，我們就可以采用數(shù)值方法對以上過程進(jìn)行求解。COMSOL</p><p>Multiphysics是一種多物理場耦合軟件，通過有限元法對問題進(jìn)行求解。
展開 </p><p>2） 正負(fù)極活性材料顆粒表面發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)過程</p><p>與假設(shè)中一致，該過程采用Bulter—Volmer方程描述，該方程是局部電流密度與交換電流密度和過電勢之間的關(guān)系，其中，交換電流密度與固相鋰離子濃度，液相鋰離子濃度和電化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)有關(guān)。注意：該過程非常重要，是連接電解液與電極活性材料之間的橋梁，僅發(fā)生在電解液與電極活性材料顆粒的界面（顆粒表面）上。</p><p>3） 電解質(zhì)中鋰離子的傳質(zhì)過程（包括擴(kuò)散與遷移）</p><p>該過程不考慮對流傳質(zhì)的情況，利用Nernst—Planck方程描述，擴(kuò)散過程與濃度梯度與液相擴(kuò)散系數(shù)有關(guān)，遷移過程則與液相電勢分布和濃度分布。</p><p>模型中遵從兩個(gè)守恒：電流守恒與物料守恒。</p><p>電流守恒是指總電流時(shí)時(shí)刻刻等于固相電流與液相電流之和，物料守恒則是指發(fā)生變化前后物質(zhì)的總量不發(fā)生變化。</p><p>在有了上述基于電化學(xué)理論的P2D模型以后，我們就可以采用數(shù)值方法對以上過程進(jìn)行求解。COMSOL</p><p>Multiphysics是一種多物理場耦合軟件，通過有限元法對問題進(jìn)行求解。
展開 小結(jié)
LS-DYNA R14版本更新了三個(gè)不同的電化學(xué)鋰電池模型， Newman型模型（6方程模型），熱模型（10方程模型）和多物理場模型（14方程模型）。同時(shí)對所有模型采用了修正的BV動力學(xué)方程以建立高速充放電仿真。熱模型和多物理場模型，還包含了電池老化模型、SEI的形成和分解的反應(yīng)、熱失控模型以及電池膨脹模型。對于多物理場模型，LS-DYNA還實(shí)現(xiàn)了基于氧化和鋰水化反應(yīng)機(jī)制的氣體生成模型，該模型主要應(yīng)用于性能測試、過充測試和新型鋰電池設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。
LS-DYNA還支持將三種電池求解器中的任何一種與熱以及結(jié)構(gòu)求解器進(jìn)行耦合。LS-DYNA中電化學(xué)模型同時(shí)支持SMP和MPP并行計(jì)算，可用于電池濫用測試，也可用于各種耦合問題。通過仿真，能夠建立電池系統(tǒng)的最小點(diǎn)火能量模型。基于該模型，可以在車輛的儀表板上安裝一個(gè)警告信息系統(tǒng)，當(dāng)電池系統(tǒng)的狀態(tài)達(dá)到失控臨界條件時(shí)發(fā)出警告，從而使車內(nèi)人員可以在電池發(fā)生熱失控之前安全逃離。
關(guān)于未來的發(fā)展方向，我認(rèn)為我們必須結(jié)合基于大數(shù)據(jù)的AI或機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。首先基于電芯級的分析，我們可以構(gòu)建用于參考的大數(shù)據(jù)，所有狀態(tài)變量都可以保存為隨時(shí)間變化的充放電情況的函數(shù)。然后通過模組級別的分析將這些狀態(tài)數(shù)據(jù)與機(jī)械外力關(guān)聯(lián)起來，最后運(yùn)用在一個(gè)動力電池包的碰撞測試中。我認(rèn)為這將是邁向AI或機(jī)器學(xué)習(xí)方法的第一步。
私信回復(fù)“電化學(xué)”可獲取相關(guān)模型哦~
更多內(nèi)容分享，歡迎關(guān)注我們！
文章來源：2022 第五屆LS-DYNA技術(shù)論壇
視頻鏈接：LS-DYNA中鋰電池的電化學(xué)-熱-結(jié)構(gòu)耦合擠壓、針刺模型
技術(shù)校對：董驍， Ansys高級應(yīng)用工程師；整理編輯：俞琴
展開 鋰電池全三維電化學(xué)-熱偶合仿真 ￥600
針對NCM811和磷酸鐵鋰鋰離子電池，在COMSOL Multiphysics多物理場仿真軟件中搭建了全三維電化學(xué)-熱耦合模型，分析了鋰離子電池工作過程中的電極電位分布、電流密度分布和溫度場分布特性。結(jié)果表明，通過建立的全三維電化學(xué)-熱耦合模型可以得到電池局部電位分布和電流密度分布等傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法難以獲得的結(jié)果；在鋰離子電池恒流放電過程中，單電極對內(nèi)部存在明顯的溫度梯度，特別是在極耳和極板的過渡區(qū)，電池溫度梯度變化最大；放電過程中電池不同位置的溫升速率并不相同，放電前期，極耳區(qū)域溫升速率最大，遠(yuǎn)離極耳的電池底部區(qū)域溫升速率相對較小，但是，放電后期有增大趨勢。
展開 隔離膜中的聚合物骨架不導(dǎo)電子，電化學(xué)反應(yīng)只發(fā)生在固體活性物顆粒與電解液交界面處，其反應(yīng)方程式為：
陽極：LixC6? Li0C6+ xLi++ xe-
陰極：Liy - xFe POC4+ xLi++ xe-? Fi0PO4
1、電化學(xué)模型
基于 Newman 的多孔性電極理論的電化學(xué)模型，其中描述正負(fù)電極顆粒表面電化學(xué)反應(yīng)過程的Buter-Volmer方程為：
j0為交換電流密度，單位為 A·cm-2；η 是局部過電位，單位為 V；αc和 αa是正負(fù)電極電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)移系數(shù)，取 0.5；F 為法拉第常數(shù)，數(shù)值為96485 C·mol-1；R 為理想氣體常數(shù)，數(shù)值為 8.314 J·mol-1· K-1。
交換電流密度表達(dá)式為：
k0為反應(yīng)速率常數(shù)；cs,max為材料最大固相鋰離子濃度；cs,surf為電極和電解液界面處鋰離子濃度。
展開 
電化學(xué)-熱耦合仿真的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
電化學(xué)-熱耦合仿真的最新內(nèi)容
AnsysWB匯流排電-熱耦合仿真6個(gè)月前
用于仿真的幾何形狀包含一個(gè)單元的耦合組件，以及一段連接到電源的
槽間母線板。它由陽極頂部和四個(gè)中心柱組成，柱上固定著銅棒和銅條。
施加直流電流及溫度，以及對流散熱等邊界條件。
AnsysWB直流母線電容DC Link電-熱耦合仿真6個(gè)月前
DC-Link 薄膜電容是電動汽車電驅(qū)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，在反復(fù)充放電的過程中會導(dǎo)致電容發(fā)熱，影響其使用壽命。
本文基于ANSYS 仿真軟件對某型號DC-Link 薄膜電容器進(jìn)行溫度場分析，結(jié)果表明，在
高溫環(huán)境中，電容器芯子中心處為溫度最高點(diǎn)，而配備散熱器后，最高溫度點(diǎn)轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)離散熱器的外殼處，散熱器能顯著降低芯子溫度。
1.基于某款實(shí)際電容產(chǎn)品簡化的3D模型
強(qiáng)烈推薦你選擇 技術(shù)鄰“ABAQUS 項(xiàng)目導(dǎo)航定制培訓(xùn)” 中的流固耦合相關(guān)課程，該課程完全契合 “操作與理論并重” 的核心需求，能從基礎(chǔ)幫你搭建流固耦合分析能力體系。
一、技術(shù)鄰課程核心適配性
作為專注于工程仿真領(lǐng)域的專業(yè)平臺，技術(shù)鄰?fù)瞥龅?“ABAQUS 項(xiàng)目導(dǎo)航定制培訓(xùn)” 課程，從課程設(shè)計(jì)、內(nèi)容覆蓋到服務(wù)模式，全方位匹配結(jié)構(gòu)仿真工程師 “補(bǔ)流體基礎(chǔ) + 學(xué)流固耦合 + 重操作與理論”
培訓(xùn)日程：
培訓(xùn)時(shí)間：8月14-15日
培訓(xùn)地點(diǎn)：武漢市江夏區(qū)華工園二路1號2樓北京廳
面向人群：具備有限元基礎(chǔ)的工程技術(shù)人員
培訓(xùn)目標(biāo)：
? 了解關(guān)于Marc非線性熱、熱-機(jī)耦合方面的基本理論；
? 基本掌握Marc前后處理器mentat功能，熟悉mentat的操作界面；
? 掌握熱及熱機(jī)耦合仿真流程及操作；
? 掌握Marc中材料非線性，接觸非線性和熱相關(guān)性設(shè)置和定義方法
精彩直播預(yù)告 下滑提前預(yù)約
電池是消費(fèi)電子、新能源汽車等領(lǐng)域的核心動力來源，其性能的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、評估與優(yōu)化涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、電化學(xué)計(jì)算等多學(xué)科領(lǐng)域。目前，上述研發(fā)過程仍高度依賴工程經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)積累，阻礙電池領(lǐng)域研發(fā)效率的提升。
為解決業(yè)界高效評估電池性能的難題，海克斯康復(fù)合材料多尺度分析平臺Digimat提供了電池電化學(xué)分析專用集成解決方案。該方案通過專用電池電化學(xué)評估模塊
精彩直播預(yù)告
電池是消費(fèi)電子、新能源汽車等領(lǐng)域的核心動力來源，其性能的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、評估與優(yōu)化涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、電化學(xué)計(jì)算等多學(xué)科領(lǐng)域。目前，上述研發(fā)過程仍高度依賴工程經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)積累，阻礙電池領(lǐng)域研發(fā)效率的提升。
為解決業(yè)界高效評估電池性能的難題，海克斯康復(fù)合材料多尺度分析平臺Digimat提供了電池電化學(xué)分析專用集成解決方案。該方案通過專用電池電化學(xué)評估模塊，實(shí)現(xiàn)Cell級電學(xué)性能評估及
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)小塊移動的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)小塊移動非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性熱結(jié)構(gòu)耦合動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)小塊移動熱結(jié)構(gòu)耦合動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、與切削工藝相關(guān)的工程師
你會得到什么：
1、掌握二維模型的繪制
2、掌握熱結(jié)構(gòu)耦合顯示動力學(xué)分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置
3、理解動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)切削相關(guān)的相互關(guān)系的設(shè)置
5、了解顯示動力學(xué)網(wǎng)格的劃分
6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018
<p class="ql-align-center">——V2025摩擦熱計(jì)算功能與Particleworks聯(lián)合仿真實(shí)踐</p><p>熱傳遞是工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)與可靠性的核心挑戰(zhàn)，無論是齒輪嚙合、剎車制動，還是電機(jī)冷卻，精準(zhǔn)預(yù)測熱量的產(chǎn)生（如摩擦生熱）與耗散（如油冷散熱）都至關(guān)重要。RecurDyn 2025 通過革命性的<strong>摩擦生熱功能</strong>與<strong>Particleworks
精彩直播預(yù)告
熱機(jī)耦合是仿真技術(shù)中復(fù)雜的類型，精確的模擬熱環(huán)境條件下結(jié)構(gòu)材料、變形、接觸等變化的非線性條件是一個(gè)難點(diǎn)，引用Marc完全的熱機(jī)耦合技術(shù)，簡易流程化的結(jié)構(gòu)，熱設(shè)置方法，便捷的實(shí)現(xiàn)熱機(jī)耦合前處理定義。本次直播不止有硬核知識，更有「工業(yè)級案例」實(shí)戰(zhàn)放送！
本期直播講堂請到了非線性CAE仿真專家宋金松老師將深入解析Marc在熱機(jī)耦合仿真中的關(guān)鍵技術(shù)，從熱機(jī)耦合基本流程、設(shè)置定義
