鋰電池針刺的案例
基于Comsol的鋰電池針刺實驗仿真分析 ￥3500
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p>鋰電池針刺實驗</p><p> 針刺實驗正是為了模擬鋰離子電池內部短路的情況而設計的安全測試，下圖為日本早稻田大學的Tokihiko Yokoshima等人采用計算機斷層掃面技術得到的鋰離子電池在針刺全過程【2】。從圖中我們能夠看到當鋼針進入到電池內部0.2mm時，電池內部形成了第一個短路點，由于短路的發生電池內部開始產氣，同時電池電壓也下降到了3.6V，同時鋼針的曲率半徑液從20um增加到了100um，這主要是因為短路點的大電流使得鋼針尖端發生融化，表面短路點的溫度極高，此時由于鋼針尖端的融化電池內短路點斷開，電池的電壓出現了回升，穩定在了3.8V。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202103/imgs/51ff08de604d4fcd9ff93c0e6d71cbfe.gif"></p><p> 從上面的實例可以看到針刺實驗主要是通過鋼針刺穿電芯，引起正負極短路，模擬電池發生內短路的情況。因此不難看出，針刺速度越慢、鋼針直徑越小、電池容量越大，短路點的電流密度也會越大，電池的溫升越高，電池也更容易發生熱失控。</p><p><br></p><p>這是實驗當中監測的鋰電池電壓變化。
展開 基于Comsol的鋰電池針刺、內短路和過充仿真
在實際中由于鋰枝晶生長，以及在生產過程中引入的導電多余物等可能會引起隔膜的失效，導致鋰離子電池發生內短路。內短路時短路點的大電流會導致局部溫度快速升高，進而引發電池發生熱失控，</p><p> </p><p> 由于鋰離子電池內短路的形式有多種，例如內部導電多余物、針刺和擠壓等都會造成不同形式的內短路點，鋰電池內部的金屬物體相當于一個額外集流體的功能，將引起附近鋰離子流向改變，在這些額外的集流體上引起電流集中。</p><p><br></p><p><img src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif"></p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202202/0d7dddb4d3b34fb884a092f89cd55105.png" title="QQ圖片20220227133341.png" alt="QQ圖片20220227133341.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202202/0d7dddb4d3b34fb884a092f89cd55105.png?
展開 基于comsol的磁場對鋰電池的影響仿真
</p><p><strong><br></strong><br></p><p><strong>更多相關分析，可以查看以下鏈接<br></strong></p><p><strong> <a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1856241" target="_blank" title="基于Comsol的鋰電池針刺、內短路和過充仿真">基于Comsol的鋰電池針刺、內短路和過充仿真</a><br></strong></p><p><strong> <a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1846979" target="_blank" title="應用COMSOL APP分析鋰電池熱失控蔓延防控措施">應用COMSOL APP分析鋰電池熱失控蔓延防控措施</a><br></strong></p><p><strong>  
展開 基于comsol的18650鋰電池電化學仿真 ￥3500
</p><p><img src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_rar.gif"><a href="https://oss.jishulink.com/upload/201909/a499fcb218e44e2ab8c23ab6ac03311f.rar" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(0, 102, 204);">18650電池模型.rar</a></p><p> 18650是鋰離子電池的鼻祖--日本SONY公司當年為了節省成本而定下的一種標準性的<a href="https://baike.baidu.com/item/%E9%94%82%E7%A6%BB%E5%AD%90" rel="noopener noreferrer" target="_blank">鋰離子</a>電池型號，其中18表示直徑為18mm，65表示長度為65mm，0表示為圓柱形電池。常見的18650電池分為鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池。鋰離子電池電壓為標稱電壓為3.7v，充電截止電壓為4.2v，磷酸鐵鋰電池標稱電壓為3.2V，放電截止電壓為3.6v，容量通常為1200mAh-3350mAh，常見容量是2200mAh-2600mAh。</p><p><br></p><p>這是一個一維耦合三維的18650鋰電池模型，將鋰電池內部細節盡可能還原。
展開 
Comsol 鋰電池電化學擬合的一種方法 ￥3000
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><strong>更多相關分析，可以查看以下鏈接</strong></p><p><strong> </strong><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1856241" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>基于Comsol的鋰電池針刺、內短路和過充仿真</strong></a></p><p><strong> </strong><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1846979" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>應用COMSOL APP分析鋰電池熱失控蔓延防控措施</strong></a></p><p><strong>
展開 基于comsol的軟包鋰電池熱濫用失控蔓延分析
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><p><strong>更多相關分析，可以查看以下鏈接</strong></p><p><strong> </strong><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1856241" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>基于Comsol的鋰電池針刺、內短路和過充仿真</strong></a></p><p><strong> </strong><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1846979" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>應用COMSOL APP分析鋰電池熱失控蔓延防控措施</strong></a></p><p><strong> &
展開 6/1 LS-DYNA 鋰電池多物理場擠壓、針刺仿真
內容簡介
LS-DYNA使用同一模型可以同時求解結構-熱-電等多方面的多物理場問題，可以應用在電池的擠壓和針刺方面，可一次性得到結構變形信息、熱信息、電流電壓及SOC剩余載荷等信息。多物理場電池擠壓和針刺采用分布式等效電路模型，可以模擬電池的局部短路，模型中電池電的輸入參數和熱的輸入參數與fluent可以共用。
8月將舉辦第二期：LS-DYNA鋰電池結構仿真應用介紹，敬請期待！
6/10 LS-DYNA 鋰電池多物理場擠壓、針刺仿真
內容簡介
高壓電器常見于電力系統、工業供電系統中，屬于非常重要的電能傳輸和分配電氣設備。同時，由于高壓電器的內部涉及的結構種類較多，而各機械結構的材料性能以及結構組成形式都進一步地影響著電器開關的性能發揮，不斷革新、優化，進一步提升著高壓電器開關的應用性能與使用穩定性。同時高壓電器領域的故障診斷方式也是客戶非常關注的點，如何采用OptiSLang實現高電壓電力變壓器的故障診斷也是這次案例分享的主要內容。
活動合作伙伴：北京朔和科技有限公司
時間
2022年6月10日（周五 ）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
李偉 電磁工程師
高壓電器、電力系統領域從業十多年，對電力行業產品設計優化較為熟悉。針對高壓變壓器、高壓電力開關等產品的設計優化有著豐富的設計經驗。
展開 6/7 LS-DYNA 鋰電池多物理場擠壓、針刺仿真
內容簡介
隨著高級駕駛輔助系統 (ADAS)的發展，市場對抬頭顯示器 (HUD)的需求也日漸增長。在設計HUD時，不僅需要考慮光學性能，還需要考慮呈現給駕駛員的視覺感知和復雜環境對HUD的視覺影響，因此，工程師亟需一種快速有效的方法來設計、優化、測試和驗證HUD。Ansys可提供業界領先的解決方案，用于虛擬測試和驗證HUD設計。
隨著Zemax加入Ansys大家庭，光學設計軟件Zemax OpticStudio、光學仿真工具Speos以及微納光學仿真設計工具Lumerical可聯合助力HUD設計。通過Zemax OpticStudio完成光學系統設計優化及公差分析，Lumerical可實現特性需求的 HUD 微結構設計與仿真，最終通過Speos完成系統級仿真。三款工具應用在HUD不同階段的設計分析與聯合，進而加快設計流程。
本次研討會上多位Ansys應用工程師將詳細介紹三款Ansys光學產品如何聯合為HUD行業提供解決方案。針對時下熱點話題，基于體全息和表面浮雕光柵的AR-HUD，會上也將展開討論。
1) Ansys HUD設計仿真整體工作流（Speos+Zemax+Lumerical）
2) Zemax助力AR HUD系統性能優化
3) Lumerical優化設計HUD微結構
時間
2022年6月7日（周二）16:00-17:00
展開 LS-DYNA中鋰電池的電化學-熱-結構耦合擠壓、針刺模型
小結
LS-DYNA R14版本更新了三個不同的電化學鋰電池模型， 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）。同時對所有模型采用了修正的BV動力學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、熱失控模型以及電池膨脹模型。對于多物理場模型，LS-DYNA還實現了基于氧化和鋰水化反應機制的氣體生成模型，該模型主要應用于性能測試、過充測試和新型鋰電池設計等領域。
LS-DYNA還支持將三種電池求解器中的任何一種與熱以及結構求解器進行耦合。LS-DYNA中電化學模型同時支持SMP和MPP并行計算，可用于電池濫用測試，也可用于各種耦合問題。通過仿真，能夠建立電池系統的最小點火能量模型。基于該模型，可以在車輛的儀表板上安裝一個警告信息系統，當電池系統的狀態達到失控臨界條件時發出警告，從而使車內人員可以在電池發生熱失控之前安全逃離。
關于未來的發展方向，我認為我們必須結合基于大數據的AI或機器學習技術。首先基于電芯級的分析，我們可以構建用于參考的大數據，所有狀態變量都可以保存為隨時間變化的充放電情況的函數。然后通過模組級別的分析將這些狀態數據與機械外力關聯起來，最后運用在一個動力電池包的碰撞測試中。我認為這將是邁向AI或機器學習方法的第一步。
私信回復“電化學”可獲取相關模型哦~
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文章來源：2022 第五屆LS-DYNA技術論壇
視頻鏈接：LS-DYNA中鋰電池的電化學-熱-結構耦合擠壓、針刺模型
技術校對：董驍， Ansys高級應用工程師；整理編輯：俞琴
展開 基于Comsol的超聲探測鋰電池SOC狀態仿真分析
但是對于鋰離子電池而言，電池的SoC狀態并不是與電壓呈現簡單的線性關系，這就為電池SoC的預測制造了重重的阻礙。 </p><p> 目前比較常見的模型一般分為兩大類： </p><p> 1）等效電路模型，這種模型一般是根據電池的測量結果，將電池等效成為一個由電阻、電容等多種電子元器件組成的電路，并根據該模型進行推導計算，從而實現對電池的SoC的預測； </p><p> 2）電化學模型，這種模型更多的是關注鋰離子電池內在的反應機理，通過數學模型對電池的正極、負極、界面膜和電解液等組分進行建模，模擬它們在充放電過程中的行為特點，從而實現對鋰離子電池的SoC的預測。
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應用COMSOL APP分析鋰電池熱失控蔓延防控措施
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><p><strong>更多相關分析，可以查看以下鏈接</strong></p><p><strong> </strong><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1856241" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>基于Comsol的鋰電池針刺、內短路和過充仿真</strong></a></p><p><strong> </strong><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1846979" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>應用COMSOL APP分析鋰電池熱失控蔓延防控措施</strong></a></p><p><strong> &
展開 廣汽埃安彈匣電池第二“針”，終結行業技術路線之爭
自今年3月發布全球首創彈匣電池系統安全技術，首次實現三元鋰電池整包針刺不起火后，5月20日，廣汽埃安再次發布了采用彈匣電池技術的磷酸鐵鋰電池針刺試驗結果。
據了解，本次試驗采用磷酸鐵鋰（普通電池）整包和磷酸鐵鋰（彈匣電池）整包進行對比測試。試驗條件選擇了國標最嚴苛的試驗條件，即在8mm最粗鋼針直徑和100%SOC電量的條件下，進行針刺試驗。
圖片來源：廣汽埃安
試驗結果顯示，磷酸鐵鋰（普通電池）整包在鋼針刺入電芯觸發熱失控后，出現了電壓下降、溫度上升現象，最高溫度為329.4℃，且出現冒煙現象，持續16分鐘；而磷酸鐵鋰（彈匣電池）整包被刺后，最高溫度僅為51.1℃，靜止48小時后，單體電壓降至0V，溫度降為室溫，且無冒煙、無起火和爆炸現象，電池包狀態穩定。打開電池系統外殼，其內部結構完好。
圖片來源：廣汽埃安
從試驗結果來看，搭載彈匣電池系統安全技術的磷酸鐵鋰整包針刺相對普通整包，不冒煙且溫度僅為51.1℃，是目前針刺熱失控實驗中表現最優的動力電池，刷新了磷酸鐵鋰電池的安全新高度。
四大核心技術刷新磷酸鐵鋰電池安全新高度
與普通磷酸鐵鋰電池整包相比，廣汽埃安磷酸鐵鋰電池整包針刺試驗之所以能夠取得優異表現，還要得益于其搭載的彈匣電池系統安全技術。
展開 基于comsol的鋰電池組電化學耦合風冷相變分析 ￥2500
</p><p><br></p><p><br></p><p>參考</p><p>1 靳鵬超，一種使用相變材料的新型電動汽車電池熱管理系統</p><p>2 尤若波，相變材料在動力電池熱管理中的應用研究</p><p>3 魏增輝，基于相變材料和液冷的LiFePO_4電池包熱管理研究</p><p>4 施尚，鋰電池相變材料_風冷綜合熱管理系統溫升特性</p><p>5 鄧元望，混合動力車用鋰電池相變材料_空氣耦合散熱</p><p>6 金標，泡沫銅_石蠟復合相變材料的車用動力鋰電池散熱分析</p><p>7 南爵，相變散熱在鋰離子電池熱管理中的應用</p><p>8王子晨，泡沫鋁_石蠟復合相變材料蓄熱實驗研究</p><p>（轉載：<a href="http://baijiahao.baidu.com/s?id=1586037820557836858&wfr=spider&for=pc" rel="noopener noreferrer" target="_blank">http://baijiahao.baidu.com/s?id=1586037820557836858&wfr=spider&for=pc</a>）</p><p><br></p><p>采用comsol的相變設置，耦合電化學、風冷，求解出來相變材料在不同區域的表現。
展開 陳立泉院士研究新型納米硅鋰電池問世,整車續航里程翻倍
而且公交車線路固定，一般一個來回的公里數不會超過100公里，利用公交車司機休息的空擋，就可以充分發揮鈦酸鋰電池充電快的優勢。而且工作溫度寬泛，在零下50℃的環境中，仍能正常充放電。
同時，該電池的循環放電壽命長，這家研究院，有一塊鈦酸鋰電池，在2014年開始就已進行充放電循環試驗，如今已過了六年時間，充放電超過3萬次，電池容量只衰減了不到10%，性能十分優異。
更值得關注的是，這款電池的熱失控保護性能更令人驚嘆，技術人員現場演示了鈦酸鋰電池跌落、針刺、切割試驗。特別是鋼針刺穿電池后，沒有發生燃燒、冒煙現象，而且電池還能正常使用。
不過，鈦酸鋰電池雖然具有這么多優點，但是能量密度不夠高，只有鋰電池的一半左右。因此，他們把電池的目標市場分，放在了公交車、專用車，以及儲能電站等對能量密度要求不高的應用場景中。
來源：快科技、央視財經
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