COMSOL电化学，燃料电池，锂离子电池

电化学仿真技术通过对电池微观行为进行研究，明晰电池内部多现象机理，并将其数值化，通过数值方法实现对物理特征联合计算，建立完整的电池模型。COMSOL Multiphysics具有强大的多物理场全耦合仿真分析功能、高效的计算性能，可以保证数值仿真的高度精确，已被广泛应用于各个学科领域，近年来运用COMSOL来解决电化学实际工程问题也越来越普遍。但由于许多学员应用COMSOL在实践中存在大量的技术操作难点，数值模拟技术如何与工程科学应用相结合成为大家普遍的问题，为解决大家在COMSOL仿真过程中遇到的痛难点。

专题一：“COMSOL多物理场耦合仿真技术与应用-燃料电池”大纲

COMSOL仿真基础

1、COMSOL软件基本操作

1.1 创建模型一般步骤

1.2 几何创建方法

1.3 网格划分技巧

1.4 方程及边界设置

2、后处理

2.1 数据集创建

2.2 衍生量的计算

2.3 结果图的绘制

实例操作：肋片散热模型

COMSOL燃料电池仿真

3、燃料电池仿真

3.1 燃料电池开路电压计算

3.2 燃料电池三种极化损失

4、多孔电极有效扩散系数构建

4.1 多孔电极构建方法

4.2 曲率与孔隙率关系

4.3 尘气模型实现方法

实例操作：多孔电极模型、尘气输运模型

5、从简到真的建模方法

5.1 只考虑气体输运

5.2 添加导电过程

5.3 添加电化学过程

5.4 添加退化过程

实例操作：纽扣电池模型

6、连接体研究分析

6.1 燃料电池活化设置方法

6.2 传质-导电-电化学多场耦合方法

6.3 接触电阻、氧死区处理方法

6.4 连接体优化与设计

实例操作：连接体优化模型、新型连接体模型

7、直接碳燃料电池性能研究

7.1 Boudouard反应设置

7.2 热源设置方法

7.3 传质-导电-电化学-热多场耦合方法

7.4 性能分析

实例操作：直接碳燃料电池模型

8、应力分析

8.1 力学边界设置

8.2 损伤几率求解

8.3 残余应力分析 8.4 热应力分析

实例操作：微管应力模型

9、COMSOL锂电池仿真分析

9.1 锂电池活化极化方法

9.2 电化学-热耦合方法

实例操作：锂电池热管理模型

专题二：“COMSOL多物理场耦合仿真技术与应用-锂离子电池”大纲

第一天

1. COMSOL 仿真基础

1.1 数值仿真基本要素及其在 COMSOL 中的对应

1.1.1 模型参数与变量

1.1.2 物理场添加及电解条件设置

1.1.3 模型构建与网格划分

1.1.4 求解器类型与设置

1.1.5 后处理及数据分析

1.2 COMSOL 中锂离子电池接口

1.2.1 电池基本物理过程及控制方程

1.2.2 常用电池边界条件及初始条件

1.2.3 常用电池电极材料参数设置

锂离子电池 P2D 模型

2.1 P2D 模型的理解与分析

2.2 COMSOL 中电池 P2D 模型构建

2.2.1 模型参数输入

2.2.2 模型构建及模型材料设置

2.2.3 电池物理方程及参数设置

2.2.4 网格划分与求解器设置

2.3 电池典型充放电过程仿真及后处理技巧

第二天

3. 锂离子电池电化学-热耦合模型

3.1 P2D 电化学模型与电池热模型耦合

3.2 锂离子电池集总参数模型及其与电池热模型耦合

3.3 两种电池电化学-热耦合模型的区别及应用场景

3.4 圆柱形或方形锂离子电池建模及仿真演示 (二选一)

4. 锂离子电池衰退模型及仿真

4.1 COMSOL 中电池充放电循环仿真

4.1.1 电池充放电循环边界条件设置

4.1.2 电池加速衰退设置

4.1.3 电池充放电循环仿真后处理技巧

4.2 锂离子电池常见衰退现象及其数学描述

4.2.1 负极 SEI 膜增厚过程仿真

4.2.2 活性锂损失计算

4.3 锂离子电池衰退模型构建及仿真演示

第三天

动力电池热管理技术及数值仿真

5.1 热管理技术简述

5.2 动力电池风冷及模型构建

5.2.1 空气流动过程仿真及常用物理接口介绍

5.2.2 锂离子电池-空气流动耦合模型构建

5.2.3 典型工况电池空冷模型构建及仿真

5.3 动力电池液冷及模型构建

5.3.1 液气流动过程仿真及常用物理接口介绍

5.3.2 锂离子电池-冷却液流动耦合模型构建

5.3.3 典型工况电池液冷模型构建及仿真演示

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