数字孪生模型和基于模型的电池设计

Ed Fontes 2019年 2月 20日

通过将高保真多物理场模型与轻量级模型以及实测数据相结合,工程师可以创建数字孪生模型,进而去理解、预测、优化并控制现实界系统。

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Henrik Ekström 2018年 8月 29日

离子交换膜广泛应用于电化学工程领域。在聚合物电解质燃料电池和钒液流电池中,它们用于传导离子,同时防止反应物和电子在两个流室之间流动。在电渗析中,促进正电荷或负电荷离子通过的能力也用于从离子中去除水。在本篇博客文章中,我们将探索离子交换膜的离子选择能力。

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Brianne Christopher 2018年 6月 14日

二战过后,经济发展空前繁荣,美国的汽车销售量甚至创造了历史记录(造成了很严重的污染问题)。今天,我们发明了节能汽车——混合动力汽车和电动汽车,又凭自动驾驶汽车(AV)掀起了新一波浪潮。污染问题再次摆在人类面前,但争论焦点发生了转移:自动驾驶汽车应该采用混合动力引擎,使效益最大化,还是使用全电动引擎,将污染降低到最少?

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Brianne Christopher 2018年 5月 24日

现代汽车中的铅酸蓄电池与Gaston Planté 于 1859 年发明的电池相差无几。唯一不同的是如今您能够借助仿真分析电池中的电流分布。

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Caty Fairclough 2017年 12月 21日

身处一间充满不同颜色液体烧杯的实验室里,虽然会看起来有点卡通,但这其实是一间研究钒氧化还原液流电池(vanadium redox flow batteries,VRFB)的实验室。与传统电池不同,VRFB 中的化学能包含在液体电解质中,液体电解质储存在外储槽中,并通过电池泵传送,从而将能量转换成电能或从电能转换而来。通过优化 VRFB 设计,工程师可以提高电网储能和可再生能源的可靠性。

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Bridget Cunningham 2016年 12月 7日

传统的锂离子电池中采用的电解质通常包含易燃的液体溶剂,电池一旦过热便极易引发火灾。为了改进电池设计,提升安全性,人们希望用不可燃的固体电解质替代传统的液体溶剂。不过,要想改进这一技术,并实现其工业化应用,首先需要全面深入地理解装置中的电化学过程。借助仿真这一可靠的工具,相信在不远的将来,我们便可以实现固态锂离子电池的大规模应用。

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Edmund Dickinson 2016年 10月 25日

电池短路是一个糟糕的故障:电池中储存的化学能会以热能的形式损失掉,而无法为设备所用。同时,短路还会造成严重发热,这不仅会降低电池材料的性能,甚至还可能因为触发热失控而酿成火灾或者爆炸。为了消除设备中可能造成短路的潜在条件,并确保短路不会引起危险的工作状态,我们可以借助 COMSOL Multiphysics® 对锂离子电池的设计进行研究。

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Scott Smith 2016年 8月 24日

电阻效应和电容效应是理解电化学系统的基础。由质量传递而产生电阻和电容,可通过描述对应基本现象(例如扩散)的物理方程来进行表征。此外,当需要考虑双电层、薄膜和反应动力学的电阻或电容特性时,可利用与电化学电流及电压相关的物理条件对此类效应进行简化处理。最后,您可以在 COMSOL Multiphysics® 中轻松地对来自外部负载电路的电阻和电容进行表征。

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Guest Matteo Lualdi 2016年 8月 23日

本文特约作者是来自 COMSOL 认证咨询机构——resolvent ApS 的 Matteo Lualdi,他将与我们分享开发用于固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell stack,简称 SOFC)堆分析的仿真 App 带来的优势。 对许多企业来说,数值模拟及仿真是贯穿设计工作流程中从产品研发到优化各个阶段的宝贵工具。而仿真 App 进一步扩展了此类工具的应用范围,将复杂的多物理场模型隐藏在了易用的界面之下。让我们来一起看看这样一个案例:固体氧化物燃料电池堆 App。

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Ed Fontes 2016年 4月 13日

Newman 模型及其衍生模型构成了一套标准理论,该理论能够准确地预测锂离子电池在一系列工作条件下的设计性能。当使用 Newman 模型时,人们不必细致地描述电池电极的多孔结构,而只需要将常见的平均尺寸用作输入,即可将电极表征为均相的各向同性材料。然而,与详细的非均相几何模型相比,这种方法的准确度如何呢?让我们来一探究竟吧。

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