A comprehensive model for lithium-ion batteries: From the physical principles to an electrical model

علاقه شدید به تحرک الکترونیکی و افزایش نصب سیستم های برقی مبتنی بر انرژی منجر به بهبود سریع در باتری های لیتیوم یون می شود. در این زمینه، تولیدکنندگان باطری و مهندسان به منظور بررسی دقیق عملکرد باتری نیاز به مدلهای پیشرفته دارند. تعدادی از مدل های باتری لیتیوم بر اساس نمایش پدیده های فیزیکی بر اساس معادلات الکتروشیمیایی است. گرچه ارائه اطلاعات مبتنی بر فیزیک مفصل، این مدل ها نمی توانند تمام پدیده ها را برای یک باتری کامل در نظر بگیرند، زیرا پیچیدگی های بالا معادلات را در بر می گیرد. مدل های دیگر بر مبنای مدارهای معادل هستند و برای طراحی و استفاده آسان تر است. با این حال، آنها این پارامترهای مدار را به خواص فیزیکی مرتبط نمی کنند. به منظور استفاده از هر دو تکنیک مدل سازی، ما یک مدل مدار معادل ارائه می دهیم که همبستگی مستقیم بین پارامترهای آن و اصول الکتروشیمی باتری را حفظ می کند. در نتیجه، این مدل سادگی مورد نیاز برای شبیه سازی یک باتری کامل را در اختیار دارد، در حالیکه عمق جزئیات لازم برای شناسایی پدیده های فیزیکی را فراهم می کند. علاوه بر این، با توجه به دقت بالا، می توان آن را در محدوده گسترده ای از محیط ها استفاده کرد، همانطور که در اعتبار سنجی های آزمایشی انجام شده در بخش نهایی این مقاله نشان داده شده است.