配置叠放电池单元

Simcenter Battery Design Studio 中新建层叠电芯时,工作区中将显示相应的电池定义窗口。

下图显示了锂离子袋状电池的电池定义。



可以使用电池窗口左侧的节点定义电池的特性和属性,包括电池单元的尺寸。

定义叠放电池单元的尺寸

电芯尺寸在 Simcenter Battery Design Studio 的电池电芯定义中指定。对于叠放配置,导入 Simcenter STAR-CCM+ 的电池单元包括正负电极和极耳,还包括隔离膜。

下面给出了有关 Simcenter STAR-CCM+ 使用的参数的详细信息。其他电池单元组件(如封装和母线)不会导入 Simcenter STAR-CCM+ 中。

电池单元尺寸取决于以下属性:



要查看用于定义电池单元尺寸的值的汇总,选择电池窗口中的报告节点。电池单元尺寸位于“Stack Properties(叠片属性)”部分。



电极高度和宽度

可以在电池窗口中定义电极尺寸。在左侧面板中,选择适当的节点,即 + Electrode(+ 电极)- Electrode(- 电极)。然后,在窗口右侧,为电极输入适当的高度和宽度值。

设置电极尺寸时,确保负极耳的宽度大于正极耳的宽度。



极耳的高度、宽度和偏移值

还可以在 + Electrode(+ 电极)- Electrode(- 电极) 节点中定义极耳尺寸。可以指定极耳高度和宽度,还可以定义极耳与电极左边缘的偏移。

根据与每个电极边缘的距离指定极耳偏移值。由于负电极通常比正电极宽,因此需要设置电极的相对位置以正确对齐极耳。

隔离膜偏移值

可以在电池窗口中定义隔离膜的尺寸。在左侧面板中,选择生成器 > 简单节点,然后选择偏移选项卡。

Negative wrt separator(负极相对隔离膜) 属性的 X 和 Y 偏移值指定了隔离膜层从负电极边缘延伸的距离。例如,如果负电极宽 88 mm,且指定了 1 mm 的 Xoffset 值,则隔离膜层宽度将为 90 mm。



电极的相对位置

还可以在生成器 > 简单节点的偏移选项卡中定义电极的相对位置。Positive wrt negative(正极相对负极) 设置定义了正电极相对于负电极的位置。相对位置在 X 和 Y 偏移值中定义。这些值指定从负电极左边缘到正电极左边缘的距离,以及从负电极上边缘到正电极上边缘的距离。

默认情况下,所有这些值均设为 1 mm。如果更改了电极的宽度或高度,或如果要定义更宽或更窄的隔离膜,则需要更改这些值。

电极厚度

要查看每个电极的总厚度,选择 + Electrode(+ 电极) > 公式节点或 - Electrode(- 电极) > 公式节点。总厚度将显示在“Computed Electrode Properties(计算的电极属性)”下 Thickness (w/collector)(包含集流器的厚度) 的旁边。此值包括单个电极的集流器和涂层的厚度。



隔离膜厚度

可以在电池窗口中定义隔离膜的厚度。要设置隔离膜厚度,选择隔离膜节点。在表的厚度列中修改相应的值。



叠片中的电极数

可以定义叠片中的电极层数。在电池窗口中,选择生成器 > 简单节点,然后选择叠片选项卡。Total # of electrodes including ends(电极总数(包括端部)) 框指定电池单元中的电极总数。

所选的端电极选项将影响可以指定的值。如果选择两个负极两个正极,则电极总数必须为奇数。如果选择正极(右)/负极,则电极总数必须为偶数。

电池单元中的隔离膜数等于(电极总数 + 1),即相邻电极之间有一层隔离膜,外加叠片的任一端有一个隔离膜。