Electrochemical Models of Multi-Unit Lithium Batteries Under Thermal Gradient

热的 电池(电) 电化学 锂(药物) 材料科学 荷电状态 生物系统 粒子(生态学) 替代模型 粒子群优化 电流(流体) 人工神经网络 能量(信号处理) 化学 电流 发热 卷积神经网络 机械 电位 电能 计算机科学 电化学电池 粒径 想象 核工程 电化学电位 计算物理学 热力学 锂电池 数学模型 热能 锂离子电池
作者
Xiaoyu Yang,Yi Cui,Daniel M. Tartakovsky
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [Institute of Physics]
卷期号:173 (5): 050520-050520
标识
DOI:10.1149/1945-7111/ae4b6d
摘要

Temperature variations between multiple units of a lithium-ion battery affect electrochemical processes during its operation. Resolving each unit’s behavior with a physics-based model is computationally prohibitive, and conventional single-unit approximations fail to capture the battery performance, especially at high charge/discharge rates and/or low temperatures. Our surrogate model preserves multi-unit fidelity, while drastically reducing computational cost, and enables efficient real-time predictions of a battery’s state of charge under dynamic conditions. Comprising two convolutional neural networks and one multilayer perceptron, it emulates a standard pseudo-two-dimensional electrochemical model of an individual unit to sequentially advance state variables (lithium concentrations and electric potentials within active material and electrolyte) within each unit. Local temperature and electric current serve as inputs to the surrogate model of each unit, and inter-unit currents are computed via particle swarm optimization. Heat generation predicted by the surrogate is coupled with a one-dimensional thermal model to capture electrochemical–thermal interactions. Our simulations of commercial batteries NMC 21700 and 4680 show that the single-unit approximation overestimates effective discharge capacity, whereas the multi-unit model accurately captures the associated energy loss.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
777完成签到 ,获得积分10
5秒前
Ali990323完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
共享精神的应助被vavel采纳,获得10
9秒前
谭代涛发布了新的文献求助10
10秒前
GENQINGE关注了科研通微信公众号
11秒前
13秒前
是咸鱼呀发布了新的文献求助10
14秒前
脑洞疼的应助被科研通管家采纳,获得10
14秒前
田様的应助被科研通管家采纳,获得10
14秒前
15秒前
852的应助被科研通管家采纳,获得10
15秒前
大个的应助被科研通管家采纳,获得10
15秒前
星辰大海的应助被科研通管家采纳,获得30
15秒前
15秒前
无花果的应助被科研通管家采纳,获得10
15秒前
15秒前
隐形小湫完成签到,获得积分10
15秒前
赘婿的应助被科研通管家采纳,获得10
15秒前
斯文败类的应助被科研通管家采纳,获得10
16秒前
kento的应助被科研通管家采纳,获得100
16秒前
Orange的应助被科研通管家采纳,获得10
16秒前
molihuakai的应助被科研通管家采纳,获得30
16秒前
aaaa的应助被科研通管家采纳,获得20
16秒前
安详香旋的应助被科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
传奇3的应助被科研通管家采纳,获得10
17秒前
情怀的应助被科研通管家采纳,获得10
17秒前
搜集达人的应助被科研通管家采纳,获得10
17秒前
Mint的应助被科研通管家采纳,获得10
17秒前
华仔的应助被科研通管家采纳,获得10
17秒前
隐形曼青的应助被科研通管家采纳,获得10
17秒前
bkagyin的应助被科研通管家采纳,获得10
17秒前
18秒前
19秒前
李健的小迷弟的应助被vavel采纳,获得10
21秒前
22秒前
22秒前
FashionBoy的应助被陈天爱学习采纳,获得10
22秒前
姚雨轩发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
Wafer Surface Defect 420
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7784395
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9323706
关于积分的说明 20395339
捐赠科研通 7373220
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3321025
关于科研通互助平台的介绍 2468986
邀请新用户注册赠送积分活动 2337276