شبیه سازی سه بعدی الکتروشیمیایی شارژ باتری لیتیوم یون در یک خودرو برقی

با توجه به پیشرفت فناوری و تغییر الگوی زندگی بشری به علت تغییرات آب و هوا و محدودیت‌های سوخت فسیلی، روی آوردن به تکنولوژی و نیاز به ذخیره انرژی بیش از پیش حس می‌شود. همچنین با توسعه سریع فناوری کاربردهای الکتریکی ذخیره انرژی در جامعه مدرن بسیار مهم است و به‌منظور پیش‌برد اهداف، از باتری به ویژه باتری‌های لیتوم یونی (lib) بیشترین استفاده می‌کنند. باتری یکی از سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی الکتروشیمیایی و تبدیل انرژی محسوب می‌شود. هدف این تحقیق شبیه سازی الکتروشیمیایی باتری لیتیوم یون با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی avl fire می باشد. ابتدا هندسه یک سلول باتری در نرم افزار تولید و شبکه بندی می شود و نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی ولتاژ بر حسب ظرفیت باتری اعتبارسنجی شده است. سپس اثر شارژ باتری لیتیومی روی غلظت یون لیتیوم در الکترود مثبت و منفی و تولید حرارت ناشی از ژول (اهمی) و واکنش الکتروشیمیایی و تولید حرارت کلی طی فرآیند شارژ آورده شده است.

3d electrochemical simulation of lithium-ion battery charging in an electric vehicle

considering the advancement of technology and the change of human life pattern due to climate changes and fossil fuel limitations, turning to technology and the need to save energy is felt more than ever. also, with the rapid development of the technology of electrical applications, energy storage is very important in modern society, and in order to advance the goals, batteries, especially lithium ion batteries (lib), are used the most. battery is one of the electrochemical energy storage and energy conversion systems. the purpose of this research is the electrochemical simulation of lithium ion battery using avl fire computational fluid dynamics software. first, the geometry of a battery cell is generated and gridded in the software, and the numerical results have been validated with the laboratory results of the voltage according to the battery capacity. then, the effect of lithium battery charging on the concentration of lithium ions in the positive and negative electrodes and heat generation due to joule (ohm) and electrochemical reaction and total heat generation during the charging process are given.