Jannah Theme License is not validated, Go to the theme options page to validate the license, You need a single license for each domain name.
أخبار التقنية

Exicom تنقي أنظمة إدارة البطارية بالمحاكاة


يتم تقديم هذه المقالة الدعائية إليك بواسطة COMSOL.

تعتبر الهند سوقًا سريع النمو للسيارات الكهربائية (EVs) ، حيث توقعت إحدى الدراسات أن أكثر من 30 بالمائة من السيارات المباعة في الهند ستكون كهربائية بحلول عام 2030 (المرجع 1). تعد حزم البطاريات التي تشغل المركبات الكهربائية أحد المحركات الرئيسية لثورة التنقل الكهربائي في الهند. من أجل مراقبة وإدارة أداء حزمة البطارية وسلامتها ، عادة ما تكون الحزم مجهزة بنظام إدارة البطارية (BMS). A BMS هو نظام إلكتروني يراقب جهد البطارية ودرجة الحرارة وتدفق سائل التبريد والصحة ويتوقع عددًا من معلمات الأداء الأخرى ، مثل التباين الحالي وتوليد الحرارة ، مما يساعد على استخراج الأداء الأمثل من حزمة البطارية.

دور المحاكاة في تطوير أنظمة إدارة دقيقة

Exicom Tele-Systems الجندي. Ltd. بتصميم وتطوير ونشر حلول الطاقة ، بما في ذلك أحدث تقنيات بطاريات Li-ion. حتى الآن ، نشرت حلول بطاريات Li-ion التي يبلغ مجموعها أكثر من 1.8 جيجاوات ساعة – من بين أعلى الحلول في العالم من قبل شركة واحدة. تقدم Exicom أيضًا حلول شحن و BMS للمركبات الكهربائية ذات العجلتين والمركبات الكهربائية الخفيفة ، والتي تقود نمو التنقل الكهربائي في الهند. تُقدَّر حلول BMS المبتكرة من Exicom لأدائها وحياتها.

في مركز البحث والتطوير التابع لشركة Exicom في جوروجرام بالهند ، طور فريق التكنولوجيا بقيادة الدكتور بارميندر سينغ نظام إدارة المباني الذي يمكن استخدامه لمراقبة وإدارة بطاريات Li-ion بدقة في التطبيقات عبر نطاق جهد واسع (يصل إلى 1000 فولت). هذا BMS هو أيضًا حيادي للكيمياء ؛ يمكن استخدامه مع بطاريات Li-ion لمجموعة من المواد الكيميائية مثل الليثيوم الفوسفات ، أو فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) ، وأكسيد الكوبالت والنيكل والنيكل الليثيوم (NMC) وأكسيد الألومنيوم كوبالت النيكل الليثيوم (NCA).

لكي يفي قطاع النقل الهندي بأهدافه الطموحة في مجال الكهربة ، يجب على الشركات المصنعة الإسراع في تطوير المكونات الأساسية ، مثل أنظمة إدارة البطاريات (BMS).

تعتمد دقة نظام إدارة المباني على جودة ودقة المدخلات المستخدمة لبرمجة أو معايرة النظام. على سبيل المثال ، يتضمن نظام إدارة المباني عددًا من أجهزة الاستشعار الحرارية الموزعة عبر حزمة البطارية. من أجل مراقبة توزيع درجة حرارة حزمة البطارية بدقة والتنبؤ بالأداء المقابل ، من الضروري وضع المستشعرات في المواقع الصحيحة. يتطلب هذا فهماً مفصلاً للملف الحراري لكل خلية بطارية بالإضافة إلى كيفية اختلاف الحرارة في جميع أنحاء العبوة. هذا هو المكان الذي تلعب فيه COMSOL Multiphysics جزءًا لا يتجزأ ، من خلال السماح بالحسابات الدقيقة وترتيب المدخلات ، مثل معلومات ملف تعريف الحرارة ، المطلوبة لتطوير BMS بدقة جراحية.

توقع ومنع الهروب الحراري المحتمل

استخدم فريق الدكتور سينغ في Exicom نظام COMSOL Multiphysics لإجراء عدد من التحليلات على السلوك الحراري لخلايا البطارية. كما استخدموا المحاكاة لتحليل الدوائر القصيرة الخارجية المحتملة ، والتي يمكن أن تسبب هروبًا حراريًا – وهي عملية تسخين ذاتي غير خاضعة للرقابة يمكن أن تلحق الضرر بالمعدات أو حتى تسبب الحرائق. بدأ فريق Exicom بتحليل الحرارة المتولدة في الخلايا الأسطوانية بعوامل شكل مختلفة ووسع هذا النموذج إلى مستوى العبوة باستخدام ملف تعريف الحرارة المتولد للخلايا. قال الدكتور سينغ: “كنا مهتمين بشكل خاص بتحسين تدرج درجة الحرارة عبر عبوات البطاريات المبردة بالهواء”.

يتم عرض نتائج النمذجة الحرارية على مستوى الخلية للخلايا الأسطوانية أثناء تفريغ 1 درجة مئوية في الشكل 1. يوضح التصور الموجود على اليسار في الشكل 1 توزيع درجة الحرارة ، حيث يتم ملاحظة درجة الحرارة القصوى في منتصف الخلية. يوضح التصور الموجود على اليمين التوزيع المحيطي لدرجة الحرارة ، حيث توجد درجة الحرارة القصوى في المادة النشطة للخلية.

عند التحقق من صحة نتائج المحاكاة بالنتائج التجريبية ، لوحظ أنها تقع ضمن حدود الخطأ البالغة ± 5 بالمائة في ملف تعريف الشحن والتفريغ القياسي. تم تمديد النموذج بعد ذلك لتفريغ 2C عند 100 في المائة من حالة الشحن (SOC) وفقًا لمعيار UL1642 ، والذي تم تحديده لاختبار ماس كهربائى خارجي.

تم تقصير المحطات الموجبة والسالبة للخلية عبر مقاومة 80 ± 20 متر مكعب. تم التحقق من صحة النموذج الحراري القائم على النهج المجمع لبرنامج COMSOL مقابل البيانات التجريبية لملفات تعريف الشحن والتفريغ للخلية. قاموا أيضًا بتطوير:

  • نماذج دورية وخفوت السعة التقويمية للخلايا الأسطوانية بناءً على ميزات التحسين المتوفرة في COMSOL
  • نموذج ثنائي الأبعاد زائف عالي الدقة (P2D) للخلايا الأسطوانية باستخدام المعلمات الكهروكيميائية المستخرجة

ووجدوا أن الطريقة المجمعة مكنتهم من إنشاء نماذج باستخدام أقل عدد ممكن من المعلمات – مثل هندسة الخلية ، وسمك القطب ، والتوصيل الحراري ، والسعة الحرارية ، ودورة القيادة ، والجهد الكهربائي للدائرة المفتوحة (OCV) – جدول SOC – التي يسهل الوصول إليها. متوفرة. متوفر لدى مصنعي حزم البطاريات.

لا يعد استخراج هذه المعلمات تجريبيًا عملية تستغرق وقتًا طويلاً فحسب ، بل إنها أيضًا عرضة للأخطاء بسبب الظروف التجريبية المتغيرة. على سبيل المثال ، تتقلب درجة الحرارة المحيطة ، لذلك يتطلب استخراج ملف تعريف دقيق للحرارة للخلية إجراء سلسلة واسعة من الاختبارات في درجات حرارة محيطة مختلفة. باستخدام المحاكاة ، تمكن الدكتور سينغ والفريق من إجراء هذه التجارب بسهولة كبيرة. كانوا قادرين على دراسة ملامح الشحن والتفريغ بكفاءة ، والسلوك الحراري بمعدلات شحن وتفريغ مختلفة ، والهروب الحراري بسبب دوائر قصيرة خارجية أو داخلية لكيمياء الخلايا المختلفة. كما تمكنوا من تحديد النقاط الفعالة في حزمة البطارية وتحديد تصنيف الخلية بناءً على تحليل تلاشي السعة بدقة عالية. كان لهذه النتائج تطبيقات مباشرة في تقليل وقت دورة تطوير BMS ، حيث أشارت النقاط الساخنة إلى أفضل المواضع لنشر المستشعرات الحرارية داخل BMS من أجل العمل بكفاءة أكبر. وفقًا للدكتور سينغ ، “تعد COMSOL أداة عناصر محدودة سهلة التعلم وقابلة للتكيف لتصميم البطارية والنمذجة الحرارية.”

الشكل 4. تعرض واجهة مستخدم COMSOL Multiphysics نموذجًا للبطارية.

النطاق المستقبلي: توسيع محاكاة البطارية للتنبؤ بالشيخوخة

بالإضافة إلى المحاكاة الحرارية ، قام الدكتور سينغ بتوسيع استخدام المحاكاة للتحقيق في ظاهرة أخرى مهمة: تقادم البطارية. خلال عمر البطارية ، تتدهور حالتها الصحية (SOH) بشكل تدريجي بسبب التغيرات الفيزيائية والكيميائية التي لا رجعة فيها ، مثل نمو طبقة الطور البيني للكهرباء الصلبة (SEI) ، والتي يمكن أن تؤدي إلى فقدان المسامية في خلية البطارية ، وهو ما يمكن أن يؤدي بدوره إلى زيادة الاستقطاب والمقاومة الداخلية. فحص المجال المغناطيسي (MFP) هو طريقة غير باضعة لمراقبة SOH للبطارية. بهدف إظهار إمكانات طريقة MFP ، طور الدكتور سينغ نموذجًا متعدد الفيزياء في COMSOL لتقييم استجابة المجال المغناطيسي ، واستقطاب البطارية ، والمقاومة الداخلية لبطارية Li-ion (المرجع 2). لاحظ الفريق أن الاختلاف في مسامية القطب الكهربائي له تأثير كبير على استجابة المجال المغناطيسي. على الرغم من أن هذا البحث في مراحله الأولية حاليًا ، إلا أن التطبيقات المحتملة بعيدة المدى. قال الدكتور سينغ: “نتوقع أن يسمح إجراء مزيد من التحقيق في هذه الظاهرة بتطوير ونشر ميزات المراقبة لشيخوخة البطارية بالإضافة إلى آليات حماية أفضل ضدها في نظام إدارة المباني نفسها”.

رسم بياني يوضح المجال المغناطيسي وكثافة التيار داخل بطارية مستطيلة ، ومخطط يوضح المجال والجهد بمرور الوقت.

الشكل 5. هندسة الخلية ثلاثية الأبعاد (يسار). تباين استجابة المجال المغناطيسي وسلوك الاستقطاب أثناء التفريغ عند قيم مسامية أنود 0.12 و 0.36 (يمين).

يعمل فريق Exicom حاليًا على النمذجة الكهروكيميائية P2D للتحليل الحراري وتلاشي السعة على مستوى الخلية. وتعتزم توسيع النموذج بمعادلات طاردة للحرارة إضافية عند الأقطاب الكهربائية وطبقة SEI للحصول على دقة أفضل أثناء الهروب الحراري. كما يخططون أيضًا لاستخدام نموذج الخبو الناتج عن السعة المجمعة للتحليل التنبئي الدوري والتقويم. في المستقبل ، يخططون أيضًا لتنفيذ نموذج طلب مخفض لـ SOC و SOH وتصدير النموذج إلى MATLAB لإنشاء الكود حتى مستوى ASIC.

مع التحول المتسارع إلى التنقل الكهربائي في الهند وفي جميع أنحاء العالم ، من المتوقع أن يزداد البحث في تكنولوجيا البطاريات بشكل كبير في السنوات القادمة. تقدم برامج المحاكاة مثل COMSOL بداية أساسية حاسمة للشركات في مجال التنقل الكهربائي التي ترغب في تقديم حلول أكثر فاعلية وتحسين وقت تسويق منتجاتها.

مراجع

  1. سين ، “30٪ من المركبات في الهند ستكون كهربائية بحلول عام 2030: دراسة” ، تايمز أوف إنديا ، 17 يونيو 2022 ؛ https://timesofindia.indiatimes.com/city/mumbai/30-vehicles-in-india-will-be-electric-by-2030-study/articleshow/92265373.cms.
  2. سينغ وآخرون ، “معلمة شيخوخة بطارية Li-Ion: تحليل سلوك المسامية باستخدام مجس المجال المغناطيسي ،” ملخصات اجتماعات ECS، المجلد. MA2021-02 ، 2021 ، لا. 3 ، ص. 294 ، 2021.

MATLAB هي علامة تجارية مسجلة لشركة The MathWorks، Inc.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى

shark tank episode with keto pillskelly clarkson keto weight loss secret before and after photos 2024mach5 keto acv gummies reviewshow did kelly clarkson lose weight so quickly weight loss diet 2024maggie beer keto gummies australiakelly clarkson weight loss diet decoding her health and fitness regimen 2024malibu labs keto gummiesNew keto acv gummies reviews alert 2024 does keto acv gummies work be carefulmax ketosis keto acv gummies reviewskelly clarkson diet 2024 weight loss secrets keto gummies reviewmelissa mccarthy keto gummieskelly clarkson weight loss update before and after photos 2024 transformation on today showmentom keto gummiesketo gummies in 2024 side effects and ingredients keto gummies reviewminch keto gummies reviewsketo gummies 2024 warning keto gummies shark tank show reviews walmartmntx keto bhb gummiesshark tank keto gummies update 2024 keto gummies review keto acv gummies reviewsmr wonderful keto gummies2024 keto gummies beware keto gummies shark tank new keto gummies reviewmulittea gummies ketoproton keto acv gummies reviews my honest opinion updated they won t tell you before getting itmulittea keto gummies reviewsproton keto acv gummies walmart weight loss scam oprah never endorsed proton keto acv gummiesnano slim keto gummies reviewsx10 boost keto acv gummies scam reviews no celebrities ever endorsed keto weight loss gummiesnano slim x keto acv gummies kim kardashianketo gummies shark tank be careful acv keto gummies shark tank shark tank keto acvnano slim x keto acv gummies reviewsshark tank s keto acv gummies alert shark tank acv shark tank keto acv gummies ingredientsnano slim x keto gummies kim kardashianketo acv gummies alert keto acv gummies reviews acv keto gummies do keto acv gummiesnanoslim keto gummies reviewsketosis acv gummies reviews be careful does ketosis acv gummies work ketosis acv keto gummiesnatural keto gummiesdr oz recommendation keto gummies for kelly clarkson weight lossnegative effects of keto gummiesunveiling kelly clarkson keto gummies weight loss secret galorenextgen pharma keto gummies reviewskelly clarkson weight loss scam alert keto acv gummies for weight loss and shark tank reviewsntx bhb keto gummieskelly clarkson weight loss gummies dr oz investigates side effect resolutionsntx keto and acv gummiesketo acv gummies reviews scam watch this keto gummies acv keto gummies to lose weight workntx keto bhb gummies official sitehow did kelly clarkson lose weightntx keto bhb salt gummieskelly clarkson weight loss secret diet kelly clarkson lose weight kelly clarkson weight loss 2024ntx keto gummies cnn newskelly clarkson secret sauce for accelerated keto weight loss what did kelly clarkson do to lose weightntx keto gummies official websitekelly clarkson journey to lose weight naturallyntx nutrition keto acv gummies reviewsketo acv gummies reviews scam or not watch this keto gummies acv keto gummies to lose weight worknucentix keto acv gummies reviewsthe truth about acv keto gummies do they really help you lose weightnucentix keto gummies shark tankwhat did kelly clarkson use for weight loss how did kelly clarkson lose so much weightnucentix keto gummy gummieskelly clarkson weight loss story dr oz analysis on ozempicnumber 1 keto gummiesdr oz on ozempic evaluating kelly clarkson weight lossnumber one keto gummiesdr oz and kelly clarkson discussing weight loss with ozempic and keto gummiesnutra haven keto acv gummieshow kelly clarkson lost weight weight loss journeynutrafaza keto gummieskelly clarkson weight loss regimen unveiled by dr oz the magic of ozempic and keto gummiesnutribolidos keto gummies reviewskelly clarkson and ozempic dr oz perspective on losing weightnutrocell keto acv gummies reviewsdr oz rapid weight loss plan warning dr oz weight loss dr oz weight loss pillsnuu3 keto gummies reviewskelly clarkson keto pills experience acv s role in weight loss successnxt nutrition keto gummieskelly clarkson weight loss boost power of acv and keto pillsofficial keto gummiesketo gummies acv two pillars of kelly clarkson weight lossoprah and keto fusion gummieskelly clarkson keto pill revelation acv s role in her weight lossoprah and royal keto gummieskelly clarkson keto pills and gummies sweet path to weight loss successoprah endorsed keto gummiesunlocking weight loss secrets kelly clarkson acv and keto pill experienceoprah f1 keto gummiesdr oz weight loss pills kelly clarkson keto gummies review and before and afteroprah keto apple cider gummiesKeto Gummies For Weight Loss Shark Tank Simpli Acv Ketooprah keto flo gummiesshark tank keto acv gummies scam reviews and customer support real and honestoprah keto gummies where to buyshark tank keto gummies alert keto gummies reviews kelly clarkson keto gummiesoprah lifetime keto acv gummiesshark tank keto gummies to quit smoking and cure copd deepfake scam ads are everywhere on facebookoprah lifetime keto gummiesketo acv gummies shocking truth keto gummies shark tank keto acv gummies keto crave reviewsoprah slim candy keto gummiesdr oz diet kelly clarkson approach to weight lossoprah true form keto gummiesthe real truth about kelly clarkson s extreme weight loss dietoprah ultimate keto gummieskelly clarkson diet dr oz s prescription for weight lossoprah winfrey simpli acv keto gummieskelly clarkson ozempic diet what dr oz says about her weight lossoprahs acv keto gummieskelly clarkson weight loss ozempic diet dr oz weighs in on her weight lossoprahs keto and acv gummiesexploring kelly clarkson weight loss diet dr oz discusses ozempic or keto gummiesopras keto gummieskelly clarkson weight loss secret diet exclusive before and after photosopti burner keto gummies reviewstransform your health with 3 pack slimx keto acv gummiesoptima keto acv gummiesslim labs acv keto gummies be careful does slim labs acv keto gummies work watch this reviewoptimal keto acv gummies customer service numberweight loss with apple cider vinegar slimsculpt keto acv gummies reviewoptimal keto acv gummies do they workketo acv gummies keto acv gummies the legit keto acv pure slim keto acv gummiesoptimal keto acv gummies side effectsignite keto gummies reviews does ignite keto gummies work ignite keto gummiesoptimal keto and acv gummies reviewsbiopure keto gummies reviews does biopure keto gummies work biopure acv keto gummiesoptimal keto gummies reviewessential keto gummies reviews weight loss be careful does essential keto gummies workoptimal keto plus acv gummies reviewshale and hearty keto gummies reviews new alert does hale and hearty keto gummies workoptimum keto and acv gummiessummer keto acv gummies reviews new alert does summer keto acv gummies work be carefuloptimum keto gummieskelly clarkson weight loss scam features keto gummies with fake reviews here s how it worksoptimum keto plus acv gummiesketo gummies reviews alert keto gummies for weight loss peoples ketooptiplex keto gummies amazonnew keto acv gummies beware acv keto gummies acv gummies review acv gummies reviewsoptiplex keto gummies redditdr oz keto gummies kelly clarkson strategies for losing weight effectivelyoptislim keto acv gummieskelly clarkson keto gummies dr oz negative reviews bad complaints side effectsorange county keto gummies canadaessential keto gummies review warning essential keto gummies side effectsorange county keto gummies reviewsuccess strategies kelly clarkson roadmap to effective weight loss in 2024orange county keto gummies reviewskelly clarkson weight loss keto gummies dr oz overview of side effect resolutionsoriginal keto acv gummieskelly clarkson weight loss gummies dr oz analyzes side effects and solutionsover the counter keto gummiesdr oz verdict on kelly clarkson weight loss gummies side effect solutions exploredperma health keto gummieskelly clarkson keto gummies dr oz verdict on their effectiveness for weight lossperma health keto gummies canadabest keto gummies for effective weight loss 2023 keto dietpower keto gummies ingredientskelly clarksons 2023 keto gummies weight loss truthpower keto gummies oprahketo gummies shark tank 2024 best keto gummies from shark tank showpower keto gummies pioneer womanketo acv gummies reviews scam watch this keto gummies what s the best keto acv gummiespower keto gummies reviewketo gummies review beware keto bhb gummies reviews keto apple cider vinegarpower keto gummies shark tankweight loss exposing apple cider gummies kelly clarkson s truthpremium blast acv keto gummiesgood keto gummies reviews scam exposed or legit goodketo acv bhb gummy formulapremium blast keto acv gummies 340 mgketo gummy kelly clarkson fun and effective keto weight losspremium blast keto acv gummies ingredientsgood keto acv gummies good keto gummies us reviews official 100 safe does it really work or notpremium blast keto gummies shark tank