लिथियम बैटरी मॉडल को मॉडल करने के दो तरीके हैं। एक बैटरी पर बड़ी संख्या में प्रयोगों का संचालन करना, प्रयोगात्मक डेटा जमा करना, एकत्र किए गए डेटा का अनुकरण करना, और लिथियम आयन बैटरी के परिवर्तन के कानून को संक्षेप में प्रस्तुत करना है; दूसरा लिथियम आयन बैटरी पर बड़ी संख्या में प्रयोगों का संचालन करना है। आयन बैटरी के सूक्ष्म व्यवहार पर अनुसंधान, सूक्ष्म व्यवहार के विवरण के माध्यम से, कंप्यूटर का मतलब है की मदद से, एक सैद्धांतिक मॉडल स्थापित करें। आमतौर पर इस्तेमाल लिथियम बैटरी मॉडल मुख्य रूप से आंतरिक प्रतिरोध मॉडल, समकक्ष सर्किट मॉडल, आनुवंशिक एल्गोरिथ्म मॉडल, तंत्रिका नेटवर्क मॉडल और इलेक्ट्रोकेमिकल मॉडल शामिल हैं ।
लिथियम बैटरी मॉडल
1. लिथियम बैटरी मॉडल का आंतरिक प्रतिरोध मॉडल
आंतरिक प्रतिरोध मॉडल सबसे सरल बैटरी मॉडल है, आमतौर पर बैटरी की क्षमता का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है []। आम तौर पर, बैटरी क्षमता वोल्टेज और आंतरिक प्रतिरोध के साथ भिन्न होती है। चूंकि वोल्टेज अलग निर्वहन धाराओं के तहत अलग तरह से बदल जाएगा, शोधकर्ताओं ने आंतरिक प्रतिरोध और क्षमता के बीच संबंध स्थापित करने की कोशिश की है । हालांकि, आंतरिक प्रतिरोध एक आंतरिक मूल्य नहीं है, और आंतरिक प्रतिरोध मॉडल के लिए बहुत सारे प्रयोगात्मक डेटा की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, बैटरी की अधिकतम क्षमता विभिन्न तापमानों पर बदलती है, बैटरी का आउटपुट वोल्टेज विभिन्न वर्तमान दरों पर बदलता है, और बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध विभिन्न तापमानों पर बदलता है। प्रयोग से प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध का उपयोग बैटरी के विभिन्न उपयोग वातावरण के अनुसार बैटरी की क्षमता निर्धारित करने के लिए किया जाता है, इसलिए मॉडल एक डेटाबेस के करीब है।
2. लिथियम बैटरी मॉडल के समकक्ष सर्किट मॉडल
क्योंकि बैटरी वर्तमान, v.Johson16 की कार्रवाई के तहत प्रतिरोध और क्षमता की विशेषताओं में से कुछ को प्रतिबिंबित करेगा.] एट अल प्रस्तावित है कि समकक्ष सर्किट बैटरी के गतिशील और स्थिर प्रदर्शन अनुकरण करने के लिए एक बैटरी मॉडल बनाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । लिथियम आयन बैटरी का मूल समकक्ष सर्किट, जहां वी और वी बैटरी के खुले सर्किट वोल्टेज और आउटपुट वोल्टेज का प्रतिनिधित्व करते हैं, आर बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध है, और आर समानांतर सर्किट बैटरी की बाहरी विशेषताओं का अनुकरण करता है।
3. लिथियम बैटरी मॉडल का जेनेटिक एल्गोरिदम मॉडल
आनुवंशिक एल्गोरिदम पर आधारित लिथियम आयन बैटरी मॉडल आम तौर पर प्रयोगात्मक डेटा का विश्लेषण कर सकते हैं, समीकरणों और अन्य तरीकों को हल करने के लिए बैटरी विशेषताओं अनुकरण मॉडल बनाने के लिए । लेकिन क्योंकि बैटरी के अंदर रासायनिक प्रतिक्रिया बहुत जटिल है, बैटरी मॉडल का वर्णन करने के लिए एक उपयुक्त कार्य खोजना मुश्किल है। आनुवंशिक एल्गोरिदम की गणना करना आसान है, और आउटपुट फ़ंक्शन बहुत लचीला है, और इसका उपयोग लिथियम-आयन बैटरी मॉडल बनाने के लिए किया जा सकता है।
4. लिथियम बैटरी मॉडल के तंत्रिका नेटवर्क मॉडल
बैटरी मॉडल बनाने, लिथियम आयन बैटरी मॉडल बनाने के लिए तंत्रिका नेटवर्क एल्गोरिदम का उपयोग करने की व्यवहार्यता पर शोध करें, और इलेक्ट्रिक वाहनों में बैटरी की शेष शक्ति की सफलतापूर्वक भविष्यवाणी करें।
तंत्रिका नेटवर्क एल्गोरिदम और फजी एल्गोरिदम को लिथियम आयन बैटरी की शेष क्षमता का अनुमान लगाने और एकल एल्गोरिदम की अनुमान सटीकता में सुधार करने के लिए दो एल्गोरिदम की कमियों के लिए मजबूत बिंदुओं का उपयोग करने के लिए संयुक्त किया जाता है।
5. लिथियम बैटरी मॉडल का इलेक्ट्रोकेमिकल मॉडल
इलेक्ट्रोकेमिकल मॉडल बैटरी की बेसिक केमिस्ट्री पर आधारित है। लिथियम आयन बैटरी का सिद्धांत मॉडल धीरे-धीरे 1982 में पश्चिम के शोध के आधार पर स्थापित किया गया है। रेशेदार सक्रिय भौतिक कणों से बने असुरक्षित इलेक्ट्रोड का अध्ययन करते समय, पश्चिम ने एक अर्ध-दो आयामी छिद्रपूर्ण इलेक्ट्रोड मॉडल की स्थापना की, यह मानते हुए कि बैटरी में समाधान चरण एक बाइनरी समाधान प्रणाली है, जो प्रसार गुणांक को स्थिर करने में चूक करता है, और ठोस चरण प्रसार प्रक्रिया नियंत्रण कदम है, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया को नजरअंदाज कर दिया जाता है। चूंकि लिथियम बैटरी भी एक असुरक्षित इलेक्ट्रोड सिस्टम है, जब ली: LiClO4:TIS2 बैटरी मॉडल का अध्ययन, एक समान प्रसंस्करण विधि अपनाई गई थी । बैटरी की संरचना को ध्यान में रखते हुए, डायाफ्राम की संरचना को मॉडल में पेश किया गया था। माओ एट अल के शोध के परिणाम बताते हैं कि सेपरेटर जितना पतला होता है, बैटरी उतनी ही अधिक शक्ति जारी कर सकती है । हालांकि, क्योंकि यह मॉडल एक सच्चे बैटरी मॉडल नहीं है, यह केवल एक इलेक्ट्रोड के सिद्धांत का अध्ययन करता है, और बैटरी को पूरी तरह से मॉडल नहीं करता है, इसलिए मॉडल बैटरी की रासायनिक विशेषताओं को पूरी तरह से अनुकरण नहीं कर सकता है। उपरोक्त मॉडलों में यह माना जाता है कि लिथियम आयन इंटरकैलेशन प्रक्रिया असीम रूप से तेज होती है, इसलिए इलेक्ट्रोड/इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस पर इलेक्ट्रोकेमिकल संतुलन प्रणाली होती है । दूसरे शब्दों में, बैटरी की ओसीपी (ओपन सर्किट पोटेंशियल) कण सतह एकाग्रता पास के इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता से संबंधित है।
जब डॉयल ली का अध्ययन कर रहा था: PEO3LiCF3SO3: TiS2 बैटरी, वह असुरक्षित इलेक्ट्रोड मॉडल के आधार पर एक सच्चे बैटरी मॉडल की स्थापना की । बटलर-वोल्मर समीकरण का उपयोग प्रत्येक इलेक्ट्रोड पर होने वाली इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया का वर्णन करने के लिए किया जाता है, और फिक के कानून का उपयोग इलेक्ट्रोड के अंदर लिथियम कणों की प्रसार घटना का वर्णन करने के लिए किया जाता है, और प्रसार गुणांक को स्थिर माना जाता है। जब एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, बैटरी डायाफ्राम पर बैटरी की मात्रा उपेक्षित बदलता है, लिथियम आयनों डायाफ्राम के माध्यम से पारित करने के लिए SEI फिल्म है, जो एक फिल्म प्रतिरोध में सरलीकृत है की एक परत के रूप में । बैटरी मॉडल साइड प्रतिक्रियाओं की घटना पर विचार नहीं करता है। [1] के आधार पर, फुलर [1] एट अल ने तनु समाधान सिद्धांत के तहत लिथियम आयन बैटरी की रासायनिक विशेषताओं का वर्णन करते हुए एक समीकरण स्थापित किया, और एक सामान्य लिथियम आयन बैटरी मॉडल की स्थापना की। फुलर एट अल के अध्ययन में बैटरी ओसीपी और एसओसी की ओपन सर्किट क्षमता के बीच संबंध के बारे में बताया गया और यह काम काफी मायने रखता है । शोध से पता चलता है कि ओसीपी और एसओसी वक्र के बीच संबंध nonlinear है, और वर्तमान घनत्व और वक्र के बीच संबंध बहुत करीब है । ओसीपी और एसओसी वक्र के परिवर्तन की दर जितनी अधिक होगी, वर्तमान घनत्व वितरण उतना ही अधिक समान होगा। इसके बाद, नलिन और गियाकोमो एट अल ने पूर्ववर्तियों के आधार पर लिथियम आयन बैटरी के रासायनिक मॉडल को हल करने के लिए परिमित तत्व विधि का उपयोग किया, और वास्तविक बैटरी निर्वहन विशेषताओं के साथ हल मॉडल की तुलना की।
