Fluent在电池参数拟合中的应用

Fluent电池模型中存在众多模型参数需要利用试验参数进行估计。Fluent中提供了一些参数估计工具用于这些模型参数的估计。本算例演示这些参数估计工具的使用方法。


1 NTGK参数估计

NTGK模型参数估计需要准备电池在不同放电率条件下的电压数据文件。文件格式如下图所示。

文件第一行注明放电速率,用关键字Crate表示,如上图表示放电速率为1C。后面的数据分为两列,其中第一列为时间,第二列为电压值。在应用的过程中可以准备多种不同放电速率条件下的试验数据文件,这样能更好地拟合模型参数。


下面演示拟合工具的使用过程。

  • 以3D、Double Precision 方式启动Fluent,读取示例文件parameterestimation-test-ntgk.cas
  • 在TUI窗口输入define/models/battery-model/parameter-estimation-tool,按照提示进行输入


拟合得到的曲线如下所示。


此时可以将数据输入到模型参数中。

注:也可以不使用TUI,可以直接通Battery Model对话框中的Parameter Estimation…按钮打开如下图所示的参数估计对话框,并在该对话框中加载数据并进行参数拟合。


电池的其他计算参数设置与常规并无不同。

2 ECM参数估计

当使用ECM模型模拟电池时,也可以使用试验数据进行模型参数拟合。

要进行ECM模型参数拟合,需要更加复杂的SOC试验数据,典型的数据格式如下所示。

SOC:  0.2I:    3.153V1:   3.2145V2:   3.1427dt:   100    3.13350.1    3.14220.2    3.14620.3    3.14880.4    3.15080.5    3.15240.6    3.15370.7    3.15490.8    3.15590.9    3.15681    3.15761.1    3.15831.2    3.1591.3    3.1597(...)

关于数据:

  • 第1行使用关键字SOC指定当前的SOC状态,如上面的数据中指定SOC为0.2
  • 第2行指定电流值
  • 第3、4行指定电压范围
  • 第5行表示时间间隔量
  • 后续的数据行中,第一列为时间,第二列为电压值


在Fluent中可以使用TUI读入数据文件进行参数拟合。

  • 以3D、Double Precision 方式启动Fluent,读取示例文件parameterestimation-test.cas
  • 在TUI窗口输入define/models/battery-model/parameter-estimation-tool,按照提示进行输入

拟合完毕后的输出如下图所示。


参数会自动填充到模型框中,如下图所示。




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