电池状态描述
电池状态由开路(电芯)电压 (OCV)、充电状态 (SOC) 和容量 (CAP) 描述。可以在运行仿真之前确定电池状态。它可用于在运行主模拟之前调整几何或材料属性,并设置电极摩尔浓度的初始条件。
OCV 被定义为电池电芯无限期放置时渐近逼近的电池电芯电压。根据经验而言,通常通过测量电池电芯放置几个小时后正、负集流器之间的电压差得出此物理量的值。对于处于完全平衡(即,化学计量为常数)的电池电芯,
计算如下:
(4245)
其中
和
是正负电极活性材料的相对镀锌平衡电势。
和
表示其各自的(平均)化学计量(或利用率),求值如下: (4246)
(4247)
其中,
是锂离子电池浓度,
是固体中嵌锂的最大浓度,由 Butler Volmer 方程Eqn. (4226) 定义。SOC 则定义为:
(4248)
其中
是电池完全充电时的指定电压,而
是电池被视为完全放电时的指定电压(通常是下限截止电压)。| 注 | 过度充电以及深度放电会导致 。 |
电池电芯的容量取决于可从一个电极传递到其他电极的锂(离子)的最大量(范围为
)。集总模型在电池电芯报告中用于计算电池电芯容量:
(4249)
其中
为存储在负电极中的锂摩尔数,而
为法拉第常数。