【摘要】 我们应该认识到，实验室测试和基准测试只能提供一定程度的能力，以了解受控条件下的电池性能，但无法将结果推断到现场应用中，因为现场的操作环境几乎无法控制。

在过去的十年中，电动和混合动力汽车的发展以及便携式电脑、消费电子产品和电信工具在美国和世界其他地区的迅速扩张，引发了人们对开发用于大功率应用的先进电池系统的巨大兴趣。

 

这些发展需要电池和设备集成的快速原型，更好的充电和安全控制，以及更长的循环寿命。

 

为了满足这些要求和需要，传统技术和产品开发必须结合更多的创新能力来满足挑战和要求。

 

电池行业今天面临的问题是，基本上没有有效的工具来帮助他们及时开发产品。

 

我们应该认识到，实验室测试和基准测试只能提供一定程度的能力，以了解受控条件下的电池性能，但无法将结果推断到现场应用中，因为现场的操作环境几乎无法控制。

 

因此，由于操作条件和用户习惯的偶发和无条件性质，在实际情况下，电池的性能是不可预测的。

 

因此，我们认为，将实验室测试和控制测试扩展到现场应用的切实可行的方法是将实验室测试和计算机模拟相结合，开发一种可以全面预测和模拟现实电池行为的工具。

 

使用此工具，可以详细了解和预测电池性能。

 

利用该工具，我们可以加快产品的设计和开发，获得合理的操作条件，以提高设备的性能和安全性，优化充放电控制，以延长电池寿命，并允许系统集成先进的CAD/CAM工具在并行生产设施，从而大大提高电池行业的设计和制造能力。

 

从“第一原理”出发对电池性能进行建模和模拟是一种可行的方法，它可以提供大量关于电池行为的详细信息，使我们能够了解电池的特性并优化其性能。

 

在过去，一些实验室已经报道了从“第一原理”成功建立电池模型的努力。

 

我们在这里不再重复模型开发。

 

感兴趣的读者应该参考这些早期的作品，以获得有关各自建模原则和功能的进一步信息。

 

本文的重点是利用最近开发的多相，电化学-热耦合模型和一些实际示例来说明计算建模的能力和好处，并评估该方法的未来方向。

 

例如，我们认为高功率快速充电技术是使电池应用更容易获得和可靠的一个重要方面。

 

我们将用相当一部分的讨论来展示集成电池开发和模拟方法如何帮助我们理解阀控铅酸(VRLA)和镍氢(Ni-MH)系统中的快速充电限制机制，并帮助我们改进电池设计和充电策略，以实现快速充电性能和维持电池循环寿命。

 

我们发现，采用这种经过详细验证的IBTS方法可以成为电池技术开发的强大而有效的研发工具[1]。

 

[1] Bor Yann Liaw, Keith P Bethune, Xiao Guang Yang. Advanced integrated battery testing and simulation, Journal of Power Sources, 2002, 110(2),330-340.

 

科学指南针已获得检验检测机构资质认定证书（CMA）、实验动物使用许可证、“ISO三体系认证”等专业认证，提供材料测试、高端测试、环境检测、生物服务、模拟计算、科研绘图、数据分析、试剂耗材、行业解决方案、指南针学院等多项科研产品和服务矩阵。企业致力于为高校、科研院所、医院、研发型企业等科研工作者，提供专业、快捷、全方位的检测及科研服务。

 

免责声明：部分文章整合自网络，因内容庞杂无法联系到全部作者，如有侵权，请联系删除，我们会在第一时间予以答复，万分感谢。