Comparative study of three electrochemical cell models for the CFD simulation of a battery module

Abstract

[ES] En el presente trabajo se realizará en ANSYS un estudio comparativo de la respuesta de tres modelos electroquímicos diferentes para una simulación de un módulo de baterías. Para ello, cada modelo se someterá a diversos procesos de carga y descarga preestablecidos y posteriormente se compararán las respuestas de variables características de una batería con el objetivo de examinar el comportamiento de cada uno de los modelos. En primer lugar, se aplicarán una serie de descargas simples a diferentes C-rates. A continuación, se introducirá un ciclo compuesto con varios intervalos de carga/descarga y finalmente se comprobará el impacto de la determinación de los parámetros de uno de los modelos mediante otra serie de descargas simples. Para llevar a cabo la comparación entre los modelos, se tendrán en cuenta tanto la evolución de las variables estudiadas como el tiempo de computación, así como otros factores relevantes que puedan aparecer en el transcurso de las simulaciones.

[EN] In this project a comparative study of the responses of three different electrochemical models for a simulation of a battery module will be carried out in ANSYS. For this purpose, each model will be subjected to several charge and discharge processes and subsequently the responses of characteristic variables of a battery will be compared, with the objective of examining the behaviour of each one of the models. In the first place, a series of simple discharges at different C-rates will be applied. Next, a compound cycle with several charge/discharge intervals will be introduced, and finally the impact of the determination of the model parameters will be assessed through another series of simple discharges. To perform the comparison between the models, both the evolution of the studied variables and the computation time will be taken into account, as well as other remarkable factors that may appear during the course of the simulations.

[CA] En el present treball es realitzar´a en ANSYS un estudi comparatiu de la resposta de tres models electroqu´ımics diferents per a una simulaci´o d’un m`odul de bateries. Per a fer-ho, cada model es sotmetr`a a diversos procesos preestablerts de c`arrega i desc`arrega i posteriorment es compararan les respostes de variables caracter´ıstiques d’una bateria amb l’objectiu d’examinar el comportament de cadascun dels models. En primer lloc s’aplicaran una serie de desc`arregues simples a diferents C-rates. A continuaci´o s’introduir`a un cicle compost amb diversos intervals de c`arrega/desc`arrega i finalment es comprovar`a l’impacte de la determinaci´o dels par`ametres d’un dels models mitjan¸cant una altra s`erie de desc`arregues simples. Per a dur a terme la comparaci´o entre els models, es tindran en compte tant l’evoluci´o de les variables estudiades com el temps de computaci´o, aix´ı com altres factors rellevants que puguen apar´eixer en el transcurs de les simulacions.