حل معادلات الکتروشیمیایی حاکم بر باتری‌های لیتیوم-یون استاد راهنما: دکتر فرشاد ترابی استاد ممتحن: دکتر سیدعلی بهبهانی‌نیا دانشجو: سیاوش عزیزی تابستان 1392 گالوانی Galvanic سرب-اسید Lead-Acid نیکل-کادمیوم Ni-Cd نیکل-هیدرید فلز Ni-MH لیتیوم-یون Li-ion

1. ‫ی‬ ‫طوس‬ ‫الدین‬‫نصیر‬ ‫خواجه‬‫صنعتی‬ ‫دانشگاه‬
‫ی‬‫ژ‬‫انر‬‫های‬‫سیستم‬‫ه‬‫و‬‫گر‬
‫بر‬ ‫حاکم‬ ‫الکتروشیمیایی‬ ‫معادالت‬ ‫حل‬
‫لیتیوم‬ ‫های‬‫ی‬‫باتر‬-‫ن‬‫یو‬
‫استاد‬‫اهنما‬‫ر‬:‫ترابی‬‫فرشاد‬‫دکتر‬
‫استاد‬‫ممتحن‬:‫نیا‬‫بهبهانی‬ ‫سیدعلی‬‫دکتر‬
‫دانشجو‬:‫ی‬‫عزیز‬‫سیاوش‬
‫تابستان‬1392

2. 2
‫مقدمه‬
•‫گالوانی‬Galvanic
•‫سرب‬-‫اسید‬Lead-Acid
•‫نیکل‬-‫کادمیوم‬Ni-Cd
•‫نیکل‬-‫فلز‬ ‫ید‬‫ر‬‫هید‬Ni-MH
•‫لیتیوم‬-‫ن‬‫یو‬Li-ion
•‫ی‬‫باتر‬‫انواع‬

3. 3

4. 4
‫لیتیوم‬‫ی‬‫باتر‬-‫ن‬‫یو‬
•‫استفاده‬ ‫د‬‫ر‬‫موا‬
‌‫‌تاپ‌و‬‫ب‬‫‌لت،‌ل‬‫ب‬‫‌پد،‌ت‬‫ی‬‫‌های‌موبایل،‌آ‬‫ی‬‫باتر‬....
‫‌های‌هیبریدی‬‫ن‬‫ماشی‬
•‫ی‬‫ساز‬‫شبیه‬
‫ی‬‫ساز‬‫شبیه‬‫های‬‫ش‬‫و‬‫ر‬

5. ‫ی‬ ‫مهندس‬‫ش‬‫و‬‫ر‬
•‫ی‬ ‫مهندس‬ ‫ش‬‫و‬‫ر‬ ‫مفهوم‬
5
•‫سرب‬ ‫ی‬‫باتر‬ ‫ی‬‫و‬‫ر‬‫بر‬ ‫اعمال‬-‫اسید‬
•‫لیتیوم‬ ‫ی‬‫باتر‬ ‫ی‬‫و‬‫ر‬‫بر‬ ‫اعمال‬-‫ن‬‫یو‬

6. 6
‫لیتیوم‬ ‫ی‬‫باتر‬-‫ن‬‫یو‬
‫سرب‬ ‫ی‬‫باتر‬-‫اسید‬
‫سرب‬ ‫مقایسه‬-‫لیتیوم‬‫و‬‫اسید‬-‫ن‬‫یو‬

7. 7
‫نامه‬‫پایان‬‫هدف‬
‫لیتیوم‬ ‫ی‬‫باتر‬ ‫غلظت‬‫دقیق‬ ‫فیل‬‫و‬‫پر‬ ‫دن‬‫ر‬‫آو‬ ‫دست‬‫به‬-‫ن‬‫یو‬
‫لیتیوم‬ ‫ی‬‫باتر‬ ‫مان‬‫ز‬‫و‬ ‫مکان‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫غلظت‬ ‫معادله‬ ‫حل‬-‫ن‬‫یو‬

8. 8
‫الکتروشیمیایی‬‫معادالت‬
‫ن‬‫یو‬ ‫بقای‬ ‫معادله‬

9. 9
‫براگمن‬ ‫ابطه‬‫ر‬

10. 10
‫انسیل‬‫ر‬‫دیف‬‫معادالت‬ ‫حل‬‫ی‬ ‫یاض‬‫ر‬‫های‬‫ش‬‫و‬‫ر‬
‫یتز‬‫ر‬ ‫ش‬‫و‬‫ر‬
‫یچ‬‫و‬‫کانترو‬ ‫ش‬‫و‬‫ر‬
Ritz method
Kantorovich method

11. 11
1-‫یتز‬‫ر‬‌‫ش‬‫و‬‫ر‬
‫حالت‌یک‌بعدی‬
‫بعدی‬‫دو‬ ‫حالت‬
‫ل‬‫مجهو‬‫ضرایب‬ ‫دن‬‫ر‬‫آو‬ ‫دست‬‫به‬

12. 12
2-‫یچ‬‫و‬‫ش‌کانترو‬‫و‬‫ر‬‫یک‬ ‫جه‬‫ر‬‫د‬ ‫دیفرانسیل‬ ‫معادله‬ ‫به‬ ‫تبدیل‬
‫معلوم‬
‌‫ل‬‫مجهو‬

13. 13
‫یچ‬‫و‬‫کانترو‬‫ش‬‫و‬‫ر‬‫نتایج‬

14. 14
‫یچ‬‫و‬‫کانترو‬‫ش‬‫و‬‫ر‬‫خطای‬

15. 15
‫نمودار‌نایکویست‬

16. 16
‫ها‬‫ی‬‫باتر‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫کنترلر‬ ‫احی‬‫ر‬‫ط‬‫های‬‫ر‬‫نمودا‬

17. 17
‫یتز‬‫ر‬‫ش‬‫و‬‫ر‬‫نتایج‬

18. 18
‫در‬‫یتز‬‫ر‬‫ش‬‫و‬‫ر‬‫خطای‬5‫دقیقه‬

19. 19
‫ی‬‫گیر‬‫نتیجه‬
•‫مان‬‫ز‬‫و‬ ‫هزینه‬‫از‬‫ی‬‫جلوگیر‬ ‫برای‬ ‫تحلیلی‬ ‫نیمه‬ ‫های‬‫ش‬‫و‬‫ر‬
•‫تر‬‫پایین‬ ‫خطای‬‫یتز‬‫ر‬ ‫ش‬‫و‬‫ر‬
•‫کنترلر‬ ‫طراحی‬ ‫برای‬ ‫یچ‬‫و‬‫کانترو‬ ‫ش‬‫و‬‫ر‬

20. 20
‫پیشنهاد‬
‫لیتیوم‬‫ی‬‫باتر‬ ‫غلظت‬ ‫معادالت‬ ‫کردن‬ ‫کوپل‬-‫معادالت‬ ‫با‬ ‫ن‬‫یو‬:
•‫پتانسیل‬
•‫الکترودها‬ ‫سینتیک‬
•‫تی‬‫ر‬‫حرا‬ ‫ی‬‫ژ‬‫انر‬‫بقای‬(‫دما‬)
‫لیتیوم‬ ‫ی‬‫باتر‬ ‫یک‬ ‫کامل‬ ‫ی‬‫ساز‬‫شبیه‬-‫ن‬‫یو‬

21. ‫شما‬‫توجه‬‫از‬‫باتشکر‬
21