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GT-AutoLion作為一款專業(yè)化鋰離子電池仿真工具，為電池設(shè)計、性能優(yōu)化和壽命預(yù)測等關(guān)鍵技術(shù)的研究與實踐提供了強大的技術(shù)平臺支撐。本書結(jié)合豐富的案例解析，使讀者能夠?qū)⒊橄蟮睦碚撝R與具體的工程實踐緊密結(jié)合，聚焦解決電池在實際應(yīng)用中面臨的諸多技術(shù)挑戰(zhàn)與難題。本書為電池技術(shù)研究的科研工作者、專業(yè)技術(shù)人員和學(xué)生群體提供全面、深入且具有高度實用價值的技術(shù)資源，為在電池仿真技術(shù)領(lǐng)域的深入探索與應(yīng)用提供有力的知識保障與技術(shù)支撐。

近年來，我國新能源汽車和鋰離子電池產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了飛躍式發(fā)展。2024年，新能源汽車年產(chǎn)量首次突破了1000萬輛，彰顯了新能源汽車行業(yè)蓬勃的生命力。作為新能源汽車和電池儲能的核心部件，鋰離子電池技術(shù)在能量密度、壽命和成本控制等方面均取得了重大突破，為新能源汽車普及和電池儲能規(guī)�；瘧�(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。在技術(shù)進步的背后，鋰離子電池的設(shè)計和性能優(yōu)化面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。如何通過計算機輔助工程（Computer Aided Engineering，CAE）技術(shù)，精準(zhǔn)模擬電池的機、電、熱等行為，成為電池研發(fā)設(shè)計和運維管理的重要方向。GT-AutoLion作為一款專業(yè)化的電池仿真工具，為電池設(shè)計、性能優(yōu)化和壽命預(yù)測等關(guān)鍵技術(shù)的研究與實踐提供了強大的技術(shù)支撐平臺。本書圍繞GT-AutoLion軟件應(yīng)用，針對液態(tài)和固態(tài)鋰離子電池，全面講解電池仿真的基本概念、電池建模的基礎(chǔ)理論和軟件操作方法。通過建立多物理場耦合模型，綜合運用數(shù)學(xué)分析、數(shù)值計算等方法，揭示電池在不同工況下的性能演變規(guī)律，仿真分析電池的機、電、熱、老化等行為特征。同時，本書結(jié)合豐富的案例解析，使讀者能夠?qū)⒊橄蟮睦碚撝R與具體的工程實踐緊密結(jié)合，從而系統(tǒng)地掌握從電池單體到電池系統(tǒng)的多尺度仿真技術(shù)體系。在內(nèi)容分布上，本書并非局限于對GT-AutoLion軟件操作步驟的簡單羅列，而是將軟件應(yīng)用與電池在實際工程應(yīng)用深度融合，聚焦解決鋰離子電池在實際應(yīng)用中面臨的諸多技術(shù)挑戰(zhàn)與難題。本書致力于為電池技術(shù)研究的科研工作者、專業(yè)技術(shù)人員和學(xué)生群體提供全面、深入且具有高度實用價值的技術(shù)資源，為在電池仿真技術(shù)領(lǐng)域的深入探索與應(yīng)用提供有力的知識保障與技術(shù)支撐，為持續(xù)鞏固我國鋰離子電池產(chǎn)銷的全球引領(lǐng)地位和擴大我國新能源汽車、電池儲能的發(fā)展優(yōu)勢提供重要的技術(shù)保障。本書力圖全面呈現(xiàn)電池仿真技術(shù)和案例解析，但也難免存在不足之處，歡迎讀者提出批評與斧正意見，共同推進行業(yè)的快速發(fā)展。

前言第1章　鋰離子電池仿真011.1　鋰離子電池簡介011.2　鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵材料011.2.1　電極021.2.2　電解液和固態(tài)電解質(zhì)031.2.3　隔膜041.3　電池仿真方法041.3.1　等效電路模型041.3.2　電化學(xué)模型051.3.3　實時仿真模型05第2章　GT-AutoLion軟件簡介及軟件安裝062.1　軟件簡介062.2　軟件安裝062.2.1　適用運行環(huán)境062.2.2　適用操作系統(tǒng)072.2.3　配置要求072.2.4　安裝前準(zhǔn)備072.2.5　安裝步驟082.2.6　許可驗證122.3　界面啟動132.4　新建模型142.5　模型界面152.6　模型設(shè)置152.6.1　模型層次結(jié)構(gòu)152.6.2　模板查找162.6.3　模型參數(shù)設(shè)置162.7　部件連接202.8　幫助系統(tǒng)21第3章　GT-AutoLion基礎(chǔ)理論233.1　液態(tài)鋰離子電池基本控制方程233.1.1　電極動力學(xué)233.1.2　鋰離子在固相中的擴散243.1.3　固相電荷守恒方程253.1.4　鋰離子在液相中的擴散253.1.5　液相電荷守恒方程263.1.6　電壓方程273.1.7　能量守恒方程273.2　固態(tài)鋰離子電池基本控制方程283.3　電池平衡283.3.1　容量概念283.3.2　電池平衡計算293.4　老化及膨脹模型313.4.1　SEI膜的生長313.4.2　CEI膜的生長323.4.3　活性材料脫落模型333.4.4　析鋰模型333.4.5　膨脹模型353.5　GT-AutoLion-3D353.6　GT-AutoLion-4D35第4章　GT-AutoLion常用模板374.1　AutoLion模板（GT-AutoLion-1D）374.1.1　主界面374.1.2　電芯幾何394.1.3　模型設(shè)置444.1.4　正極設(shè)置454.1.5　負(fù)極設(shè)置464.1.6　活性材料設(shè)置464.1.7　組裝設(shè)置494.1.8　電解液參數(shù)設(shè)置504.1.9　傳熱模型設(shè)置514.1.10　高級設(shè)置524.2　AutoLion-3D模板（GT-AutoLion-3D）534.2.1　圓柱形電芯幾何設(shè)置534.2.2　疊片式電芯幾何設(shè)置614.2.3　方形卷繞式電芯幾何設(shè)置644.2.4　電芯三維位置設(shè)置664.2.5　圖設(shè)置674.3　AutoLion-4D模板684.4　AutoLion-RT模板714.5　常用控制模板734.5.1　信號發(fā)生器模板734.5.2　查表模板744.5.3　積分器模板754.5.4　數(shù)學(xué)運算模板764.5.5　終止計算模板774.5.6　事件管理器模板784.5.7　等效電路擬合工具79第5章　模型求解和后處理865.1　案例設(shè)置865.2　運行設(shè)置875.2.1　時間控制875.2.2　初始化885.2.3　常微分方程控制885.2.4　傳熱控制895.3　圖設(shè)置905.4　輸出設(shè)置905.5　高級設(shè)置915.6　模型運行925.7　結(jié)果后處理925.7.1　結(jié)果查看925.7.2　結(jié)果處理94第6章　性能仿真966.1　恒流放電966.1.1　電池模型設(shè)置966.1.2　求解設(shè)置1046.1.3　案例設(shè)置1066.1.4　結(jié)果分析1066.2　HPPC1066.2.1　電池模型設(shè)置1076.2.2　監(jiān)控器設(shè)置1146.2.3　HPPC控制器1156.2.4　計算終止器1166.2.5　求解設(shè)置1176.2.6　案例設(shè)置1186.2.7　結(jié)果分析1196.3　等效電路1196.3.1　等效電路設(shè)置1196.3.2　求解設(shè)置1226.3.3　結(jié)果分析1236.4　電化學(xué)阻抗譜1236.4.1　電池模型設(shè)置1246.4.2　求解設(shè)置1266.4.3　結(jié)果分析1266.5　恒流放電1276.5.1　電池模型設(shè)置1276.5.2　求解設(shè)置1346.5.3　案例設(shè)置1356.5.4　結(jié)果分析136第7章　壽命仿真1387.1　日歷壽命1387.1.1　電池模型設(shè)置1387.1.2　時間信號發(fā)生器設(shè)置1427.1.3　監(jiān)控器設(shè)置1437.1.4　求解設(shè)置1457.1.5　結(jié)果分析1467.2　循環(huán)壽命1477.2.1　電池模型設(shè)置1477.2.2　循環(huán)邏輯設(shè)置1507.2.3　循環(huán)計數(shù)設(shè)置1547.2.4　終止計算設(shè)置1547.2.5　監(jiān)控器設(shè)置1557.2.6　求解設(shè)置1567.2.7　案例設(shè)置1567.2.8　結(jié)果分析1577.3　容量退化分析1577.3.1　電池模型設(shè)置1577.3.2　求解設(shè)置1597.3.3　結(jié)果分析1607.4　功率退化分析1607.4.1　電池模型設(shè)置1607.4.2　求解設(shè)置1627.4.3　結(jié)果分析162第8章　模型標(biāo)定1638.1　優(yōu)化概念介紹1638.1.1　優(yōu)化問題的一般形式1638.1.2　全局最優(yōu)和局部最優(yōu)1638.1.3　設(shè)計因子1648.1.4　目標(biāo)響應(yīng)1648.1.5　目標(biāo)響應(yīng)函數(shù)1668.1.6　約束條件及可行設(shè)計1688.1.7　搜索算法1688.2　集成設(shè)計優(yōu)化工具1708.2.1　集成設(shè)計優(yōu)化介紹1708.2.2　集成設(shè)計優(yōu)化設(shè)置1708.2.3　優(yōu)化求解界面1728.3　標(biāo)定流程1738.4　標(biāo)定案例1748.4.1　電池模型設(shè)置1748.4.2　設(shè)計因子設(shè)置1748.4.3　目標(biāo)響應(yīng)設(shè)置1748.4.4　優(yōu)化設(shè)置1758.4.5　監(jiān)控器設(shè)置1778.4.6　求解設(shè)置1788.4.7　案例設(shè)置1788.4.8　優(yōu)化求解界面1798.4.9　結(jié)果分析179第9章　GT-AutoLion在整車上的應(yīng)用1809.1　基于規(guī)則控制的PHEV模型1809.1.1　模型說明1809.1.2　控制策略1829.2　電池包熱管理模型1839.3　壽命分析1859.3.1　循環(huán)邏輯1859.3.2　邊界條件提取1869.3.3　壽命計算187參考文獻188

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